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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE EDUCAÇÃO E CIÊNCIAS HUMANAS
DEPARTAMENTO DE METODOLOGIA DE ENSINO
Análise de mapas conceituais elaborados por alunos da oitava série do
ensino fundamental a partir de aulas pautadas na teoria da Aprendizagem
Significativa: a argila como tema de estudo.
Ariane Baffa Lourenço
Orientador: Dácio Rodney Hartwig
Co-orientador: Antonio Carlos Hernandes
São Carlos - 2008
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em
Educação da Universidade Federal de São Carlos para a
obtenção do grau de “Mestre em Educação - Área de
Concentração Ensino de Ciências e Matemática”.
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Milhares de livros grátis para download.
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária da UFSCar
L892am
Lourenço, Ariane Baffa.
Análise de mapas conceituais elaborados por alunos da
oitava série do ensino fundamental a partir de aulas
pautadas na teoria da aprendizagem significativa : a argila
como tema de estudo / Ariane Baffa Lourenço. -- São Carlos
: UFSCar, 2008.
115 f.
Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São
Carlos, 2008.
1. Aprendizagem significativa. 2. Mapas conceituais. 3.
Ensino de Ciências. 4. Argila. I. Título.
CDD: 370.3 (20
a
)
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BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Dácio Rodney Hartwig
--.
Prof.Dr.AntonioCarlosHemandes
Prof.Dr.AguinaldoRobinsonde Souza
Prof. Dr. Luiz Henrique Ferreira
Um velho índio descreveu certa vez, seus conflitos internos:
“Dentro de mim há dois lobos, um deles é mau e cruel,
e o outro bom e dócil. Os dois estão sempre brigando!”
Quando lhe perguntaram qual dos dois lobos ganharia a briga,
o sábio índio parou, refletiu e respondeu:
“Aquele que eu alimentar”
Agradecimentos
Ao prof. Dr. Dácio Rodney Hartwig pela orientação, amizade, ensinamentos e
confiança em mim depositada.
Ao prof. Dr. Antonio Carlos Hernandes pela orientação, amizade, ensinamentos e
valiosos conselhos, e espero que continue com este ardor apaixonado pela melhoria da
qualidade do ensino público que tanto nos contagia.
Ao prof. Dr. Aguinaldo Robinson de Souza partícipe importante de minha escolha
pelo tema deste trabalho.
A Dra. Maria Inês B. Bernardi por todo apoio desde a época da iniciação e por sempre
acreditar em mim.
Aos professores Luiz Henrique Ferreira e Aguinaldo Robinson de Souza pelas
sugestões oferecidas no exame de qualificação.
A profa. Dra. Glaúcia Gruninger Gomes Costa e ao Ms. Robert L. Gonzalez Romero
pelas discussões e leitura do trabalho.
Ao prof. Dr. Jean Claude M’Peko pela amizade e apoio.
Às alunas de iniciação científica Élida, Juliana Mara, Larissa Marins e Rita, pelo
auxílio durante o desenvolvimento deste trabalho.
A coordenação, professores e alunos das Escolas Estaduais Prof. Sebastião de Oliveira
Rocha e Prof. José Juliano Neto.
Aos atuais e ex-integrantes do núcleo de Difusão do Grupo de Crescimento de Cristais
e Materiais Cerâmicos.
Ao Alexandre Mesquita pela leitura do Abstract.
A secretaria do Programa de Pós-Graduação em Educação da Universidade Federal de
São Carlos.
A Érica Regina Siginini secretária do Grupo de Crescimento de Cristais e Materiais
Cerâmicos, por toda ajuda na parte burocrática.
Aos colegas do grupo Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos pela convivência
desde a época de iniciação científica e por proporcionarem um ambiente de trabalho
agradável.
Aos técnicos Manoel Ricardo Roncon pela confecção do molde e ao Geraldo José
Frigo pelas medidas de análise térmica.
À Ana Mara Prado e Maria Neusa Azevedo funcionárias da biblioteca do Instituto de
Física de São Carlos- USP.
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP expresso meu
reconhecimento pela bolsa de mestrado concedida (processo 06/52927-7).
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES pela
concessão de uma bolsa de mestrado nos seis primeiros meses desta pesquisa.
A Valdeci Bosco pela amizade e pelos momentos de descontração que
compartilhamos.
Aos meus pais e a minha irmã por todo amor e apoio em todos os momentos desta
caminhada.
Ao meu pai que durante estes dez anos que moramos juntos, cuidou de mim com seu
amor incondicional e suas maravilhas culinárias.
Ao meu tio Toninho por toda ajuda e carinho.
Ao Grupo Amor em Gotas pelas maravilhosas intervenções com as crianças na Santa
Casa, em que a cada dia aprendemos um pouco mais da vida, e por nossas festas memoráveis.
E a todas as pessoas que passaram pela minha vida neste período e que a fizeram ainda
mais bonita. Obrigada!
i
Sumário
Lista de Figuras .........................................................................................................................iii
Lista de Tabelas.........................................................................................................................vi
RESUMO ................................................................................................................................viii
ABSTRACT ..............................................................................................................................ix
1. Introdução...............................................................................................................................1
1.1. Questão de pesquisa ............................................................................................3
1.2. Objetivos..............................................................................................................3
2. Fundamentação Teórica..........................................................................................................4
2.1. Teoria da Aprendizagem Significativa................................................................4
2.2. Aprendizagem por recepção e descoberta ...........................................................5
2.3. Tipos de Aprendizagem Significativa .................................................................5
2.4. Aquisição dos conceitos ......................................................................................6
2.5. Diferenciação Progressiva e Reconciliação Integrativa ......................................8
2.6. Fatores que influenciam a ocorrência da Aprendizagem Significativa ...............9
2.7. Aprendizagem Mecânica ...................................................................................11
2.8. Mapas Conceituais.............................................................................................12
2.9. Ensino da Ciência dos Materiais .......................................................................17
2.10. Argila...............................................................................................................18
2.11. Cerâmica..........................................................................................................18
3. Metodologia..........................................................................................................................20
3.1. Estudo do material argila...................................................................................20
3.1.1. Análise Térmica..........................................................................................20
3.1.2. Densidade aparente e processo de retração da argila a temperatura
ambiente ...............................................................................................................20
3.2. Definição do Universo de trabalho....................................................................22
3.2.1. Breve caracterização da cidade de São Carlos ...........................................22
3.2.2. Caracterização dos estabelecimentos escolares..........................................22
3.2.3. Descrição das turmas de oitava série..........................................................23
3.2.4. Definição da amostragem ...........................................................................24
3.3. Atividades realizadas com os alunos.................................................................25
3.3.1. Identificação dos conhecimentos prévios dos alunos.................................27
3.3.2. Módulo “Introdução aos Mapas Conceituais”............................................28
ii
3.3.3. Curso Argila ...............................................................................................30
4. Resultados e discussões........................................................................................................40
4.1. Estudo do material argila...................................................................................40
4.1.1. Calorimetria Exploratória Diferencial e Termogravimetria .......................40
4.1.2. Retração das peças de argila a temperatura ambiente ................................41
4.1.3. Alteração da cor das peças cerâmicas.........................................................43
4.1.4. Densidade aparente das peças de argila......................................................45
4.2. Identificação dos conhecimentos prévios..........................................................46
4.3. Módulo – “Introdução aos mapas conceituais” .................................................53
4.3.1. Mapas conceituais sobre o tema “Água”....................................................54
4.3.2. Mapas Conceituais sobre o tema “Vertebrados” ........................................56
4.4. Módulo – “Matéria e suas propriedades” ..........................................................60
4.4.1. Classificação dos mapas .............................................................................60
4.4.2. Níveis de Hierarquia dos mapas .................................................................72
4.5. Módulo – “Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”.......74
4.5.1. Experimentos..............................................................................................74
4.5.2. Mapas conceituais sobre as transformações físicas e químicas que ocorrem
na produção de cerâmica. .....................................................................................78
4.5.3. Níveis de Hierarquia dos mapas .................................................................94
4.6. Análise do texto elaborado pelos alunos ...........................................................95
4.6.1. Itens relacionados ao módulo Matéria........................................................95
4.6.2. Itens relacionados ao conceito Argila........................................................96
4.6.3. Itens relacionados aos experimentos ..........................................................97
4.6.4. Itens relacionados aos mapas conceituais...................................................98
4.7. Análise do questionário final...........................................................................102
5. Conclusões..........................................................................................................................111
6. Referências .........................................................................................................................112
iii
Lista de Figuras
Figura 1: Mapa conceitual da fundamentação teórica do item 2.1 até 2.7. ..............................12
Figura 2: Mapa conceitual (Novak, 1988), cujo conceito principal é “seres vivos”...............14
Figura 3: Mapa conceitual (Novak , 1988), cujo conceito principal é “moléculas”.................14
Figura 4: Mapa conceitual da teoria apresentada nos itens 2.8. e 2.9. .....................................17
Figura 5: Molde utilizado no preparo das peças de argila........................................................21
Figura 6: Fluxograma das atividades desenvolvidas com os alunos. .......................................26
Figura 7: Mapa conceitual referente ao conceito água (Novak, 1988) e apresentado aos alunos
para que adicionassem conceitos..............................................................................................29
Figura 8: Mapa conceitual de referência do módulo “Matéria e suas propriedades”...............31
Figura 9: Mapa conceitual de referência do módulo “Transformações físicas e químicas na
produção de cerâmica” que ocorrem na produção de cerâmica. ..............................................32
Figura 10: Mapa conceitual elaborado por In e usado como exemplo da análise dos mapas
conceituais sobre os temas água e vertebrados.........................................................................34
Figura 11: Mapa conceitual sobre Matéria elaborado por Rf e usado para exemplificar a
análise dos mapas conceituais dos módulos “Matéria e suas propriedades” e “Transformações
físicas e químicas na produção de cerâmica”. ..........................................................................38
Figura 12: Perda de massa percentual (TG) e curva de DSC em função da temperatura da
argila branca. ............................................................................................................................40
Figura 13: Perda de massa percentual (TG) e curva de DSC em função da temperatura da
argila vermelha. ........................................................................................................................41
Figura 14: a) Tijolo após moldagem e b) Tijolo após seis dias de secagem à temperatura
ambiente ...................................................................................................................................42
Figura 15: Retração volumétrica do tijolo após seis dias de secagem à temperatura ambiente42
Figura 16: Variação do volume em função do tempo à temperatura ambiente........................43
Figura 17: Perda de massa em função do tempo à temperatura ambiente................................43
Figura 18: Mostruário contendo peças de argila branca queimadas em diferentes temperaturas.
..................................................................................................................................................44
Figura 19: Mostruário contendo peças de argila vermelha queimadas em diferentes
temperaturas..............................................................................................................................44
Figura 20: Densidade aparente média dos tijolos com seus desvios em função da temperatura.
Cada ponto no gráfico representa a densidade média de quatro tijolos....................................45
Figura 21: Mapa conceitual elaborado por Dn. O mapa apresenta: a) repetição do conceito
água; b) as palavras gelo, água e gás estão ligadas aos conceitos sólido, líquido e gasoso,
generalizando os exemplos e c) possui vários exemplos na mesma figura geométrica. ..........54
Figura 22: Mapa conceitual elaborado por Ld. O mapa apresenta generalização de exemplos
em três locais distintos do mapa e repetição do conceito água. ...............................................55
Figura 23: Mapa conceitual elaborado por An. O mapa apresenta: a) os exemplos gato,
cachorro e pássaro na mesma figura geométrica, e b) os conceitos incolor, inodoro e insípida
na mesma figura geométrica e repetição do conceito água. .....................................................55
Figura 24: Mapa conceitual elaborado por Ja. O mapa apresenta: a) quase todas as palavras de
ligação circuladas e b) ausência de palavras de ligação entre alguns conceitos e exemplos. ..56
Figura 25: Mapa conceitual elaborado por In. O mapa apresenta: a) generalização de
exemplos, e b) repetição dos conceitos vertebrados e mamíferos............................................57
Figura 26: Mapa conceitual elaborado por Dn. O mapa apresenta vários exemplos na mesma
figura geométrica......................................................................................................................57
Figura 27: Mapa conceitual elaborado por Mm. O mapa apresenta várias palavras de ligação
circuladas..................................................................................................................................58
iv
Figura 28: Mapa conceitual elaborado por Gl. O mapa apresenta generalização de exemplos.
..................................................................................................................................................58
Figura 29: Mapa conceitual elaborado por Mh. O mapa apresenta repetição do conceito “dois
ambientes” e água.....................................................................................................................59
Figura 30: Mapa conceitual elaborado por Ja. O mapa apresenta a) várias palavras de ligação
circuladas e b) ausência de palavras de ligação........................................................................59
Figura 31: Categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas conceituais sobre Matéria.
..................................................................................................................................................61
Figura 32: Mapa conceitual elaborado por Ap pertencente à subcategoria A1 por apresentar
mais de dezesseis conceitos......................................................................................................62
Figura 33: Mapa conceitual elaborado por Gb, pertencente à subcategoria A2 por apresentar
menos de dezesseis conceitos...................................................................................................62
Figura 34: Mapa Conceitual elaborado por In, pertencente à categoria D, pois não relacionou
os conceitos ebulição, ponto de fusão e fusão com o conceito “gerais”, e à categoria B por
apresentar relação errônea entre os conceitos...........................................................................63
Figura 35: Mapa elaborado por Jn, pertencente a categoria B, por apresentar relações errôneas
entre os conceitos......................................................................................................................64
Figura 36: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção um do mapa
de referência. ............................................................................................................................65
Figura 37: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção dois do
mapa de referência....................................................................................................................66
Figura 38: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção três do mapa
de referência. ............................................................................................................................66
Figura 39: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção quatro do
mapa de referência....................................................................................................................67
Figura 40: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção cinco do
mapa de referência....................................................................................................................67
Figura 41: Mapa Conceitual elaborado por Mm pertencente à categoria C, por apresentar
exemplo para os conceitos transformação física e química......................................................70
Figura 42: Mapa Conceitual elaborado por Gl. enquadrado na categoria C por apresentar
exemplos dos conceitos fusão, solidificação, vaporização, sublimação, combustão e
decomposição, e na categoria A1 por ter mais de dezesseis conceitos e todas as proposições
corretas......................................................................................................................................70
Figura 43: Mapa Conceitual elaborado por In, pertencente à categoria D, pois não relacionou
os conceitos ebulição, ponto de fusão e fusão com o conceito “gerais”, e à categoria B por
apresentar relação errônea entre os conceitos específicas, massa e volume, e os conceitos
gerais, ponto de fusão, ebulição e fusão. ..................................................................................71
Figura 44: Mapa elaborado por Ja pertencente à categoria D, por não ter relacionado os
conceitos mistura com “óleo e água”, e gerais e específicas com propriedades, e na categoria
A2, por apresentar menos de dezesseis conceitos. ...................................................................71
Figura 45: Mapa Conceitual elaborado por Wl pertencente à categoria D por não ter
relacionado os conceitos simples com “átomos de um mesmo elemento químico” e composta
com “átomos de elementos químicos diferentes”, na categoria C por ter exemplos, e em A1,
por ter mais de dezesseis conceitos. .........................................................................................72
Figura 46: Mapa elaborado por An, em que o conceito de maior nível hierárquico é argila. .78
Figura 47: Mapa elaborado por Dn, em que o conceito de maior nível hierárquico é
“transformações”. .....................................................................................................................79
Figura 48: Quantidade em porcentagem das categorias e subcategorias obtidas da análise dos
mapas conceituais sobre matéria. .............................................................................................80
v
Figura 49: Mapa elaborado por Mm e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas.................................................................................81
Figura 50: Mapa elaborado por Gb e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas.................................................................................81
Figura 51: Mapa elaborado por Al e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas.................................................................................82
Figura 52: Mapa elaborado por Dn e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas.................................................................................82
Figura 53: Mapa elaborado por As e pertencente a subcategoria A2 por ter menos de seis
conceitos e todas as proposições corretas.................................................................................83
Figura 54: Quantidade em porcentagem de presença dos conceitos básicos presentes nos
mapas da sala A e B..................................................................................................................84
Figura 55: Mapa elaborado por Pm, pertencente a categoria B, pois apresenta relação errônea
entre os conceitos “evaporação de água” e “ retração linear” . ..............................................86
Figura 56: Mapa elaborado por Rf, pertencente a categoria B, pois apresenta relação errônea
entre os conceitos “podem perder a massa” e “a sua cor”........................................................87
Figura 57: Mapa elaborado por Av, pertencente nas categorias B por apresentar relação
errônea entre os conceitos “evaporação de água” e “a retração linear das peças” e entre os
conceitos “homogeneização” e “ moldagem”, e na categoria D por ter ausência de relação
entre conceitos..........................................................................................................................87
Figura 58: Mapa elaborado por Rn, pertencente a categoria B por apresentar relação errônea
entre os conceitos “de monóxido de carbono” e “dióxido de carbono”...................................88
Figura 59: Mapa elaborado por Tz, pertencente nas subcategoria A1 por apresentar mais de
seis conceitos e todas as proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos de conceitos.
..................................................................................................................................................89
Figura 60: Mapa elaborado por An, pertencente nas categorias B por apresentar relação
errônea entre os conceitos “ do argila”, “ do ambiente”e “do tempo”, com “ vasos” e “
tijolos”, e na categoria D por ter exemplos dos conceitos........................................................89
Figura 61: Mapa elaborado por Mh, pertencente o na subcategoria A1 por apresentar mais de
seis conceitos e todas as proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos de conceitos.
..................................................................................................................................................90
Figura 62: Mapa elaborado por As e pertencente a subcategoria A2 por menos de seis
conceitos e todas as proposições corretas, e na categoria B por ter exemplos dos conceitos. .90
Figura 63: Mapa elaborado por Pm, pertencente à categoria B, por apresentar relação errônea
entre os conceitos “evaporação de água” e “retração linear”, e na categoria D por ter ausência
de palavras de ligação...............................................................................................................91
Figura 64: Mapa elaborado por An, pertencente a categoria B por apresentar relação errônea
entre os conceitos “ do argila”, “ do ambiente”e entre os conceitos “do tempo”, com “ vasos”
e “ tijolos”, e na categoria D por ter exemplos dos conceitos. .................................................92
Figura 65: Mapa elaborado por Br, pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas, e na categoria D por ter ausência de relação entre os
conceitos...................................................................................................................................92
Figura 66: Mapa elaborado por Mq, pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas, e na categoria D por ter ausência de palavras de
ligação entre alguns conceitos. .................................................................................................93
Figura 67: Mapa elaborado por Av, pertencente nas categorias B, pois apresenta relação
errônea entre os conceitos “evaporação de água” e “a retração linear das peças” e entre os
conceitos “homogeneização” e “ moldagem”, e na categoria D por ter ausência de relação
entre conceitos..........................................................................................................................93
vi
Lista de Tabelas
Tabela 1: Alunos da escola estadual Prof. Sebastião de Oliveira Rocha que tiveram suas
atividades analisadas.................................................................................................................24
Tabela 2: Alunos da escola estadual Prof. José Juliano Neto que tiveram suas atividades
analisadas..................................................................................................................................24
Tabela 3: Quantidade de alunos por sala que realizaram as atividades....................................27
Tabela 4: Relações utilizadas para analisar a hierarquia conceitual dos mapas elaborados no
módulo “Matéria e suas propriedades”.....................................................................................36
Tabela 5: Relações utilizadas para analisar a hierarquia conceitual dos mapas elaborados no
módulo “Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”. ................................37
Tabela 6: Perda de massa percentual em distintos intervalos de temperatura para a amostra da
argila branca e vermelha...........................................................................................................41
Tabela 7: Categorias obtidas para o conceito matéria ..............................................................46
Tabela 8: Categorias obtidas para o conceito massa ................................................................47
Tabela 9: Categorias obtidas para o conceito volume ..............................................................47
Tabela 10: Categorias obtidas para o conceito densidade ........................................................47
Tabela 11: Categorias obtidas para o conceito porosidade.......................................................48
Tabela 12: Categorias obtidas para o conceito retração ...........................................................48
Tabela 13: Categorias obtidas para o conceito cerâmica..........................................................48
Tabela 14: Categorias obtidas para o conceito argila...............................................................49
Tabela 15: Categorias obtidas para o conceito Transformação química..................................49
Tabela 16: Categorias obtidas para o conceito Transformação física ......................................50
Tabela 17: Categorias obtidas para o conceito Substância.......................................................50
Tabela 18: Categorias obtidas para o conceito Mistura............................................................51
Tabela 19: Categorias obtidas para o conceito Mistura Homogênea .......................................51
Tabela 20: Categorias obtidas para o conceito Mistura Heterogênea ......................................51
Tabela 21: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Fusão ...................................52
Tabela 22: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Ebulição................................52
Tabela 23: Total de mapas elaborados para os conceitos água e vertebrados e quantidade de
mapas com problemas de construção. ......................................................................................53
Tabela 24: Categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas conceituais elaborados no
módulo Matéria e suas propriedades. .......................................................................................61
Tabela 25: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos apresentados nos mapas. ......65
Tabela 26: Quantidade em porcentagem dos conceitos outros apresentados nos mapas. ........68
Tabela 27: Quantidade em porcentagem dos exemplos dados para cada conceito. .................69
Tabela 28: Quantidade em porcentagem das relações encontradas nos mapas sobre o tema
Matéria e suas propriedades conforme o mapa de referência...................................................73
Tabela 29: Categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas conceituais elaborados no
módulo “transformações físicas e químicas que ocorrem na produção de cerâmica”..............80
Tabela 30: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos apresentados nos mapas. ......84
Tabela 31: Quantidade em porcentagem dos conceitos da categoria “conceitos outros”
apresentados nos mapas............................................................................................................85
Tabela 32: Porcentagem de exemplos dados para cada conceito. ............................................88
Tabela 33: Quantidade em porcentagem das relações encontradas nos mapas sobre o tema
“transformações físicas e químicas que ocorrem na produção de cerâmica” conforme o mapa
de referência. ............................................................................................................................94
Tabela 34: Quantidade em porcentagem dos assuntos relacionados no módulo Matéria. ......95
Tabela 35: Quantidade em porcentagem dos assuntos relacionados ao conceito argila. ........96
vii
Tabela 36: Quantidade em porcentagem dos assuntos relacionados aos conceitos abordados
nos experimentos......................................................................................................................98
Tabela 37: Categorias obtidas para o conceito matéria ..........................................................103
Tabela 38: Categorias obtidas para o conceito volume..........................................................103
Tabela 39: Categorias obtidas para o conceito massa ............................................................103
Tabela 40: Categorias obtidas para o conceito densidade ......................................................104
Tabela 41: Categorias obtidas para o conceito porosidade.....................................................104
Tabela 42: Categorias obtidas para o conceito retração .........................................................105
Tabela 43: Categorias obtidas para o conceito cerâmica........................................................105
Tabela 44: Categorias obtidas para o conceito argila.............................................................105
Tabela 45: Categorias obtidas para o conceito Transformação física ....................................106
Tabela 46: Categorias obtidas para o conceito Transformação química................................107
Tabela 47: Categorias obtidas para o conceito Substância.....................................................107
Tabela 48: Categorias obtidas para o conceito Mistura..........................................................108
Tabela 49: Categorias obtidas para o conceito Mistura Homogênea .....................................108
Tabela 50: Categorias obtidas para o conceito Mistura Heterogênea ....................................109
Tabela 51: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Fusão ..................................109
Tabela 52: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Ebulição..............................109
viii
RESUMO
Neste trabalho analisamos como e em que extensão alunos da oitava série do ensino
fundamental de duas escolas públicas da cidade de São Carlos, elaboram mapas conceituais a
partir de aulas teóricas e experimentais, pautadas na teoria da Aprendizagem Significativa,
tendo argila como tema de estudo. Para a realização da pesquisa foi feito um estudo inicial de
caracterização de dois tipos de argila escolar, uma branca e a outra vermelha. Os resultados
deste estudo serviram como base para a elaboração do curso Argila, ministrado no período
regular de aulas, em situação real de ensino em sala. Como instrumento de avaliação da
aprendizagem foram utilizados relatórios e texto elaborados pelos alunos, questionário
dissertativo e mapas conceituais. Pelos resultados tivemos que o uso de textos e aulas
elaboradas baseadas na teoria da Aprendizagem Significativa e o uso de mapas conceituais
auxiliaram a aprendizagem dos alunos. O mapa foi uma ferramenta eficaz no processo de
ensino-aprendizagem, pois permitiu aos alunos identificarem e relacionarem os conceitos
entre si, e com demais conceitos e exemplos, já existentes em sua estrutura cognitiva, e
obterem um panorama de como seu conhecimento estava estruturado. Para a pesquisadora, o
mapa possibilitou identificar concepções equivocadas dos alunos, podendo estas serem
trabalhadas individualmente, além de servir como instrumento de avaliação. Diante dos
resultados obtidos neste trabalho constatamos que é possível ao professor utilizar mapas
conceituais em suas aulas, pois esta é uma ferramenta que auxilia no processo de ensino-
aprendizagem dos alunos, pode ser usado como instrumento de avaliação e tem boa aceitação
pelos alunos.
ix
ABSTRACT
In this work we analyze how and where extension student of the eighth series of the basic
education of two public schools of the city São Carlos, conceptual maps from theoretical and
experimental lessons elaborate, based in the theory of the Significant Learning, having as
study subject the material clay. For the accomplishment of the research an initial study of
characterization of two types of school clay was made, a white and another red. The results of
this study had served as base for the elaboration of the course Clay, given in the regular
period of lessons, in real situation of education in room. As instrument of evaluation of the
learning reports and text had been used to elaborate by the students, questionnaire and
conceptual maps. For the results we had that the use of texts and lessons elaborated based in
the theory of the Significant Learning and the use of conceptual maps had assisted the
learning of the students. The conceptual map was an efficient tool in the teach-learning
process, therefore it allowed the students to identify and to relate the concepts between itself,
and with too much concepts and examples, already existing in its cognitive structure, and to
get a panorama of as its knowledge was structuralized. For the researcher, the map made
possible to identify mistake ideas of the students, being able these to be worked individually,
besides serving as evaluation instrument. For the results gotten in this work we evidence that
it is possible to the teacher to use conceptual maps in its lessons, because this is a tool that
assists in the process of teach-learning of the students, can be used as evaluation instrument
and has good acceptance for the students.
Capítulo 1 – Introdução
1
1. Introdução
A proposta deste trabalho foi analisar como e em que extensão alunos da oitava série
do ensino fundamental elaboram mapas conceituais a partir de aulas teóricas e experimentais,
pautadas na teoria da Aprendizagem Significativa, tendo o material argila como tema de
estudo. A argila é um material conhecido desde a pré-história e, ainda, é largamente utilizado
nas mais diversas aplicações, principalmente como produtos cerâmicos (pisos, azulejos,
pratos, xícaras etc.). Além disso, é um material que possibilita a realização de atividades com
os alunos nas áreas de história, geografia, química, artes e física, entre outras. No entanto, o
tema tem sido abordado superficialmente em sala de aula, e não se encontrou na literatura
pesquisas referentes a utilização de mapas conceituais no ensino do material argila.
Todo o trabalho teve como fundamentação a teoria da Aprendizagem Significativa
(AS), desenvolvida por David Paul Ausubel (1980). A AS procura explicar os mecanismos
internos que ocorrem na mente humana com relação ao aprendizado e à estruturação do
conhecimento, ocorridos principalmente em sala de aula. Para Ausubel, o armazenamento de
informações no cérebro é altamente organizado, com articulações formadas entre vários
elementos mais antigos e mais recentes, conduzindo a uma hierarquia conceitual, na qual
elementos menos importantes de conhecimentos são ligados (incorporados) a conceitos
maiores, mais gerais e mais inclusivos. Assim, a estrutura cognitiva representa um arcabouço
de conceitos hierarquicamente organizados, que são as representações da experiência
cognitiva da pessoa (NOVAK, 1981).
Para que ocorra a AS alguns aspectos são importantes, como por exemplo: o aluno
deve ter em sua estrutura cognitiva a disponibilidade dos conceitos subsunçores, apresentar
uma pré-disposição positiva para relacionar as novas idéias com as relevantes disponíveis e o
material tem que ser potencialmente significativo. O professor que visa uma aprendizagem
significativa de seus alunos deve elaborar suas aulas seguindo o princípio da diferenciação
progressiva do conteúdo, ou seja, os conceitos mais gerais da disciplina devem ser
apresentados em primeiro lugar, e gradativamente introduzir os conceitos mais específicos.
Deve-se também promover relações entre idéias, conceitos, proposições já estabelecidas na
estrutura cognitiva, e apresentar materiais de aprendizagem que sejam potencialmente
significativos aos alunos, para que consigam relacioná-los de forma não arbitrária.
O mapa conceitual é uma ferramenta que visa auxiliar a ocorrência da aprendizagem
significativa, organizando e representando conhecimentos. O mapeamento conceitual é uma
técnica flexível, o que permite seu uso em uma diversidade de atividades, como em
Capítulo 1 – Introdução
2
planejamento de currículo, no sistema de avaliação, como indexadores de conteúdo e no
processo de ensino e aprendizagem.
Para realizar este trabalho foi feito, inicialmente, um estudo do material argila e
elaborado um curso sobre o tema, o qual foi aplicado a alunos da oitava série de duas escolas
públicas da cidade de São Carlos. O curso foi ministrado no período regular de aulas, em
situação real de ensino em sala.
A dissertação está organizada da seguinte maneira. No capítulo II é abordado todo o
referencial teórico que fornece subsídios para o desenvolvimento do trabalho: Teoria da
Aprendizagem Significativa, introdução sobre os Mapas Conceituais juntamente com uma
revisão do uso desta ferramenta, a importância de se ensinar Ciências dos Materiais aos
alunos, e uma breve caracterização do material argila e cerâmica. No capítulo III é
apresentada de forma detalhada a metodologia empregada, tanto no estudo do material argila
como nas atividades desenvolvidas com os alunos. No capítulo IV são apresentados e
discutidos os resultados obtidos, no estudo do material argila, e as atividades desenvolvidas
com os alunos. No capítulo V são apresentadas as conclusões. As referências bibliográficas
estão dispostas no capítulo VI. Os materiais instrucionais utilizados com os alunos, fotos do
procedimento de elaboração das peças de argila e os mapas elaborados pelos alunos estão
apresentados nos apêndices e anexo.
Capítulo 1 – Introdução
3
1.1. Questão de pesquisa
Como e em que extensão ocorre a elaboração de mapas conceituais por alunos do
ensino fundamental a partir de aulas teóricas e experimentais, pautadas na teoria da
Aprendizagem Significativa, tendo como tema de estudo o material argila?
1.2. Objetivos
Os objetivos deste trabalho foram realizar um estudo do material argila, utilizando
técnicas de análise térmica, e medidas de densidade aparente, para elaboração do curso
Argila, e analisar como e em que extensão alunos do ensino fundamental elaboram mapas
conceituais a partir de aulas pautadas na teoria da Aprendizagem Significativa.
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
4
2. Fundamentação Teórica
2.1. Teoria da Aprendizagem Significativa
A teoria da Aprendizagem Significativa (AS) foi desenvolvida nos anos 60 pelo
psicólogo norte americano David Paul Ausubel (PELIZZARI, 2002). Ela apresenta um caráter
cognitivista e procura explicar os mecanismos internos que ocorre na mente humana com
relação ao aprendizado e à estruturação do conhecimento, ocorridos principalmente em sala
de aula. Ausubel focou sua pesquisa nas técnicas e reflexões acerca da aula “tradicional”, ou
seja, do tipo receptiva, e do tipo de enfoque, cuidado e trabalho ideais que um professor deve
ter neste contexto, a fim de propiciar o melhor aprendizado a seus alunos (AUSUBEL, 1980).
Para Ausubel cada indivíduo possui um corpo organizado de conhecimentos, a
estrutura cognitiva, a qual é formada por conceitos, denominados de subsunçores
(MOREIRA, 2006). Os conceitos são objetos, eventos, situações ou propriedades que
possuem atributos essenciais comuns e são designados numa determinada cultura por algum
símbolo ou signo. Por este caráter idiossincrático, podemos afirmar que vivemos em um
mundo de conceitos (AUSUBEL, 1980; NOVAK, 1991). Há na estrutura cognitiva conceitos
amplos, gerais, os quais incluem outros com significados específicos, sendo este para Ausubel
o fator que decide acerca da significação do novo material, da sua aquisição e retenção. A
estrutura cognitiva pode ser modificada à medida que novas informações inseridas
estabelecem relações com os conhecimentos já existentes (AUSUBEL, 1980; NOVAK, 1991;
MOREIRA, 1982).
Quando o indivíduo aprende significativamente a nova informação apresentada
ancora-se por meio de interação a conceitos subsunçores, sendo armazenada de maneira não-
arbitrária e substantiva, contribuindo para a diferenciação, elaboração e estabilidade dos
subsunçores preexistentes e conseqüentemente da própria estrutura cognitiva (AUSUBEL,
1980; NOVAK, 1981; MOREIRA, 2006). Por uma aprendizagem não-arbitrária entende-se
que o indivíduo deve relacionar logicamente a nova idéia com os seus conceitos subsunçores,
e por aprendizagem substantiva, que deve-se aprender o sentido, o significado daquilo que foi
ensinado, de modo que pode expressar este significado com as mais diversas palavras.
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
5
2.2. Aprendizagem por recepção e descoberta
Uma aprendizagem pode ocorrer por descoberta ou por recepção. Na aprendizagem
por recepção o conteúdo é apresentado ao aluno na sua forma final, por meio de preleções, e
outros materiais comumente utilizados em sala de aula (FARIA, 1995). Neste tipo de
aprendizagem o aluno precisa atuar ativamente sobre o material, a fim de relacioná-lo a idéias
relevantes disponíveis em sua estrutura cognitiva, decidir quais das idéias estabelecidas na
estrutura cognitiva são convenientemente relacionáveis com as idéias a serem aprendidas, e
reconciliar e diferenciar a nova idéia das existentes na sua estrutura cognitiva (ARAGÃO,
1976; AUSUBEL, 1980).
Na aprendizagem por descoberta o conteúdo principal daquilo que vai ser aprendido
não é dado, tendo o indivíduo que descobri-lo através da produção de proposições que
representem ou a solução para problemas sugeridos ou a seqüência de etapas para a sua
solução (AUSUBEL, 1980). No entanto esta aprendizagem só será significativa se após a
descoberta o indivíduo estabelecer ligações dos conteúdos descobertos com os conceitos
subsunçores relevantes já existentes na sua estrutura cognitiva (MOREIRA, 2006).
Tanto a aprendizagem por recepção como a por descoberta, podem ser significativas
ou mecânicas, sendo o tipo de aprendizagem determinado pela maneira como a nova
informação é armazenada na estrutura cognitiva do indivíduo (AUSUBEL, 1980). Por
exemplo, montar um quebra-cabeça por tentativa e erro é uma forma de aprendizagem por
descoberta, em que o conteúdo descoberto, é na maioria das vezes incorporado
arbitrariamente a estrutura cognitiva, sendo assim aprendido mecanicamente. No entanto, uma
lei da física pode ser aprendida significativamente sem que o aluno tenha que descobri-la, ou
seja, mesmo ele não a descobrindo, pode ser capaz de compreendê-la e utilizá-la
significativamente (MOREIRA, 2006).
2.3. Tipos de Aprendizagem Significativa
Ausubel (1980) em sua teoria distingue três tipos de Aprendizagem Significativa,
sendo: representacional, de conceitos e proposicional. A aprendizagem representacional é o
tipo mais básico, em que se aprende o significado de símbolos particulares (de um modo
geral, palavras) ou o que eles representam (AUSUBEL, 1980). Este tipo de aprendizagem
ocorre quando se estabelece uma equivalência de significado entre os símbolos arbitrários,
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
6
como objetos, exemplos, conceitos etc., e seus correspondentes referentes, passando a remeter
ao aluno o mesmo significado. Na aprendizagem significativa de conceitos, a formação dos
conceitos é um tipo de aprendizagem por descoberta, a qual pode envolver análise
discriminativa, abstração, diferenciação, formulação e teste de hipóteses e generalização.
Na aprendizagem proposicional, a tarefa de aprendizagem significativa não se reduz
ao aprendizado do que representam as palavras isoladamente ou à combinação das mesmas;
refere-se, antes de tudo, ao aprendizado do significado de novas idéias expressas de forma
proposicional (AUSUBEL, 1980). O que se aprende é o significado de uma nova estrutura no
sentido de que: a) a estrutura proposicional propriamente dita é o resultado da combinação de
várias palavras isoladas que se relacionam entre si, cada uma representando uma unidade
referencial; e b) as palavras isoladas combinam-se de tal forma que compõe um todo.
Entretanto antes de se aprender o significado da proposição verbal, aprende-se primeiramente
o significado de termos componentes, ou o que os termos representam. Consequentemente a
aprendizagem representacional é um pré-requisito para a aprendizagem proposicional,
quando, então, as proposições são expressas verbalmente (MOREIRA, 2006; AUSUBEL,
1980).
2.4. Aquisição dos conceitos
Os conceitos podem ser adquiridos pelo processo de formação ou assimilação. A
formação dos conceitos ocorre em crianças durante a idade pré-escolar e os primeiros anos do
ensino básico. Ela ocorre por meio de experiência direta e estágios sucessivos de formulação
de hipóteses, teste ou generalização. Por exemplo, as crianças em seus primeiros anos de vida,
aprendem o conceito “cachorro” por meio de encontros sucessivos com este animal, em que
as pessoas mais velhas o rotulam, desenvolvendo gradualmente na criança os atributos
criteriais que caracterizam tal conceito. Os conceitos podem ser relacionados à sua forma
denotativa, em que os atributos essenciais do conceito são aprendidos significativamente, ou
no significado conotativo em que as mais diversas reações idiossincráticas afetivas e
atitudinais que o termo desperta em cada criança, dependendo de sua experiência particular
com as espécies (AUSUBEL, 1980).
Para crianças de uma faixa etária mais elevada e para os adultos a aquisição de
conceitos ocorre pelo processo de assimilação. Nele os conceitos ou proposições
potencialmente significativos são assimilados sob uma idéia mais inclusiva, e existente na
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
7
estrutura cognitiva, representado no Diagrama 1 (MOREIRA, 1987; MOREIRA, 2006). Na
assimilação dos conceitos não só a nova informação a, mas também o conceito subsunçor A,
são modificados pela interação. O produto dessa interação, a’ e A’, permanecem relacionados
como co-participantes de uma nova unidade ou complexo ideacional A’a’. Assim, o
verdadeiro produto do processo interacional que caracteriza a aprendizagem significativa não
é apenas o novo significado de a’, mas também a modificação da idéia-âncora, sendo,
consequentemente, o significado composto de A’a’.
A assimilação não é algo que se completa, ou termina podendo o produto interacional
A’a’, envolver novas aprendizagens e perda de capacidade de reprodução de idéias
subordinadas (MOREIRA, 2006). No entanto mesmo com o esquecimento das idéias, fica na
estrutura cognitiva o subsunçor modificado, o qual facilitará a reaprendizagem (MOREIRA,
2007).
Diagrama 1: representação da assimilação dos conceitos na estrutura cognitiva
A assimilação dos conceitos pode ocorrer por meio da aprendizagem subordinada,
supeordenada ou combinatória. Na aprendizagem subordinada a nova informação é assimilada
através de uma idéia mais geral, presente na estrutura cognitiva do aluno, promovendo uma
relação de subordinação do novo material em relação à estrutura cognitiva preexistente
(MOREIRA,1999). A eficiência da aprendizagem subordinada se dá, pois quando as idéias
estão agrupadas adequadamente na estrutura cognitiva, elas têm o máximo de relevância
específica e direta para as tarefas de aprendizagem subseqüente. Apresentam poder
explanatório suficiente para representar detalhes factuais potencialmente significativos, que
em outras circunstâncias, seriam arbitrários, possibilitam estabilidade interna proporcionando
o tipo mais firme de esteio para significados recém-aprendidos e organizam os novos fatos
relacionados em torno de um tema comum, com isso integrando entre si os elementos
componentes da nova informação, e o conhecimento existente (AUSUBEL,1980). A
aprendizagem subordinativa pode ser dividida em dois tipos, derivativa e correlativa.
Na aprendizagem subordinada derivativa o material aprendido é entendido como um
exemplo específico de um conceito já estabelecido na estrutura cognitiva, ou apenas corrobora
Relacionada a e
assimilada por
Conceito subsunçor
existente na estrutura
cognitiva
A
Nova Informação
potencialmente
significativa
a
Produto Interacional
(subsunçor modificado)
a’ A’
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
8
ou ilustra uma proposição geral, previamente aprendida. Neste caso, o novo conceito é
facilmente incorporado a sua estrutura, pois é diretamente derivável de, ou está implícito em
um conceito ou proposição já estabelecido (MOREIRA, 2006). Por exemplo, se o indivíduo já
possui em sua estrutura cognitiva o conceito mistura bem claro e diferenciado, explicar sobre
mistura homogênea e heterogênea poderá ocasionar uma aprendizagem subordinada
derivativa.
A aprendizagem subordinada correlativa ocorre quando há uma extensão, elaboração,
modificação, ou qualificação de proposições anteriormente adquiridas (MOREIRA, 2006).
Neste tipo de aprendizagem o material é incorporado por interações com subsunçores, mais
inclusivos, contudo, seu significado não está implícito e não pode ser adequadamente
representado por esses subsunçores. Este é o processo pelo qual, mais tipicamente, um novo
conteúdo é aprendido.
Na aprendizagem superordenada os conceitos subsunçores são mais específicos do que
o conceito que se tenta adquirir, exigindo que o aprendiz reorganize sua estrutura cognitiva,
pois introduz uma nova idéia de grau elevado na hierarquia (AUSUBEL, 1980). Na
aprendizagem combinatória não há relação hierárquica entre os conceitos subsunçores e o
novo material, mas todos se situam em um nível similar dentro da hierarquia conceitual da
estrutura cognitiva (COLL, 2000). Para um aluno que já tem o conceito de “mamífero”,
aprender o de “ave” ou de “réptil” seriam aprendizagens combinatórias, pois estes conceitos
estão no mesmo patamar dos seres vivos.
Ao contrário das proposições superordenada ou subordinativa, as combinatórias não
são relacionáveis as idéias relevantes particulares de uma estrutura cognitiva. Esta
disponibilidade de conteúdos específicos provavelmente torna a proposição combinatória
menos relacionável ou subordinada ao conhecimento anteriormente adquirido e, portanto,
pelo menos inicialmente, mais difícil de aprender e lembrar do que as proposições
superordenadas ou subordinativas (AUSUBEL, 1980).
2.5. Diferenciação Progressiva e Reconciliação Integrativa
Ausubel em sua teoria apresenta dois princípios importantes que ocorrem durante a
aprendizagem significativa, são eles: a diferenciação progressiva e a reconciliação integrativa.
A diferenciação progressiva se dá quando um novo conceito ou proposição é aprendido pelo
processo de subordinação, ou seja, há uma interação e ancoragem dos conceitos novos com os
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
9
subsunçores (MOREIRA, 1999). Ausubel propôs este princípio visando facilitar o processo
de aprendizagem dos alunos, pois é menos difícil, para o ser humano, compreender o sentido
de aspectos diferenciados, a partir de um todo mais inclusivo já aprendido, do que formular o
todo inclusivo, a partir de partes diferenciadas já aprendidas (AUSUBEL, 1980). Na sala de
aula a utilização da diferenciação progressiva indica que os conceitos são apresentados aos
alunos indo do mais geral para os específicos, sendo hierarquicamente diferenciados em
termos de detalhe e especificidade (EBENEZER, 1992).
Na reconciliação integrativa há uma recombinação dos conceitos na estrutura
cognitiva. Esta recombinação é fundamental na aprendizagem supeordenada e na
combinatória, pois a assimilação de idéia tão ou mais geral e abrangente quanto à pré-
existente, introduz perturbações na estrutura cognitiva. Dessa maneira o aluno deve criar e
recriar relações conceituais como forma de integrar os significados emergente de modo
harmonioso com os demais (MOREIRA, 1987).
2.6. Fatores que influenciam a ocorrência da Aprendizagem Significativa
Há alguns fatores que influenciam a ocorrência da aprendizagem significativa, os
quais são divididos por Ausubel em duas categorias, a intrapessoal, em que estão os fatores
intrínsecos ao aluno, sendo eles: a) variáveis da estrutura cognitiva; b) desenvolvimento da
prontidão; c) aptidão intelectual; d) fatores motivacionais e atitudinais e e) fatores de
personalidade, e a situacional, a qual inclui os fatores na situação de aprendizagem, sendo: a)
a prática; b) a classificação das disciplinas acadêmicas; c) fatores sociais e grupais; e d)
características do professor.
Os fatores intrapessoais são cruciais para a ocorrência da aprendizagem significativa,
pois referem-se às propriedades do conhecimento total adquirido num dado campo de estudo,
que influenciam a aprendizagem acadêmica geral e futura dentro desse mesmo campo, um
destes fatores é o conhecimento prévio (FARIA, 1995). Ausubel em sua teoria diz que se
tivesse que reduzir toda a psicologia em um só princípio, diria o seguinte: “o fator isolado,
mas importante influenciando a aprendizagem é o que o aluno já sabe. Determine isso e
ensine de acordo” (AUSUBEL, 1980).
O conhecimento prévio é de suma importância na construção do conhecimento e no
processo de elaboração das relações entre os conceitos, pois quando se apresenta um conteúdo
novo ao aluno, este utiliza dos seus conceitos, concepções, representações adquiridos durante
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
10
experiências anteriores, como instrumento de leitura e interpretação do novo material. Assim
ao professor que busca um ensino que viabilize uma aprendizagem significativa é
extremamente importante que faça um mapeamento da estrutura conceitual e proposicional do
que pretende ensinar, e determine os conhecimentos prévios de seus alunos, para só depois
iniciar o processo de ensino (MOREIRA, 2006). A investigação destes conhecimentos pode
ser realizada pelo professor por diferentes estratégias de sondagem, como questionários,
entrevistas e dinâmicas.
De acordo com Miras (2006) além do mapeamento da estrutura conceitual e
proposicional, o professor deve considerar os objetivos os quais almeja em relação aos
conteúdos a ensinar e o tipo de aprendizagem que se pretende que o aluno tenha. Levando
estes aspectos em consideração é possível selecionar de maneira mais precisa quais os
conhecimentos prévios realmente pertinentes e necessários para desenvolver um determinado
processo de ensino e aprendizagem. Os conhecimentos prévios podem abranger
conhecimentos e informações sobre o próprio conteúdo, como conhecimentos que estejam de
maneira direta ou indireta relacionada ao assunto. A determinação destes conhecimentos
permite ao professor planejar de forma mais adequada o contato inicial dos alunos com o
novo conteúdo, e fundamentar melhor a construção dos novos significados (MIRAS, 2006).
Dos fatores intrapessoal a aptidão intelectual, ou seja, a pré-disposição positiva em
aprender significativamente, é fundamental, pois sem esse fator o aluno não relacionará o
novo material com os conceitos já disponíveis em sua estrutura cognitiva, gerando assim uma
aprendizagem mecânica (FARIA, 1995, ARAGÃO, 1976). O aluno também deve ter interesse
em obter o conhecimento como um fim em si mesmo, independente de recompensas externas.
No nível humano o impulso cognitivo é mais importante na aprendizagem significativa do
que na memorização. Isso se deve à sua potência inerente e porque, a aprendizagem
significativa, contrariamente a outros tipos de aprendizagem humana, fornece
automaticamente sua própria recompensa (AUSUBEL, 1980; FARIA, 1995).
Os elementos da categoria situacional também são fundamentais para a ocorrência da
aprendizagem significativa. Assim o professor deve ter cuidado na escolha dos métodos,
condições do ensino, duração de cada etapa de aprendizagem, grau de dificuldade do
aprendizado de acordo com a idade dos alunos, do clima da sala de aula, em si mesmo, pois o
professor deve sempre estar atento ao seu conhecimento e trabalhar com materiais que
apresentem significado lógico. O significado lógico de um material é somente potencialmente
significativo, para transformar-se em significado psicológico tem de se produzir um encaixe
particular, diferente em cada aluno, com seus conhecimentos prévios, transformando-se,
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
11
ambos – o conhecimento prévio e o novo material- em processo de aprendizagem. O
significado psicológico é, como conseqüência, uma experiência idiossincrática do aluno, o
que não impede que tenha elementos comuns com os significados de outras pessoas para
permitir a comunicação.
Durante o processo de ensino-aprendizagem é importante proporcionar ao aluno a
possibilidade de aprender a fazer questionamentos, aprender com seus erros, não sendo um
receptor de respostas certas que devem ser memorizadas e reproduzidas. O aluno também
deve perceber que o ensino-aprendizagem se dá pela sua recepção, negociação e
compartilhamento de significados, e assim sendo, é preciso ter sempre consciência de que os
significados são contextuais, são arbitrariamente atribuídos pelas pessoas aos objetos e
eventos e que elas também atribuem significados idiossincráticos aos estados de coisas do
mundo (MOREIRA, 2007). Outro fator que facilita a ocorrência da aprendizagem
significativa é apresentar aos alunos em primeiro lugar as idéias mais gerais do assunto a ser
trabalhado, ou seja, trabalhar com a diferenciação progressiva, além de utilizar definições
claras e precisas.
2.7. Aprendizagem Mecânica
A aprendizagem mecânica se dá quando a aprendizagem de novas informações é
realizada com pouca ou nenhuma associação a conceitos relevantes existentes na estrutura
cognitiva (MOREIRA, 1987; NOVAK, 1981, MASINI, 1994). Para Ausubel este tipo de
aprendizagem não estabelece uma relação de dicotomia com a aprendizagem significativa,
mas sim um continuum (MOREIRA, 2006). A aprendizagem mecânica só se faz necessária
quando um indivíduo precisa adquirir informações em uma área de conhecimento, da qual não
possui nenhum conhecimento prévio, servindo-se assim de subsunçores, ainda que pouco
elaborados. À medida que a aprendizagem começa a ser significativa esses subsunçores vão
ficando cada vez mais elaborados e mais capazes de ancorar novas informações (MOREIRA,
1987). Um outro momento em que se utiliza a aprendizagem mecânica é quando as
informações são inerentemente sem significado, como pode ocorrer em números de telefones,
endereços, senhas bancárias etc. (NOVAK, 1981; MOREIRA, 1987). Na aprendizagem
mecânica pode ocorrer algum tipo de associação entre o novo conceito e a estrutura cognitiva
do indivíduo, porém esta associação não se dá como na aprendizagem significativa em que há
uma interação.
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
12
O mapa conceitual da Figura 1 ilustra um resumo da fundamentação teórica apresentada do
item 2.1 até 2.7.
Figura 1: Mapa conceitual da fundamentação teórica do item 2.1 até 2.7.
2.8. Mapas Conceituais
O Mapa Conceitual é uma ferramenta utilizada para organizar e representar
conhecimentos (VANIDES, 2005). Ele foi desenvolvido por Joseph Donald Novak e sua
equipe, durante um estudo em que analisavam a compreensão conceitual que alunos com doze
anos de escolarização apresentavam sobre a natureza particular da matéria (NOVAK,1991).
Com o intuito de encontrar uma maneira de analisar os dados obtidos, os
pesquisadores centraram a atenção para três fatores chave da teoria de Assimilação de David
Ausubel (AUSUBEL, 1980): 1) a aprendizagem significativa implica a assimilação de novos
conceitos e proposições na estrutura cognitiva já existente, resultando em modificações, 2) o
conhecimento organiza-se hierarquicamente na estrutura do indivíduo, e na medida em que se
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
13
aprendem novos conceitos eles são organizados na estrutura hierárquica já existente e 3) o
conhecimento adquirido por aprendizagem mecânica não é assimilado na estrutura cognitiva,
nem modifica as estruturas de proposições já existentes. Ao reconsiderar o significado destas
idéias Novak e sua equipe ensaiou diversos esquemas, a fim de representar as estruturas de
conhecimentos apresentadas nas entrevistas, até chegarem aos mapas conceituais
(NOVAK,1991).
Os mapas conceituais são formados por três elementos básicos, sendo eles: conceitos,
proposições e palavras ou frases de ligação. Para Novak (1991) os conceitos são regularidades
percebidas em eventos ou objetos, ou gravações de eventos ou objetos, identificados por um
rótulo, geralmente representados por uma palavra ou símbolo, inclusos quase sempre em
figuras geométricas, ligadas por frase simplificada ou palavras que os relacionem. A esta
relação dá-se o nome de proposição, a qual evidencia o significado da relação conceitual
(SAGAKUTI, 2004).
Nos mapas conceituais os conceitos mais gerais e inclusivos devem ficar na parte
superior e os conceitos mais específicos e menos inclusivos dispostos hierarquicamente
abaixo (NOVAK, 1988; ONTORIA, 1995). O mesmo conceito não pode aparecer mais de
uma vez no mapa, porém pode-se fazer relações cruzadas entre eles (ARBEA, 2004). Ao se
fazer uma relação deste tipo deve se procurar usar flechas ao final das linhas de ligações, a
fim de indicar o conceito inclusivo. O aspecto final da estrutura do mapa conceitual é a
inclusão de exemplos específicos dos eventos ou objetos (ONTORIA, 1995).
Nos mapas as relações entre os conceitos podem se alterar em diferentes etapas da
aprendizagem, ou seja, qualquer conceito pode elevar-se a posição superior e continuar
mantendo uma relação proposicional significativa com os outros conceitos do mapa. As
Figuras 2 e 3 ilustram exemplo de dois mapas conceituais (Novak, 1988), que apresentam os
mesmos conceitos, com organizações hierárquicas diferentes. Os mapas apresentam maneiras
distintas, no entanto, corretas de relacionarem os mesmos conceitos, são visões diferentes para
os mesmos conceitos. O mapa da Figura 2 apresenta “seres vivos” como conceito de maior
nível hierárquico, já o mapa da Figura 3 o conceito “moléculas”, o que faz com que os mapas
apresentem estruturas diferentes.
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
14
Figura 2: Mapa conceitual (Novak, 1988), cujo conceito principal é “seres vivos”.
Figura 3: Mapa conceitual (Novak , 1988), cujo conceito principal é “moléculas”.
Uso dos mapas conceituais
O mapeamento conceitual é uma técnica muito flexível, o que permite seu uso em
diferentes áreas, sendo em sua maioria utilizados na área de educação (DERBENTSEVA,
2007, ARBEA, 2004). Nesta área é possível usar mapas para identificar as idéias prévias dos
alunos sobre determinado conceito, e externalizar e obter seu conhecimento conceitual. Ross
et al. (1991) utilizou mapas conceituais com está finalidade, determinando as concepções de
estudantes sobre os conceitos ácidos e bases.
O mapeamento conceitual também pode ser usado para auxiliar os alunos a refletirem
sobre a estrutura e o processo de produção do conhecimento (NOVAK, 1988). Markow et al
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
15
(1998) usou os mapas conceituais para auxiliar os estudantes a fazerem conexões conceituais
enquanto realizavam experimentos de química orgânica e inorgânica. Neste estudo os alunos
foram divididos em dois grupos. O grupo denominado controle, não confeccionou mapas
conceituais e o outro grupo construiu mapas conceituais, antes e após o experimento. A
análise dos resultados revelou que o grupo que trabalhou com os mapas conceituais
apresentou um melhor entendimento dos conceitos abordados no experimento, quando
comparados ao grupo controle.
Francisco (2002), em seu trabalho com estudantes, professores e auxiliares de ensino
de um curso de química, verificou que o uso do mapa conceitual proporcionou aos estudantes
a oportunidade de fazerem conexões entre os conceitos, de reexaminarem o curso ou a falta de
conexões apresentadas nele, a criarem mais ligações cruzadas, de visualizarem sua estrutura
conceitual e de pensarem em um nível mais profundo de conhecimento. Os professores e
auxiliares também foram favorecidos com a mesma oportunidade além de poderem
reconhecer as dificuldades que os estudantes apresentavam em conceitos específicos.
Mapas conceituais também podem ser utilizados para analisar a estrutura de textos.
Soyibo (1995) analisou textos sobre o tema Respiração presentes em três livros didáticos, e
verificou que os mesmos apresentavam informações incorretas, que a maneira como estavam
escritos podiam propiciar aos alunos que elaborassem conceitos errôneos, e que alguns
conceitos foram elaborados de forma vaga. Trabalho semelhante é apresentado por LLOYD
(1990) que usou os mapas conceituais para analisar os textos sobre fotossíntese de três livros
de biologia. Estes estudos revelaram que com o mapeamento conceitual é possível obter a
organização e elaboração da estrutura de tópicos presentes em livros e/ou textos, os quais
dependendo da sua natureza podem facilitar a aprendizagem.
Há vários trabalhos publicados (COSTAMAGNA, 2001; MCCLURE, 1999; RUIZ-
PRIMO, 1996) que analisam o uso dos mapas conceituais como uma ferramenta de avaliação.
Costamagna (2001) em seu trabalho com alunos de uma disciplina sobre o corpo humano
além de verificar que os mapas proporcionam a possibilidade de obter um panorama de como
os alunos selecionam e organizam a hierarquia dos conceitos e os relacionam, verificou
também que como meio de avaliação os mapas apresentam uma determinada dificuldade para
quantificar as proposições, pois estas apresentam uma proposta aberta e pessoal e não existem
modelos que possam explicar o modo de padrões comparativos.
Para Costamagna (2001) a análise quantitativa dos mapas deve ser acompanhada de
uma análise qualitativa, e não se deve atribuir pontos a cada item, mas sim atribuir o peso
relativo de cada um deles no conjunto. Os mapas conceituais analisados de forma comparativa
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
16
durante a avaliação somativa, como complemento da avaliação tradicional, permitiu
diferenciar se o rendimento do estudante era oriundo de níveis de compreensão ou de
aprendizagem memorísticas. Ruiz-Primo (1996) apresenta que os mapas podem ser avaliados
por meio de um sistema de contagem em que são atribuídos valores numéricos, o qual pode
ser feito de três diferentes formas sendo: contagem dos componentes dos mapas (proposição,
níveis de hierarquia e exemplos), comparando o mapa conceitual do estudante com um padrão
ou utilizando uma combinação de ambas as estratégias.
Beyerbach (1990) usou mapas conceituais elaborados por alunos em computador para
analisar as mudanças de conteúdo e organização de 17 estudantes de licenciatura sobre o tema
aprendizagem efetiva. Dois mapas foram elaborados, um no começo do primeiro semestre, em
que sua análise revelou que a maioria dos estudantes listaram termos tais como organização,
atitude positiva e profissional, comunicação, conhecimento, disciplina e gerenciamento de
sala de aula em seus mapas, e outro no começo do segundo semestre. Neste último sete pares
listaram o termo organização, seis conhecimento e gerenciamento de sala de aula, cinco
profissionalismo, e quatro comunicação e atitude. Os resultados da pesquisa revelou que estes
mapas foram mais consistente que os primeiros. O estudo em questão mostrou que os mapas
podem ser uma estratégia para verificar as construções dos estudantes em uma área e uma
ferramenta eficiente para promover a reflexão dos alunos.
Filho (2007) utilizou mapas
conceituais para trabalhar com estudantes do ensino superior a temática “Alimentos nosso
combustível”, concluindo pelos resultados que o mapa conceitual é uma estratégia pedagógica
que pode ser tanto usado na análise e organização do conteúdo, como no ensino e avaliação da
aprendizagem dos alunos.
Os mapas conceituais podem ser usados também em aulas de laboratórios, como pode
ser observado no trabalho de Markow (1998), o qual trabalhou com esta ferramenta antes e
após aulas de laboratórios de química, com alunos do primeiro ano do colégio de química.
Markow observou que a construção do mapa antes do laboratório focou os alunos aos
conceitos principais do experimento, e que a elaboração do mapa após o laboratório deu a
oportunidade aos alunos de se envolverem com a construção de significados das relações
importantes entre os conceitos envolvidos. Markow também verificou em seu trabalho uma
boa aceitação dos alunos por esta ferramenta. Resultado semelhante foi encontrado por Araújo
(2007), que trabalhou com 21 alunos do primeiro ano do ensino médio e 22 do terceiro ano,
os quais elaboraram mapas conceituais antes e após a realização de um experimento sobre
destilação fracionada. Araújo concluiu que os mapas auxiliaram os professores a extrair e
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
17
reestruturar os conhecimentos prévios dos alunos, e que deram subsídios ao entendimento dos
conceitos abordados de uma forma mais participativa.
O mapa conceitual da Figura 4 ilustra um resumo da teoria apresentada dos itens 2.8 e
2.9.
Figura 4: Mapa conceitual da teoria apresentada nos itens 2.8. e 2.9.
2.9. Ensino da Ciência dos Materiais
O campo da ciência dos materiais possui um extenso passado e acredita-se ter um
longo e promissor futuro (HSU, 1995), haja visto que indústrias como de aeronaves,
automotivas, químicas, de telecomunicações, entre outras, utilizam produtos oriundos do
estudo desta ciência (HABERMEIER, 1995). A ciência dos materiais apresenta um forte
caráter interdisciplinar, intimamente conectado com a física, química, metalurgia e
mineralogia (HABERMEIER, 1995; KAMIMURA, 1995). Assim, ao ensinar ciência dos
materiais aos alunos é possível promover uma melhora na aprendizagem destas disciplinas e
também relacioná-las em um caminho interdisciplinar (HSU, 1995).
O papel central que a ciência dos materiais vem desempenhando na sociedade, pode
ser observado pelo ciclo total dos materiais, o qual se inicia com a obtenção da matéria-prima.
Nesta etapa estão inclusos a extração, coleta, e o refinamento dos materiais, obtendo ao final
do processo os materiais básicos, os quais são convertidos por processos tecnológicos em
materiais para aplicação em engenharia, como por exemplo, ligas, cristais, cerâmicas,
plásticos etc, os quais serão usados para projeto e confecção dos produtos (HABERMEIER,
1995). Fechando o ciclo tem-se o processo de reciclagem, o qual permite recuperar
parcialmente os materiais.
Diante do aspecto interdisciplinar do tema ciência dos materiais, é de suma
importância que os conhecimentos científicos da área sejam difundidos à toda população. No
entanto esta difusão geralmente não acontece, pois a maioria da população faz uso e convive
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
18
com incontáveis produtos tecnológicos, porém pouco sabe sobre os processos envolvidos na
sua criação, produção e distribuição. Este é o caso dos produtos oriundos da argila, matéria-
prima usada na confecção de diversos produtos utilizados no nosso cotidiano.
2.10. Argila
A argila é proveniente da decomposição, durante milhões de anos, das rochas
feldspáticas, muito abundante na crosta terrestre. Está entre os minerais que formam o solo, e
faz parte da família dos aluminossilicatos, a qual é formada por oxigênio (O), alumínio (Al) e
silício (Si), além de outros elementos em menores proporções, como o magnésio (Mg), o
ferro (Fe), e o cálcio (Ca) (CHAGAS, 1997; SMITH, 1998). A argila possui granulação fina
sendo formada por pequenos cristais, quase sempre na forma de plaquetas hexagonais, que em
geral, possuem um tamanho equivalente inferior a 2µm (SANTOS, 1975; MEIRA, 2007). Em
seu estado natural (in natura) a argila contém água nos vazios entre os cristais, a qual é
adsorvida na forma de hidroxilas (grupos OH
-
) (SANTOS, 1975).
A argila é matéria-prima utilizada na fabricação de uma série de produtos cerâmicos.
As razões para isto é que ela possui resistência mecânica quando queimada adequadamente,
possibilita a aplicação de técnicas de processamento simples, está disponível em grandes
quantidades (VIEIRA, 2003-a) e apresenta plasticidade, o que facilita a moldagem da peça. A
plasticidade se desenvolve na argila devido à água que separa as partículas argilosas, o que
facilita a trabalhabilidade do material argila (VIEIRA, 2003-b).
No Brasil há enormes jazidas de argilas, com importância em diversas áreas,
principalmente na indústria de cerâmica vermelha (tijolos, telhas, filtros, material ornamental
etc), cerâmica branca (material sanitário, louça doméstica, azulejo etc) e de material
refratário. Juntos estes setores são responsáveis por aproximadamente 1% do Produto Interno
Bruto do país (SANTOS, 2005).
2.11. Cerâmica
A palavra cerâmica vem do grego “keramos” que significa matéria-prima queimada. O
termo cerâmica é usado freqüentemente para designar certos objetos de arte, confeccionados
basicamente de argila. No entanto, para os cientistas os materiais cerâmicos são materiais
Capítulo 2 – Fundamentação Teórica
19
inorgânicos, tais como o vidro, tijolos, e refratários para altas temperaturas, os quais são
constituídos por elementos metálicos e não-metálicos ligados quimicamente entre si. Em geral
os materiais cerâmicos quando tratados a altas temperaturas são duros, frágeis, isolantes e
refratários (SMITH, 1998). Todos os materiais cerâmicos para serem confeccionados passam
pelo mesmo processo de fabricação, o qual pode ser resumido em: escolha da matéria-prima,
modelagem ou conformação e queima (sinterização).
Após o processo de moldagem, a peça passa pela secagem, a qual é realizada a
temperatura ambiente. Durante esta etapa as partículas de argila estão envolvidas e separadas
umas das outras por uma fina película de água. Com o progresso da secagem e a remoção da
água, a separação entre as partículas diminui, resultando em uma retração, evidenciada pela
contração do volume. Após esta etapa ainda há água na argila, a qual será eliminada no
processo de queima.
Durante o processo de queima a taxa de aquecimento deve ser controlada, pois a
secagem nas regiões internas de um corpo é realizada através da difusão das moléculas de
água para a superfície da peça, onde ocorre a evaporação. Se a taxa de evaporação for maior
do que a taxa de difusão, a superfície irá secar, mais rapidamente do que o interior, podendo
gerar defeitos nas peças. Podem ocorrer também durante o processo de queima interações
entre as diversas substâncias constituintes da argila, as quais são fortemente influenciadas
pelas condições de queima como temperatura, atmosfera do forno e taxa de
aquecimento/resfriamento. Estes eventos podem ser eliminação de água como já mencionado,
decomposição de hidróxidos, oxidação da matéria orgânica, geralmente na forma de
monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO
2
), decomposição de carbonatos e
transformação de fases (VIEIRA, 2003-c). Outro evento que pode ocorrer na produção das
peças é o aparecimento de poros, os quais influenciam diretamente a absorção de água de uma
peça, podendo diminuir também a resistência mecânica e a densidade volumétrica (SANTOS,
1975).
Capítulo 3 – Metodologia
20
3. Metodologia
3.1. Estudo do material argila
Fez-se o estudo de dois tipos de argila do tipo escolar, uma de coloração branca e
outra vermelha, ambas da marca Rezende oriundas da região de Valinhos – São Paulo. O
estudo foi realizado usando as técnicas de análise térmica (Calorimetria Exploratória
Diferencial e Termogravimetria), e por medidas de densidade aparente e retração de peças de
argila.
3.1.1. Análise Térmica
A Calorimetria Exploratória Diferencial é uma técnica em que se relaciona a
temperatura e o fluxo de calor associado a transformações físico-químicas dos materiais em
função do tempo, as quais podem envolver processos endotérmicos ou exotérmicos. A técnica
de análise térmica termogravimétrica tem como característica obter a variação de massa da
amostra em função da temperatura.
Os ensaios de análise térmica foram realizados em um analisador da marca
NETZSCH, modelo STA 409, utilizando atmosfera de ar sintético sob fluxo constante de 40
cm
3
/min, razão de aquecimento de 5ºC/min, a partir da temperatura ambiente até o limite de
1200 ºC. As análises foram feitas para amostras in natura da argila branca e vermelha. As
medidas foram realizadas em cadinho de alumina, utilizando uma massa inicial de 50mg de
argila.
3.1.2. Densidade aparente e processo de retração da argila a temperatura ambiente
A análise da densidade e do processo de retração da argila foi feita em peças
confeccionadas, no formato de tijolos. Para a confecção dos tijolos utilizou-se um molde de
latão (Figura 5), constituído por uma tampa e dois suportes laterais na forma de “L”, presos
por duas hastes de aço-inoxidável. A tampa do molde possui dimensões de 9,84 cm de
comprimento e 5,85 cm de largura, com uma marca em relevo na face interna, com a inscrição
USP. Os suportes laterais formam um retângulo, de medidas internas iguais a 4 cm de largura,
8 cm de comprimento e 2 cm de altura. A argila foi colocada no molde (lubrificado
Capítulo 3 – Metodologia
21
internamente com vaselina para facilitar a desmoldagem do tijolo) e prensada manualmente.
O apêndice I apresenta fotografias das etapas de moldagem das peças de argila. Foram
confeccionadas aproximadamente 200 peças de argila com formato de tijolos maciços, sendo
100 peças de argila branca e 100 de argila vermelha.
Figura 5: Molde utilizado no preparo das peças de argila.
Os tijolos confeccionados foram queimados em forno elétrico EDG modelo FC1, com
taxa de aquecimento e resfriamento de 2ºC/min, com isotermas de 2h para cada temperatura
(de 100°C até 1000°C em intervalos de 100°C), perfazendo um total de 10 amostras. Este
procedimento foi utilizado nas amostras de tijolos brancos e vermelhos. Com as peças
cerâmicas obtidas, construíram-se mostruários compostos por um tijolo á verde (tijolo seco
somente a temperatura ambiente) e dez tijolos (em que se tinha um tijolo queimado para cada
temperatura citada anteriormente).
As medidas de densidade aparente foram determinadas pela expressão
ρ
= m/v, onde
ρ
é a densidade aparente; m a massa dos tijolos e v o volume calculado pelas dimensões do
tijolos. A densidade foi calculada para amostras de tijolos à verde e para tijolos queimados
nas temperaturas de 100 a 900ºC em intervalos de 100°C. As medidas de retração foram feitas
em nove tijolos de argila da cor branca. Os tijolos foram secos a temperatura ambiente, sendo
que a cada vinte horas, durante seis dias era obtido o volume e a massa da peça. Durante o
período deste experimento a umidade do ar variou entre 49 a 63% e a temperatura de 21 a
25ºC.
Capítulo 3 – Metodologia
22
3.2. Definição do Universo de trabalho
3.2.1. Breve caracterização da cidade de São Carlos
1
A cidade de São Carlos está localizada no centro geográfico do Estado de São Paulo,
distante 231 km da Cidade de São Paulo. De acordo com o Censo de 2007 a cidade tem
aproximadamente 212.956 habitantes. É conhecida como capital do clima por possuir um
clima ameno, e por capital da tecnologia, por ser um importante pólo científico e tecnológico
reconhecido internacionalmente. Há na cidade instituições de ensino superior particulares e
duas universidades públicas, a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) criada em 1968,
e a Universidade de São Paulo (USP) que teve sua implantação em 1948 com a Escola de
Engenharia de São Carlos. A cidade também possui dois centros de pesquisas da Empresa
Brasileira de Pesquisas Agropecuárias (Embrapa) que desenvolve pesquisas na área de
genética bovina e equipamentos agropecuários. Devido à grande quantidade de centros de
pesquisas, São Carlos possui a maior concentração de pesquisadores do país, sendo um
pesquisador doutor para cada 230 habitantes. A economia da cidade baseia-se em atividades
agropecuárias e industriais contando com unidades de produção de algumas empresas
multinacionais como Volkswagen, Faber-Castell e Tecumseh e nacionais como Toalhas São
Carlos, Tapetes São Carlos, Papel São Carlos e Latina.
3.2.2. Caracterização dos estabelecimentos escolares
2
O trabalho foi desenvolvido em duas escolas estaduais da cidade de São Carlos, a Prof.
Sebastião de Oliveira Rocha e Prof. José Juliano Neto. A escolha destas instituições se deu,
pois trabalhos anteriores, relacionados ao Projeto Educacional em Materiais Cerâmicos
3
,
foram realizados nelas com sucesso. A escola Prof. Sebastião de Oliveira Rocha funciona nos
três períodos, sendo no diurno oferecido ensino fundamental, médio e educação especial, e no
noturno os três termos do Ensino de Jovens e Adultos (EJA) e os três anos do ensino médio,
1
As informações contidas neste item foram obtidas nos sites: http://www.sc.usp.br/uspsc.htm,
http://www2.ufscar.br/home/index.php, http://www.ibge.gov.br/home/ e www.saocarlos.sp.gov.br
2
As informações contidas neste item foram obtidas nos sites http://educar.sc.usp.br/esor/esor.html,
www.educacao.sp.gov.br, http://cenp.edunet.sp.gov.br/escola_integral/Escola_de_Tempo_Integral.pdf e no
acervo das escolas.
3
O Projeto Educacional em Materiais Cerâmicos é um projeto coordenado pelo Prof. Dr. Antonio Carlos
Hernandes – Diretor de Difusão do Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais
CEPID/FAPESP, e co-orientador deste trabalho – e tem como objetivos ensinar, propagar e incentivar a
aprendizagem de conceitos relacionados à ciência.
Capítulo 3 – Metodologia
23
atendendo nos três períodos aproximadamente 1000 alunos. A escola localiza-se no centro da
cidade, cuja população local é de classe média alta, assim os moradores desta região em idade
escolar, em sua maioria, estudam em colégios particulares. Esta situação faz com que a
escola, atenda alunos de várias regiões da cidade, sendo seu maior público alunos dos bairros
periféricos.
A escola Prof. Sebastião de Oliveira Rocha faz parte do projeto Escola de Tempo
Integral, criado pela secretaria de Estado da Educação do Governo de São Paulo no ano de
2006. O projeto visa que alunos do ensino fundamental tenham uma jornada de estudo de
nove horas diárias; sendo seis no período da manhã e três aulas no período da tarde. No
período da manhã prevê o desenvolvimento com os alunos do currículo básico do ensino
fundamental, compreendendo os componentes curriculares da base nacional comum e da parte
diversificada. E no período da tarde oficinas curriculares em que se exploram temas
transversais e a vivência de situações que favorecem o aprimoramento pessoal, social e
cultural do aluno.
A escola Prof. José Juliano Neto mesmo não estando localizada no centro da cidade
atende alunos de várias regiões do município, inclusive da periferia e da zona rural. A escola
funciona nos três períodos, sendo no matutino oferecido ensino médio, no vespertino e
noturno ensino fundamental e médio, atendendo um total de 1600 alunos.
3.2.3. Descrição das turmas de oitava série
O curso foi ministrado para duas salas de oitava série do ensino fundamental da escola
Prof. Sebastião de Oliveira Rocha (sala I-A e II-A), e uma sala na Prof. José Juliano Neto
(sala B). Em conversas informais com os professores das escolas foi possível obter um perfil
de cada sala de oitava série. A sala I-A é para os professores uma sala tranqüila de ser
trabalhar, pois os alunos se envolvem nas aulas e em atividades extra-classes como
olimpíadas e feiras de ciências. Já na sala II-A os alunos pouco se envolvem com as aulas,
apresentam problemas de indisciplina e, de acordo com os professores, possuem um grau de
conhecimento inferior ao da sala I-A. A sala B foi denominada pelos professores como uma
sala fácil de se trabalhar, em que a maioria dos alunos são interessados nas aulas. No entanto,
os professores reclamaram que os alunos “falam demais”, situação que para eles é própria da
idade.
Capítulo 3 – Metodologia
24
3.2.4. Definição da amostragem
Foram analisados os dados dos alunos que tiveram no máximo duas faltas durante o
curso. Seguindo este critério analisou-se 12 alunos da escola prof. Sebastião de Oliveira
Rocha (Tabela 1) todos provenientes da sala IA (doravante denominado sala A), e 15 alunos
da escola prof. José Juliano Neto (Tabela 2).
Tabela 1: Alunos da escola estadual Prof. Sebastião de Oliveira Rocha que tiveram suas atividades
analisadas
Nome
abreviado
4
Sexo
Ap Feminino
An Masculino
Br Feminino
Ci Feminino
Dn Feminino
Em Masculino
Ht Masculino
In Masculino
Ld Masculino
Mm Feminino
Pm Feminino
Tz Feminino
Tabela 2: Alunos da escola estadual Prof. José Juliano Neto que tiveram suas atividades analisadas
Nome
abreviado
5
Sexo
Al Feminino
Av Feminino
As Masculino
Ta Feminino
Ca Masculino
Gb Masculino
Gl Feminino
Jn Feminino
Ja Masculino
Lt Feminino
Mh Masculino
Mq Feminino
Rf Masculino
Rn Feminino
Wl Masculino
4
Para preservar a identidade dos alunos os nomes foram abreviados.
5
Para preservar a identidade dos alunos os nomes foram abreviados.
Capítulo 3 – Metodologia
25
3.3. Atividades realizadas com os alunos
Todas as atividades realizadas com os alunos estão ilustradas no fluxograma da Figura
6, e o número de alunos que fizeram cada atividade está representado na Tabela 3. O trabalho
iniciou-se com a identificação dos conhecimentos prévios que os alunos tinham sobre a
matéria a ser ensinada, pois de acordo com Ausubel “... antes de tentar uma experimentação
frutífera é necessário especificar e conceitualizar aquelas propriedades da estrutura
cognitiva que influenciam a nova aprendizagem e a retenção.” (AUSUBEL, 1980).
O segundo passo foi iniciar e familiarizar os alunos na construção de mapas
conceituais, pois esta ferramenta seria usada no curso argila para auxiliar os alunos no
processo de aprendizagem e como instrumento de avaliação. Em seguida foi ministrado o
curso “Argila”, o qual foi dividido em três módulos: “Matéria e suas propriedades”, “Argila”
e “Transformações Físicas e Químicas na produção de cerâmica”. Após o curso os alunos
elaboraram um texto sobre os conceitos aprendidos e responderam ao mesmo questionário
aplicado inicialmente. As atividades desenvolvidas tiveram a seguinte duração: 1 aula –
Identificação dos conhecimentos prévios; 2 aulas - Introdução aos mapas conceituais; 4 aulas-
Módulo “Matéria e suas propriedades”; 3 aulas- módulo “ Argila”; 7 aulas- Transformação
Física e Química na produção de cerâmica”; 1 aula na elaboração do texto e 1 aula para os
alunos responderem ao questionário final.
Todos os mapas conceituais construídos pelos alunos foram digitalizados na íntegra
pela pesquisadora, por meio do software “Cmap Tools”, desenvolvido pelo Institute for
Human and Machine Cognition e disponível para download no site http://cmap.ihmc.us/ . Os
mapas originais estão apresentados no anexo I.
Capítulo 3 – Metodologia
26
Identificação dos
conhecimentos prévios
Elaboração do texto
dissertativo
Questionário Final
Módulo “Introdução aos
mapas conceituais”
Elaboração do mapa sobre
“água”
Elaboração do mapa sobre
“vertebrados”
Módulo “Matéria e suas
Propriedades”
Aula expositiva
Leitura do texto sobre Matéria
Elaboração do mapa
sobre Matéria
Elaboração de mapa
sobre o módulo
Leitura do texto sobre
Transformações físicas e químicas
Módulo
“Transformação Física
e Química na produção
de cerâmica”
Experimento Retração das
peças de argila
Experimento- Influência da Temperatura de
queima das peças na absorção de água
Aula expositiva
Módulo “Argila” Aula expositiva
Curso
Argila
Identificação dos
conhecimentos prévios
Elaboração do texto
dissertativo
Questionário Final
Módulo “Introdução aos
mapas conceituais”
Elaboração do mapa sobre
“água”
Elaboração do mapa sobre
“vertebrados”
Módulo “Matéria e suas
Propriedades”
Aula expositiva
Leitura do texto sobre Matéria
Elaboração do mapa
sobre Matéria
Elaboração de mapa
sobre o módulo
Leitura do texto sobre
Transformações físicas e químicas
Módulo
“Transformação Física
e Química na produção
de cerâmica”
Experimento Retração das
peças de argila
Experimento- Influência da Temperatura de
queima das peças na absorção de água
Aula expositiva
Módulo “Argila” Aula expositiva
Identificação dos
conhecimentos prévios
Elaboração do texto
dissertativo
Questionário Final
Módulo “Introdução aos
mapas conceituais”
Elaboração do mapa sobre
“água”
Elaboração do mapa sobre
“vertebrados”
Módulo “Introdução aos
mapas conceituais”
Elaboração do mapa sobre
“água”
Elaboração do mapa sobre
“vertebrados”
Módulo “Matéria e suas
Propriedades”
Aula expositiva
Leitura do texto sobre Matéria
Elaboração do mapa
sobre Matéria
Módulo “Matéria e suas
Propriedades”
Aula expositiva
Leitura do texto sobre Matéria
Elaboração do mapa
sobre Matéria
Aula expositiva
Leitura do texto sobre Matéria
Elaboração do mapa
sobre Matéria
Elaboração de mapa
sobre o módulo
Leitura do texto sobre
Transformações físicas e químicas
Módulo
“Transformação Física
e Química na produção
de cerâmica”
Experimento Retração das
peças de argila
Experimento- Influência da Temperatura de
queima das peças na absorção de água
Aula expositiva
Elaboração de mapa
sobre o módulo
Leitura do texto sobre
Transformações físicas e químicas
Módulo
“Transformação Física
e Química na produção
de cerâmica”
Experimento Retração das
peças de argila
Experimento- Influência da Temperatura de
queima das peças na absorção de água
Aula expositiva
Módulo “Argila” Aula expositivaMódulo “Argila” Aula expositiva
Curso
Argila
Figura 6: Fluxograma das atividades desenvolvidas com os alunos.
Capítulo 3 – Metodologia
27
Tabela 3: Quantidade de alunos por sala que realizaram as atividades.
Números de
alunos
Atividade Sala A Sala B
Identificação dos conhecimentos prévios 12 15
Mapa sobre a Água 10 11
Mapa sobre os vertebrados 11 11
Mapa sobre Matéria 9 15
Relatório do experimento: Retração das peças de argila 5 14
Relatório do experimento: Influência da Temperatura de
queima das peças na absorção de água
12 15
Mapa sobre as Transformações Físicas e químicas que
ocorrem na produção de cerâmica
12 13
Texto 11 14
Questionário Final 10 15
3.3.1. Identificação dos conhecimentos prévios dos alunos
Antes de iniciar o curso, foi aplicado aos alunos um questionário, composto de cinco
questões dissertativas (Apêndice II) a fim de identificar os conhecimentos prévios que os
alunos apresentavam sobre o tema a ser abordado, identificando idéias “potencialmente
passíveis de confusão no material de aprendizagem” (AUSUBEL, 1980) e as propriedades da
estrutura cognitiva que pudessem influenciar a nova aprendizagem e a retenção dos conceitos.
Optou-se em construir o questionário com questões dissertativas pois possibilitam ao
estudante elucidar suas idéias de forma espontânea, sem condicionamento. Nas questões
perguntava-se aos alunos o que entendiam por determinadas palavras (conceitos), sendo que
para algumas eles precisavam formular uma frase empregando tais conceitos. Este mesmo
questionário foi aplicado ao final do curso a fim de obter as mudanças ocorridas, do
questionário inicial para o final.
As respostas dos estudantes foram agrupadas em categorias, as quais não foram
previamente determinadas, mas sim elaboradas a partir das regularidades percebidas.
Procurou-se selecionar as categorias de forma a abranger um único conceito e que fossem
mutuamente exclusivas, de modo que a diferença entre elas fosse mínima. Respostas únicas
também foram apresentadas nos resultados. Exceto para a categoria “Não soube responder”
(em que foram inclusas as respostas dos alunos que escreveram que não sabiam responder a
questão ou as deixaram em branco), as demais categorias foram nomeadas utilizando termos
usados pelos alunos em suas respostas.
Capítulo 3 – Metodologia
28
3.3.2. Módulo “Introdução aos Mapas Conceituais”
O módulo “Introdução aos Mapas Conceituais” foi composto de duas aulas, e tinha
como objetivo iniciar e familiarizar os alunos na elaboração de mapas conceituais, uma vez
que nunca haviam trabalhado com esta ferramenta. As atividades deste módulo foram
baseadas nas estratégias sugeridas por Novak (1988) para introduzir os mapas conceituais a
alunos de sétima série do ensino fundamental à graduação. Antes de utilizar estas estratégias
com os alunos que fizeram o curso, elas foram aplicadas, em caráter experimental, a nove
alunos do ensino médio da Escola Estadual Prof. José Juliano Neto, os quais desenvolvem
projeto de iniciação científica júnior no Centro de Materiais Cerâmicos.
Após o ensino do uso dos mapas conceituais aos alunos do Ensino Médio, solicitou-se
que estes elaborassem um mapa a partir do texto matéria. Desta maneira além de verificar a
eficiência das estratégias sugeridas por Novak, verificou-se também se o texto sobre Matéria,
a ser usado no curso Argila, estava elaborado de maneira a propiciar a construção dos mapas
conceituais seguindo os princípios de diferenciação progressiva e reconciliação integrativa.
Obteve-se que os mapas conceituais elaborados pelos alunos de iniciação científica
apresentaram uma hierarquia conceitual bem definida, em que os conceitos abordados no
texto estavam estruturados em um todo coerente. Além disso, conceitos não contemplados no
material instrucional, oriundos provavelmente das experiências pessoais dos alunos, foram
incorporados ao mapa, revelando que o material criou um ambiente favorável para
relacionarem conhecimentos existentes em sua estrutura cognitiva com os conceitos
abordados no texto. Os resultados obtidos revelaram a eficiência do uso das estratégias,
mostrando-se possíveis de serem utilizadas. A seguir estão descritas as estratégias utilizadas.
Iniciou-se a explicação com a apresentação aos alunos de uma lista com nomes de
objetos/coisas e outra com eventos/acontecimentos. Em seguida foi explicado que as palavras
presentes nas duas listas são conceitos e que para um mesmo conceito as pessoas podem
atribuir significados ligeiramente diferentes. Uma lista contendo palavras, como: são, onde,
com, é, foi escrita na lousa e uma discussão foi promovida com o propósito dos alunos
perceberem que estas não são conceitos, mas sim palavras de ligação. Sendo estas usadas
juntamente com os conceitos para formar as proposições. Nomes de pessoas e lugares foram
apresentados como não sendo conceitos, mas sim nomes próprios e, para ajudar a
compreensão dos alunos desta etapa, utilizamos de comparações entre conceitos e nomes
próprios para que estes pudessem perceber as regularidades de cada um. Algumas frases
foram escritas na lousa para que os alunos identificassem dentre elas os conceitos e as
Capítulo 3 – Metodologia
29
palavras de ligação utilizadas, solicitando também que os próprios criassem novas frases
fazendo a identificação.
Para a elaboração dos mapas deste módulo, escolheu-se os temas água e vertebrados,
pois são assuntos abordados em séries anteriores a oitava, deste modo, acreditou-se que os
alunos possuíam conhecimentos prévios sobre eles, e de acordo com Sagakuti (2004) é
importante que se inicie a construção de um mapa conceitual, com conceitos dos quais já se
tenha prévio conhecimento.
Para que os alunos construíssem o primeiro mapa, o qual foi sobre o tema água,
escreveu-se na lousa os conceitos água, estado, sólido, gasoso, líquido, seres vivos, animais e
plantas, e solicitou que ajudassem a pesquisadora a estabelecer relações entre eles utilizando
palavras de ligação e tendo água como conceito mais inclusivo, formando assim um mapa
conceitual. A pesquisadora discutiu com os alunos as possibilidades do uso dos mapas e que
para uma boa compreensão dos mesmos, era necessário que os conceitos fossem destacados
inseridos em algum tipo de figura, que fossem ligados por palavras de ligação, apresentando
uma relação significativa entre os conceitos e que estes fossem apresentados indo do mais
geral ao específico. Após a produção do mapa em conjunto (Figura 7), os alunos
individualmente adicionaram mais proposições ao mapa.
Na aula seguinte a elaboração do mapa sobre água, foi apresentado aos alunos os
problemas identificados na construção do mapa e maneiras de evitá-los. Após esta explicação
outro mapa foi elaborado a fim de familiarizar os alunos na técnica de mapeamento
conceitual, para isso foi entregue aos alunos um texto sobre vertebrados de 84 palavras
(Apêndice III), para que lessem, destacassem os conceitos e elaborassem um mapa sobre o
tema. Após a análise dos mapas pela pesquisadora, foi novamente discutido os problemas
identificados e maneiras de evitá-los.
Figura 7: Mapa conceitual referente ao conceito água (Novak, 1988) e apresentado aos alunos para que
adicionassem conceitos.
Capítulo 3 – Metodologia
30
3.3.3. Curso Argila
O curso foi constituído de aulas teóricas e experimentais, sendo as teóricas
ministradas, usando como recurso áudio-visual o data-show. As aulas foram separadas em
módulos sendo: “Matéria e suas propriedades”, “Argila” e “Transformações físicas e químicas
na produção de cerâmica”.
Para aplicação do curso Argila, utilizou-se quatorze aulas de cinqüenta minutos cada,
para cada sala. O agendamento das aulas ocorreu de maneiras diferentes nas duas escolas. Na
escola Prof. Sebastião de Oliveira Rocha a pesquisadora agendava as aulas diretamente com
os professores, já na escola Prof. José Juliano Neto, a escolha das aulas a serem utilizadas
foram determinadas pela coordenadora pedagógica, a qual de posse do planejamento do curso
e de informações fornecidas pela pesquisadora fez um horário agendando o curso em aulas
correlatas aos temas a serem trabalhados, e o fixou na sala dos professores. Neste documento
a coordenadora informava também que os professores deveriam ficar com seus alunos durante
as aulas. Na Prof. Sebastião de Oliveira Rocha as aulas utilizadas foram em sua maioria, as do
professor de geografia, pois foi o docente que apresentou um maior interesse pelo projeto, e
por participar ativamente das aulas.
As aulas e os materiais utilizados no curso Argila foram elaborados seguindo o
princípio da diferenciação progressiva, ou seja, o conceito geral apresentado em primeiro
lugar, e os outros conceitos subseqüentemente diferenciados, em termos de detalhes e
especificidades. Trabalhou-se também com os conhecimentos prévios dos alunos
identificados pelo questionário e procurou-se ministrar as aulas, destacando as semelhanças e
diferenças entre conceitos encontrados em vários contextos, trabalhando assim com a
reconciliação integrativa dos conceitos.
Módulo “Matéria e suas propriedades”
Iniciou-se o curso falando sobre Matéria, pois de acordo com Ausubel (1980) o ensino
de um conteúdo deve partir do mais geral para o mais inclusivo, não devendo assim iniciar o
ensino com casos particulares, mas partir do amplo. Assim trabalhou-se o conceito matéria,
antes de abordar o tema argila e as transformações físicas e químicas que ocorrem no processo
de produção de cerâmica, pois matéria é o conceito mais abrangente quando relacionado ao
conceito argila.
Capítulo 3 – Metodologia
31
Inicialmente pretendia-se pedir aos alunos que elaborassem um mapa conceitual sobre
o tema matéria no início deste módulo, para depois compará-lo com o mapa final. No entanto,
tal atividade não foi realizada, pois como já se havia ministrado três aulas, e em todas elas os
alunos fizeram algum tipo de trabalho escrito, achamos que pedir o mapa sem antes fazer a
apresentação do tema, poderia desmotivar os alunos e gerar neles uma disposição negativa
pelo instrumento. Para este módulo foi elaborado um texto didático (apêndice IV), o qual após
a explicação do tema foi entregue aos alunos, e foi confeccionado também um mapa
conceitual (Figura 8), baseado no texto, o qual serviu de referência para avaliar os mapas
confeccionados pelos alunos.
Figura 8: Mapa conceitual de referência do módulo “Matéria e suas propriedades”.
Módulo “Argila”
No módulo Argila foram trabalhados os tópicos: diferença entre argila e barro, a
história da utilização da argila, a composição do material argila, a diferença do solo arenoso e
argiloso, a plasticidade da argila e sua afinidade por água, a resistência mecânica da argila
quando queimada a temperaturas adequadas e a importância econômica da argila no Produto
Interno Bruto do país. Foram realizadas neste módulo três demonstrações: diferença entre
argila e barro, influência da quantidade de água no grau de plasticidade da argila e
diferença entre o solo arenoso do argiloso.
Capítulo 3 – Metodologia
32
Módulo “Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”
Neste módulo foram trabalhados os processos de transformações físicas e químicas
que ocorrem na produção de cerâmica feitas de argila, e as alterações nas peças devido a estas
transformações. A Figura 9 ilustra o mapa de referência elaborado para este módulo, e o texto
desenvolvido está no apêndice V. Antes de explicar as transformações foi apresentado aos
alunos o processo de fabricação de três tipos de cerâmica piso, prato e xícara. Cada etapa de
confecção das peças foi explicada, sendo: extração, beneficiamento, homogeneização e
moldagem da argila, secagem das peças a temperatura ambiente e queima das peças. Em cada
etapa destacou-se, a sua importância e as transformações ocorridas. Foi mostrado durante as
aulas experimentais os mostruários dos tijolinhos de argila, pelos quais foi possível verificar a
retração das peças, a diferença de cor a cada temperatura de queima e a eliminação da matéria
orgânica, evidenciada pelas manchas escuras nas peças entre as temperaturas de 300 e 400ºC.
Os alunos realizam dois experimentos, sendo o primeiro referente a retração das peças
de argila a temperatura ambiente (Apêndice VI) e o outro relacionado a influência da
temperatura de queima das peças em relação a absorção de água (Apêndice VII). Para cada
experimento foi elaborado um relatório, e ao final do módulo um mapa geral sobre as
transformações físicas e químicas da produção de cerâmica feita de argila.
Figura 9: Mapa conceitual de referência do módulo “Transformações físicas e químicas na produção de
cerâmica” que ocorrem na produção de cerâmica.
Capítulo 3 – Metodologia
33
Método de Análise dos mapas conceituais
Os alunos confeccionaram quatro mapas conceituais, sendo dois no módulo
“Introdução aos mapas conceituais”, um no módulo “Matéria e suas propriedades”, e um no
módulo “Transformações físicas e químicas que ocorrem na produção de cerâmica”. Os
mapas do módulo “Introdução aos mapas conceituais”, foram elaborados com o intuito de
iniciar e familiarizar os alunos na construção desta ferramenta, e os mapas dos módulos
seguintes com a finalidade de obter informações acerca da estrutura cognitiva dos alunos, de
facilitar a aprendizagem, verificar como os alunos relacionam conceitos novos, os antigos e
exemplos, e se apresentam os conceitos seguindo o princípio de diferenciação progressiva.
Critérios de análise dos mapas conceituais elaborados no módulo “Introdução aos
mapas conceituais”.
A análise dos mapas conceituais elaborados para os temas água e vertebrados foi feita
identificando as dificuldades que os alunos apresentavam quanto à elaboração dos mapas.
Nenhuma análise quanto ao conhecimento específico dos assuntos foi realizada, pois o
objetivo deste módulo era iniciar e familiarizar os alunos na construção desta ferramenta e
não avaliar o conhecimento destes sobre os assuntos trabalhados. Os temas água e vertebrados
foram escolhidos, pois são trabalhados em séries anteriores à oitava série e deve-se iniciar os
alunos na técnica de mapeamento conceitual em assuntos que apresentem certo domínio, pois
de acordo com a literatura “Para se aprender a construir mapas conceituais, deve-se iniciar
com uma área de conhecimento que seja bem familiar, pois as estruturas hierárquicas desses
mapas dependerá do contexto onde serão usados (SAKAGUTI, 2004)”.
Após a análise dos mapas de cada assunto, discutia-se com os alunos os problemas
apresentados e maneiras de evitá-los. Abaixo têm-se um exemplo descritivo da análise de um
mapa conceitual (Figura 10) sobre o tema vertebrados.
Capítulo 3 – Metodologia
34
Problemas identificados
a) generalização dos exemplos: ratos, lambaris, sapo e jacaré com os conceitos mamíferos,
peixes, anfíbios e répteis;
b) repetição dos conceitos vertebrados e mamíferos.
Figura 10: Mapa conceitual elaborado por In e usado como exemplo da análise dos mapas conceituais
sobre os temas água e vertebrados.
Critérios de análise dos mapas conceituais elaborados nos módulos “Matéria e suas
propriedades” e “Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”.
A avaliação realizada nos mapas conceituais dos módulos “Matéria e suas
propriedades” e “Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”, não foi feita
no sentido de testar o conhecimento dos alunos e lhe atribuir notas, mas sim, de obter
informações acerca da sua estrutura cognitiva, de como relacionam os conceitos trabalhados
no curso, com os exemplos e conceitos já existentes na estrutura cognitiva, e de verificar se os
conceitos foram apresentados seguindo o princípio de diferenciação progressiva. Nos itens de
a-g estão apresentados os critérios utilizados para a análise e elaboração de fichas para cada
mapa, sendo esta última usada para categorizar os resultados.
Capítulo 3 – Metodologia
35
a) conceitos presentes no mapa conceitual;
b) conceitos básicos (os quais são os conceitos presentes no mapa de referência);
c) conceitos outros (os quais são os conceitos que não estão presentes no mapa de referência);
d) exemplos; sendo considerado como exemplo as palavras que designam acontecimentos e
objetos que elucidem os conceitos.
e) proposições válidas, ou seja a relação: conceito-palavra de ligação-conceito;
f) proposições inválidas;
g) diferenciação progressiva (hierarquia conceitual) entre os conceitos. Para se analisar este
item, foi criado para cada ramificação do conceito principal dos mapas de referência uma
seção a qual foi dividida em níveis, e estão ilustradas nas Tabelas 4 e 5, sendo relacionadas
respectivamente aos mapas dos módulos “Matéria e suas propriedades” e “Transformações
físicas e químicas na produção de cerâmica”. Em alguns mapas mesmo a relação não estando
escrita ela foi considerada para analisar a hierarquia conceitual.
Capítulo 3 – Metodologia
36
Tabela 4: Relações utilizadas para analisar a hierarquia conceitual dos mapas elaborados no módulo
“Matéria e suas propriedades”.
Seção 1 Relação
Primeiro nível Matéria - propriedades
Propriedades – gerais Segundo nível
Propriedades - específicas
Gerais - massa
Gerais - volume
Específicas - densidade
Específicas - ponto de fusão
Terceiro nível
Específicas - ponto de ebulição
Seção 2
Primeiro nível matéria- substâncias
substâncias- simples Segundo nível
substâncias- composta
Seção 3
Primeiro nível matéria- misturas
Segundo nível misturas – homogêneas
misturas- heterogêneas
homogêneas- saturada
homogêneas- insaturada
homogêneas- soluto
Terceiro nível
homogêneas- solvente
Seção 4
Primeiro nível matéria- transformação
transformação – química Segundo nível
transformação- física
química- combustão
química-decomposição
física- sublimação.
física- solidificação
física – evaporação
Terceiro nível
física- fusão
Seção 5
Primeiro nível matéria- estados físicos
estados físicos- sólido
estados físicos- líquido
Segundo nível
estados físicos- gasoso
Capítulo 3 – Metodologia
37
Tabela 5: Relações utilizadas para analisar a hierarquia conceitual dos mapas elaborados no módulo
“Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”.
Seção 1 Relação
Primeiro Nível Na produção de cerâmica – transformações
físicas
Transformação física - evaporação da água
Transformação física - retração linear das
peças
Transformação física - alteração na cor das
peças
Transformação física - perda de massa
Segundo Nível
Transformação física - resistência
mecânica das peças
Seção 2
Primeiro Nível Na produção de cerâmica – transformações
químicas
Transformação química - retração linear
das peças
Transformação química - alteração na cor
das peças
Transformação química - perda de massa
Transformação química - processo de
queima
Segundo Nível
Transformação química - eliminação da
matéria orgânica
Processo de queima - resistência mecânica
das peças
Eliminação da matéria orgânica -
monóxido de carbono
Terceiro Nível
Eliminação da matéria orgânica - dióxido
de carbono
Capítulo 3 – Metodologia
38
A seguir têm-se como exemplo uma análise descritiva de um mapa conceitual (Figura
11) sobre o tema Matéria, elaborado pelo aluno Rf.
Figura 11: Mapa conceitual sobre Matéria elaborado por Rf e usado para exemplificar a análise dos
mapas conceituais dos módulos “Matéria e suas propriedades” e “Transformações físicas e químicas na
produção de cerâmica”.
a) conceitos presentes no mapa conceitual: matéria, gerais, específicas, massa, volume,
densidade, substância, simples, composta, mistura, homogênea, heterogênea, transformação,
física, química. Total – 15
Observação: mesmo o aluno tendo indicado as palavras massa, volume e densidade como
exemplos, estas não foram consideradas como tal, pois são conceitos subordinados a
“propriedade geral” no caso de massa e volume, e do conceito “propriedade específica” no
caso de densidade.
b) conceitos básicos: matéria, gerais, específicas, massa, volume, fusão, densidade,
substância, simples, composta, mistura, homogênea, heterogênea, transformação, física,
química. Total – 15.
c) conceitos outros: não há.
Capítulo 3 – Metodologia
39
d) exemplos dos conceitos: ouro e água (H
2
O). Total: 2
e) proposições válidas: total 14
matéria- suas propriedades- gerais;
matéria- suas propriedades- específicas;
gerais- exemplo- massa;
gerais- exemplo- volume;
específicas- exemplo- densidade;
matéria- apresenta-se na forma- substância;
matéria- apresenta-se na forma- mistura;
substância – pode ser- simples;
substância – pode ser - composta;
mistura – que pode ser- homogênea;
mistura – que pode ser- heterogênea;
matéria- pode ser- transformação;
transformação- como- física;
transformação- como- química.
f) proposições inválidas: não há.
g) os conceitos obedecem à diferenciação progressiva entre os conceitos: sim.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
40
4. Resultados e discussões
4.1. Estudo do material argila
4.1.1. Calorimetria Exploratória Diferencial e Termogravimetria
As Figuras 12 e 13 ilustram as curvas obtidas pelas técnicas TG e DSC para argila
branca e argila vermelha. A Tabela 6 resume a perda percentual de massa em distintas faixas
de temperatura para os dois tipos de argila. Observa-se que no intervalo de temperatura
ambiente à 122°C para argila branca e 132ºC para a vermelha, ocorre um processo
endotérmico devido à eliminação de água (Campos, 1999; Dutra, 2002; Santos, 2005),
promovendo uma perda de massa de 21,5% e 23% para argila branca e vermelha,
respectivamente. Nos intervalos de temperaturas de 122-350ºC para argila branca e 132-
400ºC para a argila vermelha ocorre a oxidação da matéria orgânica na forma monóxido e/o
ou dióxido de carbono (Dutra, 2002), a qual promove perda de massa inferior a 1,5% para os
dois tipos de argilas.
Entre as temperaturas de 350-650ºC (argila branca) e 400-650 ºC (argila vermelha)
ocorreu à eliminação de íons OH
-
(Dutra, 2002). Este evento promoveu uma perda de massa
de 5,7% para a argila branca e 3,2% para a vermelha. A partir deste evento não houve
registro de perda de massa. Em 983ºC na argila branca e 954ºC na vermelha houve um evento
exotérmico decorrente possivelmente da transformação de fase estrutural de caulinita
[Al
2
(Si
2
O
5
) (OH)
4
] para mulita [3(Al
2
O
3
) 2(SiO
2
)] (Santos, 2005). A fase mulita é desejada,
pois confere elevada resistência mecânica as peças cerâmicas (Vieira, 2003-b).
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
Temperatura (ºC)
DSC (
µ
V/mg)
Exo
Argila Branca
70
75
80
85
90
95
100
Perda de Massa (%)
Figura 12: Perda de massa percentual (TG) e curva de DSC em função da temperatura da argila branca.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
41
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
Temperatura (ºC)
DSC (µV/mg)
Argila vermelha
Exo
70
75
80
85
90
95
100
Perda de massa (%)
Figura 13: Perda de massa percentual (TG) e curva de DSC em função da temperatura da argila
vermelha.
Tabela 6: Perda de massa percentual em distintos intervalos de temperatura para a amostra da argila
branca e vermelha.
Argila Branca Argila Vermelha
Eventos Intervalo de
temperatura
Perda de massa
(%)
Intervalo de
temperatura
Perda de
massa (%)
Eliminação de água
T.amb.-122°C
21,5
T.amb.-132°C
23
Oxidação da matéria
orgânica
122°C -350°C
1,4
132°C- 400°C
1,3
Eliminação de íons OH
-
350°C -650°C
5,7
400°C- 650ºC
3,2
Transformação de fase
estrutural de caulinita
para mulita
983°C
-----
954°C
----
4.1.2. Retração das peças de argila a temperatura ambiente
No período de seis dias em que as peças da argila branca foram secas a temperatura
ambiente, pode-se observar mudança na coloração das peças, as quais tiveram sua cor alterada
de cinza escuro (Figura 14 a) para cinza claro (Figura 14 b), diminuição do volume (Figura
15) e da massa. Estas mudanças são decorrentes da eliminação de água.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
42
Figura 14: a) Tijolo após moldagem e b) Tijolo após seis dias de secagem à temperatura ambiente
Figura 15: Retração volumétrica do tijolo após seis dias de secagem à temperatura ambiente
A Figura 16 ilustra a variação do volume em função do tempo de secagem para um
total de 144 horas. Uma redução de 23% do volume foi observada para o tempo de 66 horas
de secagem. Após 66 horas o volume manteve-se praticamente constante. Este resultado
indica que peças maciças de 2 cm de altura, 4 cm de largura e 8 cm de comprimento, deixadas
à temperatura ambiente em que a umidade do ar variou de 49 a 63%, necessitam de ao menos
66 horas de secagem para serem queimadas.
A Figura 17 ilustra a perda de massa em função do tempo de secagem. Entre o
momento da moldagem até 66 horas de secagem há uma perda de massa de 17,5%, e de 8,5%
no intervalo de 66-144 horas. Os resultados indicam que após 66 horas não há mais variação
do volume, porém ainda há perda de massa, isso ocorre porque a água de plasticidade,
responsável pela retração das peças já foi eliminada até 66 horas de secagem, e a água
intersticial que continua sendo eliminada a temperatura ambiente não provoca retração da
peça em sua saída, apenas perda de massa. Por isso observa-se uma diminuição da massa após
as 66 horas mesmo não havendo mais alteração do volume (Vieira, 2003-c).
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
43
0 20 40 60 80 100 120 140 160
40
45
50
55
60
65
70
Secagem à temperatura ambiente
Volume (cm
3
)
Tempo (h)
Figura 16: Variação do volume em função do tempo à temperatura ambiente.
0 20 40 60 80 100 120 140 160
85
90
95
100
105
110
115
Secagem à temperatura ambiente
Massa (g)
Tempo (h)
Figura 17: Perda de massa em função do tempo à temperatura ambiente.
4.1.3. Alteração da cor das peças cerâmicas
Os tijolos queimados nas temperaturas de 100 até 1000°C, em intervalos de 100°C,
apresentaram diferentes colorações conforme a temperatura de queima. Esta alteração é
decorrente em sua maioria da composição química, da quantidade de matéria orgânica e
outras impurezas como a sílica, óxidos de ferro, entre outros (MEIRA, 2007). Os tijolos da
argila branca alteraram gradativamente a cor de cinza claro para branco conforme ilustra a
Figura 18. As peças da argila vermelha sofreram uma alteração de cor passando de um
vermelho opaco para um mais intenso (Figura 19), decorrente provavelmente do elevado
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
44
percentual de hematita (Fe
2
O
3
) (Vieira, 2003-c). Para ambas as argilas observa-se nos tijolos
queimados a 300 e 400 ºC manchas escuras sobre a superfície das peças, devido à eliminação
da matéria orgânica, a qual sai normalmente na forma de monóxido e/ou dióxido de carbono
(DAMIANI, 2001).
Figura 18: Mostruário contendo peças de argila branca queimadas em diferentes temperaturas.
Figura 19: Mostruário contendo peças de argila vermelha queimadas em diferentes temperaturas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
45
4.1.4. Densidade aparente das peças de argila
A Figura 20 ilustra as variações de densidade aparente em função da temperatura.
Observa-se uma diminuição de densidade de 11% nas regiões de I a III, decorrente das perdas
de massa, pois o volume permanece constante, uma vez que a água responsável pela retração
já foi eliminada à temperatura ambiente. Na região IV a densidade manteve-se constante,
dentro do desvio experimental. Este resultado indica que a partir de aproximadamente 650ºC
as peças podem ser queimadas sem que haja alteração da densidade aparente.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
1,50
1,53
1,56
1,59
1,62
1,65
1,68
1,71
1,74
1,77
região IV
região IIIregião II
Densidade (g/cm
3
)
Temperatura (ºC)
Densidade média
região I
Figura 20: Densidade aparente média dos tijolos com seus desvios em função da temperatura. Cada ponto
no gráfico representa a densidade média de quatro tijolos.
Por meio dos ensaios de análise térmica das argilas in natura, observou-se que a água
é eliminada até 122ºC para argila branca e até 132ºC para a vermelha, ocorrendo nesta etapa a
maior perda de massa. Os eventos de eliminação de íons OH
-
e matéria orgânica provocaram
juntos uma perda de massa de 7,1% para a argila branca e 4,5% para a vermelha. Após a
queima em temperatura de 650ºC não há registro de perda de massa. Este resultado corrobora
com os resultados da densidade aparente calculados para a argila branca, em que após a
temperatura de 650ºC a densidade continua constante, indicando que a massa e o volume não
sofreram alterações.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
46
A análise da retração das peças de argila branca secas à temperatura ambiente, revelou
que para peças maciças com dimensões 8x4x2cm são necessárias ao menos 66 horas de
secagem para que o volume permaneça constante, evitando a deformação destas ao serem
colocadas no forno. Os mostruários da argila vermelha e branca permitirão mostrar aos alunos
(no curso de argila) a da mudança de cor, retração volumétrica e a eliminação da matéria
orgânica, facilitando a compreensão deles dos eventos que ocorrem durante a queima da
argila.
4.2. Identificação dos conhecimentos prévios
Para análise dos questionários foram feitas várias leituras do material, e as respostas de
cada item foram agrupadas em categorias, sendo que a resposta de um mesmo aluno pode ter
sido enquadrada em mais de uma categoria. Assim a soma das porcentagens de alunos que
tiveram respostas nas categorias não necessariamente foi igual a 100%.
Na primeira questão, para o conceito matéria foram obtidas sete categorias (Tabela 7),
sendo a de maior freqüência a “Tudo que ocupa lugar no espaço”. Já era esperado que esta
categoria fosse aparecer, pois trata-se de uma definição presente em livros didáticos
(BERTOLDI, 2000; CANTO, 1999) e muito trabalhada pelos professores em sala de aula.
Tabela 7: Categorias obtidas para o conceito matéria
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Tudo que ocupa lugar no espaço 58,3 13,3
Matéria prima 16,7 26,7
Disciplina ministrada na escola 8,3 6,7
Produtos químicos e físicos - 6,7
É uma substância que de transformações vira
outra substância
- 6,7
Tudo o que é objeto é uma matéria 8,3 -
Não soube responder 8,3 40
Para o conceito massa (Tabela 8) a maior parte dos alunos da sala A a definiu como
sendo a massa usada na fabricação de alimentos como pão, bolo e salgados. Na sala B esta
categoria teve uma baixa freqüência, tendo seu maior índice para a categoria “Não soube
responder”. Dos alunos da sala A 25% e da sala B 26,7% colocaram que massa é o peso de
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
47
algo. Esta resposta é decorrente das pessoas terem o hábito de se referirem a medir sua massa
ou de um objeto qualquer como peso.
Para o conceito volume (Tabela 9) a sala A apresentou seu maior índice nas categorias
“volume da televisão e rádio”, “quantidade de algo”, e “ocupa uma extensão no espaço”, e na
sala B a categoria “não soube responder” e “quantidade de algo”. Para o conceito densidade
(Tabela 10) a sala B apresentou uma quantidade de 86,6% dos alunos que não souberam
responder nada, e a sala A teve 33,3% dos alunos nesta categoria.
Tabela 8: Categorias obtidas para o conceito massa
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Massa de comida 33,3 6,7
Massa do corpo 25 6,7
Peso de algo 25 26,7
Energia - 20
A massa de um projeto - 6,7
Massa de um produto - 6,7
Não soube responder 16,6 40
Tabela 9: Categorias obtidas para o conceito volume
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Volume da televisão e rádio 25 6,7
Quantidade de algo 25 33,3
Tamanho de algo 8,3 20
Ocupa uma extensão no espaço 25 -
Volume de cabelo - 6,7
Número de um produto - 6,7
O volume se da a partir que misturamos as
formas
- 6,7
Não soube responder 16,7 33,3
Tabela 10: Categorias obtidas para o conceito densidade
Quantidade (%)
Categorias Sala
A
Sala B
Peso de um objeto 16,7 -
Algo mais denso que o outro 16,7 -
Valor de algo - 6,7
Densidade de um produto - 6,7
Consistência textura de algo 8,3 -
A água está com muita densidade 8,3 -
Uma relação entre massa e volume 8,3 -
Uma coisa intensa 8,3 -
Não soube responder 33,3 86,6
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
48
Para os conceitos porosidade (Tabela 11), retração (Tabela 12), e cerâmica (Tabela
13), a porcentagem dos alunos que não souberam responder a questão foi em um caso igual a
50% e nos outros superior a este valor. Indicando que sobre estes conceitos os alunos
apresentam pouco conhecimento prévio. Este fato já era esperado, pois estes são termos
utilizados mais freqüentemente em áreas de conhecimento específicos, como a da ciência dos
materiais.
Tabela 11: Categorias obtidas para o conceito porosidade
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Algo relacionado com poros 16,7 -
Coisa áspera - 6,7
Não soube responder 83,4 93,3
Tabela 12: Categorias obtidas para o conceito retração
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Mistura - 6,7
Relacionou com retratação 8,3 -
Algo que não se atrai e não se
mistura
8,3 -
Não soube responder 83,3 93,3
Tabela 13: Categorias obtidas para o conceito cerâmica
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Material usado para fazer objetos 25 6,7
Um tipo de argila 16,7 -
Objeto feito a mão - 13,3
Algo que fica no portão para os
ladrões não pular
8,3 -
Não soube responder 50 80
Para o conceito argila (Tabela 14) a maior quantidade de alunos não responderam ou
deixaram a questão em branco, no entanto uma categoria que teve porcentagem significativa
foi “argila é um barro”. Já se esperava que está categoria fosse aparecer, pelo fato da argila há
anos ser popularmente denominada como barro, no entanto, há diferenças físicas e químicas
entre estes dois materiais, a saber, pela sua composição química, pela presença de plasticidade
no material argila (quando úmida) e sua resistência mecânica adquirida quando queimada a
temperaturas adequadas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
49
Tabela 14: Categorias obtidas para o conceito argila
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Argila é um barro 25 20
Massa usada para moldar 16,7 6,7
Massa usada para fazer objetos 8,3 26,7
Argila é argila vermelha 8,3 -
Não soube responder 41,6 53,3
Na questão de número dois os alunos tinham que responder o que entendiam por
transformação física e química, e fornecer alguns exemplos. Para o conceito de transformação
química (Tabela 15), a categoria que apareceu nas duas salas foi a “Misturas de substâncias
que forma outro produto”. Para o conceito transformação física (Tabela 16) a maior parte dos
alunos não souberam responder a questão, sendo que na sala A 58,3% dos alunos apresentou
este conceito como sendo “quando algo muda e pode voltar”. Junior-Teixeira (2005) obteve
um resultado semelhante quando identificou idéias de 91 alunos dos três anos do Ensino
Médio sobre conceitos fundamentais da química, ele obteve que a maioria dos alunos do
primeiro ano entende um fenômeno físico como um processo reversível o qual não modifica a
natureza da matéria. Já o fenômeno químico é para 31% dos alunos do primeiro ano do ensino
médio uma transformação irreversível e para os alunos do 2º e 3º ano a resposta mais citada é
aquela que relaciona a transformação química como a que modifica a natureza da matéria.
Tabela 15: Categorias obtidas para o conceito Transformação química
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando algo muda e não pode
voltar ao estado inicial
58,3 -
Misturas de substâncias que
forma outro produto
33,3 26,7
Quando altera a forma - 6,7
Quando a natureza ajuda na
transformação
8,3 -
Quando mistura elementos
químicos diferentes
- 13,3
Não soube responder - 53,3
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
50
Tabela 16: Categorias obtidas para o conceito Transformação física
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando algo muda e pode voltar
ao estado inicial
58,3 -
Quando há misturas de
substâncias sem alterar o produto
- 26,7
Quando nós interferimos para a
produção do produto
8,3 -
Não altera a forma - 6,7
Quando algo se transforma - 6,7
Muda a forma física - 6,7
Não soube responder 33,3 60
Observa-se pelos resultados da terceira questão que para o conceito substância (Tabela
17) em média 50% dos alunos não souberam responder a questão, já para o conceito mistura
(Tabela 18) a porcentagem foi abaixo de 35%. Este fato é decorrente de que mistura é uma
palavra corriqueira na vida dos alunos, isto é comprovado pelos exemplos fornecidos, “leite
com nescau”, “água com suco em pó”, ‘leite com café” e “açúcar com sal”. O que demonstra
que como mistura é um tema do cotidiano, foi mais fácil ao aluno tentar escrever sobre
mistura do que substância, palavra esta utilizada geralmente em contexto científico. No
entanto, mesmo não sabendo falar sobre substâncias 50% dos alunos da sala A e 53,3% sala B
tiveram suas respostas na categoria “Mistura de diferentes substâncias”.
Os resultados obtidos para os conceitos substância e mistura, revelaram que os alunos
apresentam deficiências em relação a estes conceitos, o que corrobora com os apresentados
por Furió (2000), em que entrevistou alunos de idade entre 12-18 anos, e identificou que estes
possuem uma grande dificuldade em diferenciar substância de mistura, e não possuem clareza
quanto ao significado de cada um.
Tabela 17: Categorias obtidas para o conceito Substância
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Algo com composição definida 25 6,7
São elementos químicos - 13,3
São produtos - 26,7
Formado por um só produto 8,3 -
É uma coisa só 8,3 -
Tipo de matéria 8,3 -
Não soube responder 50 53,3
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
51
Tabela 18: Categorias obtidas para o conceito Mistura
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Mistura de diferentes substâncias 50 53,3
Quando junta elementos químicos 16,7 20
Quando junta produtos - 13,3
Não soube responder 33,3 20
Para a questão de número quatro os alunos tinham que responder o que entendem por
mistura homogênea e heterogênea. Na sala B a categoria “Não soube responder” teve uma
porcentagem acima de 65% nos dois conceitos, como pode ser observado pela Tabela 19
(Mistura homogênea) e Tabela 20 (Mistura heterogênea). Já na sala A a maior parte dos
alunos apresentaram mistura homogênea como aquela que tem somente uma aparência e
heterogênea a que apresenta várias aparências.
Tabela 19: Categorias obtidas para o conceito Mistura Homogênea
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Apresenta uma só aparência 50 -
Aquela que mistura 16,7 -
Substâncias se misturam - 20
Quando mistura óleo e água 8,3 -
É quando ela se mistura com
outros elementos
8,3 -
Quando mistura elementos iguais - 6,7
Não soube responder 16,7 74
Tabela 20: Categorias obtidas para o conceito Mistura Heterogênea
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Apresenta várias aparências 41,6 -
Aquela que não se mistura 16,7 -
Substâncias misturadas que não
se misturam
- 13,3
Mistura de substâncias - 20
Não soube responder 41,6 66,7
Na quinta questão pedia-se aos alunos para escreverem o que entendem por
temperatura de fusão e ebulição. Para o conceito temperatura de fusão (Tabela 21) teve-se
25% dos alunos na categoria “Líquido passa para sólido”, o que revela que estes alunos
apresentam uma clara confusão do conceito em questão. Para explicar o que entendiam pelo
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
52
conceito temperatura de ebulição (Tabela 22) 16,7% dos alunos da sala A e 26,7% da sala B,
explicou dando como exemplo a evaporação da água.
Tabela 21: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Fusão
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Líquido passa para sólido 25 -
Transformação de substâncias 16,7 -
Passagem de uma temperatura
para outra
8,3 -
Quando mistura os produtos - 6,7
Não soube responder 50 93,3
Tabela 22: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Ebulição
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando passa do estado líquido
para vapor
16,7 -
Quando se ferve algo 16,7 -
Quando a água evapora 16,7 26,7
Não soube responder 50 73,3
As categorias obtidas evidenciam o pensamento dos alunos a partir de suas
experiências pessoais, pois uma mesma palavra possui significados diferentes conforme o
contexto utilizado, devido a isto, foi freqüente o aparecimento de dificuldades relacionadas
com o significado das palavras que expressam conceitos científicos. São comuns os casos nos
quais os alunos ouvem ou lêem um conceito no âmbito das ciências naturais (ou sociais etc) e
atribuem um significado diferente do esperado (VIGOTSKY, 1979). Tal fato é facilmente
constatado para os casos dos conceitos matéria, massa e volume.
A análise dos conhecimentos prévios revelou que os alunos apresentam deficiência
nos conceitos investigados. Este resultado teve uma implicação direta na duração do curso,
pois houve a necessidade de um aumento na quantidade de aulas para melhor esclarecimento
destes conceitos. Esclarecimentos estes realizados por meio de aulas expositivas e algumas
experimentais demonstrativas. Determinar os conhecimentos que os alunos apresentavam
sobre os assuntos a serem abordados no curso, possibilitou também que a pesquisadora
planejasse o curso de forma a facilitar a construção das relações entre os conceitos que os
alunos já possuíam com os a serem ensinados, além de auxiliar no sentido de evitar exemplos
ou imagens que favorecessem o reforço de idéias errôneas sobre os conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
53
Fez-se necessário realizar o levantamento dos conhecimentos prévios e trabalhar com
os conceitos, para que o aluno tivesse um conhecimento necessário para tornar a tarefa de
aprendizagem das transformações físicas e químicas do material argila potencialmente
significativas, propiciando um ambiente favorável à aprendizagem significativa (AUSUBEL,
1980).
4.3. Módulo – “Introdução aos mapas conceituais”
No módulo “Introdução aos mapas conceituais” os alunos elaboraram dois mapas,
sendo um sobre o tema água e outro sobre vertebrados. A análise dos mapas revelou os
seguintes problemas quanto a sua construção: a) ausência de palavras de ligação relacionando
os conceitos, b) generalização de exemplos e c) presença de conceitos repetidos. Os
problemas ocorreram provavelmente por falta de atenção dos alunos, da dificuldade dos
alunos em relacionarem alguns conceitos, da inexperiência em trabalhar com mapas
conceituais, da dificuldade que geralmente apresentam em mostrar relações hierárquicas entre
os conceitos (NOVAK, 1988) e também da possível falta de conhecimentos sobre o assunto.
A Tabela 23 ilustra o total de mapas elaborados e a quantidade de mapas que apresentaram
problemas de construção.
Tabela 23: Total de mapas elaborados para os conceitos água e vertebrados e quantidade de mapas com
problemas de construção.
Sala A Sala B
Assunto Total de mapas Mapas com
problemas
Total de mapas
Mapas com
problemas
Água
10 3 11 1
Vertebrados
11 1 11 3
Além dos problemas, foram identificados nos mapas duas ocorrências: presença de
mais de um exemplo ou conceito em uma única figura geométrica e palavras de ligação
circuladas iguais aos conceitos. Uma pesquisa na literatura sobre estas ocorrências foi
realizada, no entanto nada foi encontrado, que as indicasse como adequadas ou inadequadas.
Consideramos como um aspecto positivo, o fato dos alunos terem adicionado mais de um
exemplo ou conceito na mesma figura, pois usando esta estratégia conseguiram elaborar
mapas com uma maior quantidade de informação e uma estrutura mais compacta. A segunda
ocorrência, também, não foi considerada como um problema, pois não há uma regra de como
rotular os conceitos e as palavras de ligação, cabendo ao professor então apresentar aos alunos
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
54
convenções de tal rotulação (FARIA, 1995), no entanto, foi solicitado aos alunos que apenas
circulassem os conceitos, pois evidencia os conceitos das palavras de ligação e o mapa fica
mais sucinto.
4.3.1. Mapas conceituais sobre o tema “Água”
Dos mapas da sala A elaborados para o tema água, teve-se: 1) um mapa com conceito
repetido, generalização de exemplos e conceitos na mesma figura geométrica (Figura 21); 2)
um com generalização de exemplos e repetição de conceitos (Figura 22), e 3) um mapa com
uma figura geométrica contendo três conceitos e outra com três exemplos e repetição de
conceitos (Figura 23). Dos mapas da sala B, um apresentou palavras de ligação circuladas e
ausência de palavras de ligação entre alguns conceitos e exemplos (Figura 24). Após analisar
os mapas a pesquisadora discutiu com os alunos os problemas identificados (generalização de
exemplos, conceito repetido e falta de palavras de ligação entre os conceitos), e
esclarecimentos foram feitos a fim de evitar tais problemas em mapas conceituais futuros.
Mesmo não sendo considerado como um problema foi solicitado aos alunos que não
circulassem as palavras de ligação diferenciando-as assim dos conceitos.
Figura 21: Mapa conceitual elaborado por Dn. O mapa apresenta: a) repetição do conceito água; b) as
palavras gelo, água e gás estão ligadas aos conceitos sólido, líquido e gasoso, generalizando os exemplos e
c) possui vários exemplos na mesma figura geométrica.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
55
Figura 22: Mapa conceitual elaborado por Ld. O mapa apresenta generalização de exemplos em três
locais distintos do mapa e repetição do conceito água.
Figura 23: Mapa conceitual elaborado por An. O mapa apresenta: a) os exemplos gato, cachorro e pássaro
na mesma figura geométrica, e b) os conceitos incolor, inodoro e insípida na mesma figura geométrica e c)
repetição do conceito água.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
56
Figura 24: Mapa conceitual elaborado por Ja. O mapa apresenta: a) quase todas as palavras de ligação
circuladas e b) ausência de palavras de ligação entre alguns conceitos e exemplos.
4.3.2. Mapas Conceituais sobre o tema “Vertebrados”
Dos vinte e dois mapas elaborados para o tema vertebrados, quatro apresentaram
problemas, o que equivale a menos de 18,2% dos mapas. Este é um valor baixo, no entanto,
esperava-se que problemas não tivessem ocorridos no mapa de vertebrados, uma vez que após
a análise do mapa da água discutiu-se com os alunos os problemas e maneira de evitá-los.
Dos mapas da sala A elaborados para o tema Vertebrados teve-se: 1) mapa com
generalização de exemplos e repetição de conceitos (Figura 25), 2) mapa com exemplos na
mesma figura geométrica (Figura 26), e 3) mapa com palavras de ligação circuladas (Figura
27). Dos mapas da sala B teve-se: 1) mapa com generalização de exemplos (Figura 28); 2)
mapa com repetição de conceito (Figura 29) e 3) mapa com palavras de ligação circuladas e
ausência de palavras de ligação (Figura 30).
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
57
.
Figura 25: Mapa conceitual elaborado por In. O mapa apresenta: a) generalização de exemplos, e b)
repetição dos conceitos vertebrados e mamíferos.
,,
Figura 26: Mapa conceitual elaborado por Dn. O mapa apresenta vários exemplos na mesma figura
geométrica.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
58
Figura 27: Mapa conceitual elaborado por Mm. O mapa apresenta várias palavras de ligação circuladas.
Figura 28: Mapa conceitual elaborado por Gl. O mapa apresenta generalização de exemplos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
59
Figura 29: Mapa conceitual elaborado por Mh. O mapa apresenta repetição do conceito “dois ambientes”
e água.
Figura 30: Mapa conceitual elaborado por Ja. O mapa apresenta a) várias palavras de ligação circuladas
e b) ausência de palavras de ligação.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
60
Como já mencionado esperava-se que problemas não tivessem ocorridos no mapa
sobre vertebrados, uma vez que os problemas identificados no mapa sobre água foram
discutidos com os alunos antes da elaboração do mapa sobre vertebrados. Atribuímos à
ocorrência destes erros, a possível falta de atenção dos alunos, principalmente dos que
generalizaram os exemplos, e da dificuldade que os alunos possuem em fazer relações
cruzadas, ocasionando a repetição de conceitos.
Os resultados obtidos dos mapas do tema vertebrados podem ser considerados como
satisfatórios, pois para elaborarem o mapa os alunos tinham que ler, interpretar e identificar os
conceitos no texto sobre vertebrados, o que decorre de uma atividade mental mais aprimorada.
E mesmo requerendo um grau maior de complexidade somente quatro dos vinte e dois mapas,
apresentaram problemas, levando-nos a considerar que os alunos possuíam habilidades
básicas necessária para elaborar mapas conceituais.
4.4. Módulo – “Matéria e suas propriedades”
4.4.1. Classificação dos mapas
Foram elaborados neste módulo nove mapas na sala A e quinze na B, todos tinham
“Matéria” como conceito principal. Os mapas foram classificados em quatro categorias sendo:
A) categoria dos mapas em que todas as proposições apresentadas estão corretas, dividida nas
subcategorias, (A1) mapas que possuem dezesseis ou mais conceitos e (A2) mapas com
menos de dezesseis conceitos (a quantia dezesseis foi escolhida por se tratar da metade do
número de conceitos presentes no mapa de referência);
B) mapas que apresentam relações errôneas entre os conceitos;
C) mapas que apresentaram exemplos dos conceitos e
D) mapas que não colocaram palavras de ligação para relacionar alguns conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
61
A porcentagem de mapas agrupados em cada categoria está descrito na Tabela 24 e
representada no gráfico da Figura 31. Observa-se que os mapas da sala B são mais elaborados
que os da sala A, pois mais de 85% dos seus mapas estão na categoria A e C e menos de 15%
dos alunos não colocaram palavras de ligação para relacionar alguns conceitos.
Tabela 24: Categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas conceituais elaborados no módulo
Matéria e suas propriedades.
Porcentagem
Categorias Subcategorias Sala A Sala B
A1) mapas que possuem dezesseis
ou mais conceitos
11,1 40
A - mapas em que todas as
proposições apresentadas estão
corretas.
A2) mapas com menos de
dezesseis conceitos
77,7 53,3
B- mapas que apresentam relações
errôneas entre os conceitos
11,1 6,7
C- mapas que apresentam exemplos
dos conceitos.
77,7 86,7
D- mapas que não colocaram
palavras de ligação para relacionar
alguns conceitos
33,3 13,3
0
20
40
60
80
100
D
C
B
A1
Quantidade (porcentagem)
Categorias
Sala A
Sala B
A2
Figura 31: Categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas conceituais sobre Matéria.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
62
Categoria A - Mapas que possuem todas as proposições corretas
A média de conceitos presentes nos mapas da sala A foi de 10,7, enquanto na sala B
esta média foi de 15,6. Mesmo tendo todas as proposições corretas os mapas da subcategoria
A2 foram considerados pouco elaborados em relação aos da A1, pois possuem uma menor
quantidade de conceitos e proposições, o que indica uma menor compreensão de todos os
conceitos abordados. As Figuras 32 e 33 ilustram mapas que se enquadram respectivamente
na subcategoria A1 e A2.
Figura 32: Mapa conceitual elaborado por Ap pertencente à subcategoria A1 por apresentar mais de
dezesseis conceitos.
Figura 33: Mapa conceitual elaborado por Gb, pertencente à subcategoria A2 por apresentar menos de
dezesseis conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
63
Categoria B – Mapas com relações errôneas entre os conceitos
Do total de mapas elaborados nas duas salas, somente dois apresentaram relações
errôneas entre os conceitos, os quais estão ilustrados nas Figuras 34 e 35. No mapa da Figura
34 o conceito “volume” encontra-se subordinado a “massa”, sendo que estes dois conceitos,
no caso, estão no mesmo nível hierárquico, e os conceitos da propriedade geral estão
relacionados erroneamente aos da propriedades específicas e vice-versa. As relações errôneas
presentes na Figura 35 ocorreram, pois o aluno não subordinou ao conceito matéria, os
conceitos homogênea, heterogênea, e transformações.
Figura 34: Mapa Conceitual elaborado por In, pertencente à categoria D, pois não relacionou os conceitos
ebulição, ponto de fusão e fusão com o conceito “gerais”, e à categoria B por apresentar relação errônea
entre os conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
64
Figura 35: Mapa elaborado por Jn, pertencente a categoria B, por apresentar relações errôneas entre os
conceitos.
Classificação dos conceitos presentes nos mapas
Os conceitos presentes nos mapas foram classificados em duas categorias sendo a de
“conceitos básicos” (Tabela 25) e “conceitos outros” (Tabela 26). Observa-se que os alunos
da sala B apresentaram uma quantidade maior de conceitos básicos em seus mapas. Já na sala
A dez conceitos não foram mencionados em nenhum dos mapas, e os citados, excetos para
massa e volume estão, em geral, no primeiro e segundo nível de hierarquia, ou seja, são os
conceitos mais gerais. Para facilitar a visualização da quantidade de conceitos apresentado,
fez-se gráficos para cada seção presente no mapa de referência, os quais estão ilustrados nas
Figuras 36, 37, 38, 39 e 40. As seções 1 e 2 para ambas as salas tiveram o maior índice de
presença, e em todas as seções os níveis um e dois, em geral, foram os mais citados.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
65
Tabela 25: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos apresentados nos mapas.
Porcentagem
Conceitos básicos Sala A Sala B
Matéria 100 100
Propriedades 66,7 86,7
Gerais 66,7 86,7
Massa 100 86,7
Volume 88,8 86,7
Específicas 55,5 86,7
Densidade 44,4 86,7
Ponto de fusão 55,5 26,7
Ponto de ebulição 66,7 26,7
Substância 66,7 93,3
Simples 77,7 93,3
Composta 77,7 93,3
Mistura 33,3 93,3
Homogênea 33,3 80
Saturada - 6,7
Insaturada - 6,7
Soluto - 13,3
Solvente - 13,3
Heterogênea 33,3 80
Transformação 22,2 80
Química 22,2 80
Combustão - 13,3
Decomposição - 13,3
Física 22,2 80
Evaporação - 13,3
Fusão 11,1 20
Solidificação - 13,3
Sublimação - 13,3
Estados Físicos - 6,7
Líquido 11,1 13,3
Sólido 11,1 13,3
Gasoso 11,1 13,3
0
20
40
60
80
100
Ponto
d
e
f
us
ã
o
Po
nt
o de
Ebuliç
ão
D
ens
idad
e
E
s
pecíficas
Vo
l
u
m
e
Massa
Gerais
M
at
éri
a
Propriedad
es
Quantidade (porcentagem)
Conceitos
Sala A
Sala B
Figura 36: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção um do mapa de
referência.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
66
0
20
40
60
80
100
Compos
t
a
Si
mples
Ma
t
ér
i
a
S
u
bstâ
n
cia
Quantidade (porcentagem)
Conceitos
Sala A
Sala B
Figura 37: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção dois do mapa de
referência.
0
20
40
60
80
100
So
l
ve
n
te
Sol
ut
o
M
i
stura
Ma
t
éria
Heterogênea
I
nsaturad
a
Homogênea
Saturada
Quantidade (Porcentagem)
Conceitos
Sala A
Sala B
Figura 38: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção três do mapa de
referência.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
67
0
20
40
60
80
100
C
ombustão
D
ecompos
i
ção
S
u
b
lima
ç
ão
Solid
if
ica
ç
ã
o
F
usão
Evaporação
Físic
a
Quí
mic
a
M
a
t
é
ria
T
rans
f
or
ma
ção
Quantidade (Porcentagem)
Conceitos
Sala A
Sala B
Figura 39: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção quatro do mapa de
referência.
0
20
40
60
80
100
G
aso
so
Matéria
Sól
i
do
Est
ado
s
Fí
si
co
s
Líqui
d
o
Quantidade (porcentagem)
Conceitos
Sala A
Sala B
Figura 40: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos presentes na seção cinco do mapa de
referência.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
68
Os conceitos outros (Tabela 26) apresentados nos mapas são diversificados e possuem
baixa freqüência, devido a natureza idiossincrática da estrutura cognitiva de cada aluno. O
fato dos alunos terem apresentados conceitos além dos básicos é um forte indício que as aulas,
os materiais instrucionais, e a utilização dos mapas conceituais possibilitaram um ambiente
favorável para que os alunos relacionassem os novos conceitos com os já existentes em sua
estrutura cognitiva. Tal aspecto encontra-se em estreita harmonia com a teoria de
aprendizagem significativa, a qual apresenta que um material de aprendizagem bem escrito e
organizado pode auxiliar na aquisição e retenção significativa das idéias e informações
através da modificação da estrutura cognitiva existente (AUSUBEL, 1980).
Tabela 26: Quantidade em porcentagem dos conceitos outros apresentados nos mapas.
Quantidade (%)
Conceitos Sala A Sala B
Morrer 11,1 -
Engordar 11,1 -
Peso do nosso corpo 11,1 -
Por átomos de um mesmo elemento químico 11,1 -
Por átomos de diferentes elementos químicos 11,1 -
Aspecto uniforme 11,1 -
Corpo humano 11,1 -
Átomos iguais - 6,7
Átomos diferentes - 6,7
Tem um só tipo de matéria - 13,3
Tem dois ou mais tipos de matéria - 13,3
Átomos de um mesmo elemento - 33,3
Átomos de diferentes elementos químicos - 33,3
Mesma substância - 13,3
Diferente substância - 13,3
Não há alteração - 6,7
Há alteração - 6,7
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
69
Categoria C – Mapas que possuem exemplos dos conceitos
Os exemplos (Tabela 27) estavam em geral na base do mapa. Na sala A os exemplos
estavam distribuídos entre os conceitos Substância simples, Substância composta, Mistura
homogênea, Massa, Volume, Mistura heterogênea, Fusão, Transformação, Transformação
Física e Transformação Química, conceitos estes presentes, em sua maioria, no primeiro e
segundo nível de hierarquia do mapa de referência. Na sala B os exemplos apresentados
estavam distribuídos em todos os níveis de hierarquia do mapa de referência, sendo os
conceitos substâncias simples e composta os que tiveram uma maior quantidade de exemplos.
A elaboração de mapas com exemplos é um indício da compreensão dos alunos sobre
o tema abordado, pois os exemplos elucidam o significado do conceito. As Figuras 41 e 42
ilustram mapas em que os alunos adicionaram exemplos dos conceitos.
Tabela 27: Quantidade em porcentagem dos exemplos dados para cada conceito.
Quantidade (%)
Conceitos Exemplos Sala A Sala B
ouro 22,2 66,7
ouro puro - 6,7
prata puro - 6,7
Substância simples
prata - 6,7
sal 11,1 - Substância composta
água 11,1 66,7
açúcar na água - 20 Mistura homogênea
água e sal 22,2 -
óleo e água 11,1 26,7 Mistura heterogênea
arroz e feijão 22,2 -
Massa massa do corpo humano 11,1 -
Volume cobre 11,1 -
Transformação Física amassar um papel 22,2 -
queima de uma vela - 6,7
queimar um papel 11,1 -
Transformação Química
queimar algo 11,1 -
morrer 11,1 - Transformação
engordar 11,1 -
Fusão gelo derretendo 22,2 13,3
Solidificação quando a água congela - 13,3
água que evapora da roupa no varal - 6,7 Vaporização
quando a água evapora - 6,7
naftalina - 13,3 Sublimação
quando o sólido evapora - 6,7
Combustão papel queimando - 6,7
alimento apodrecendo - 6,7 Decomposição
elétrica - 6,7
Estado sólido gelo - 6,7
Estado líquido água - 6,7
Estado gasoso vapor - 6,7
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
70
Figura 41: Mapa Conceitual elaborado por Mm pertencente à categoria C, por apresentar exemplo para
os conceitos transformação física e química.
Figura 42: Mapa Conceitual elaborado por Gl. enquadrado na categoria C por apresentar exemplos dos
conceitos fusão, solidificação, vaporização, sublimação, combustão e decomposição, e na categoria A1 por
ter mais de dezesseis conceitos e todas as proposições corretas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
71
Categoria D – Mapas com ausência de relação entre os conceitos
Na categoria D foram enquadrados três mapas da sala A e dois da sala B. Para os casos
a falta de ligação entre os conceitos não invalidou a hierárquica conceitual do mapa, pois
mesmo sem as palavras de ligação foi possível identificar qual a relação entre os conceitos
que os alunos queriam expressar, pois a pesquisadora estava familiarizada com a
aprendizagem concernentes ao mapa conceitual. As Figuras 43, 44 e 45 apresentam mapas
desta categoria.
Figura 43: Mapa Conceitual elaborado por In, pertencente à categoria D, pois não relacionou os conceitos
ebulição, ponto de fusão e fusão com o conceito “gerais”, e à categoria B por apresentar relação errônea
entre os conceitos específicas, massa e volume, e os conceitos gerais, ponto de fusão, ebulição e fusão.
Figura 44: Mapa elaborado por Ja pertencente à categoria D, por não ter relacionado os conceitos mistura
com “óleo e água”, e gerais e específicas com propriedades, e na categoria A2, por apresentar menos de
dezesseis conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
72
Figura 45: Mapa Conceitual elaborado por Wl pertencente à categoria D por não ter relacionado os
conceitos simples com “átomos de um mesmo elemento químico” e composta com “átomos de elementos
químicos diferentes”, na categoria C por ter exemplos, e em A1, por ter mais de dezesseis conceitos.
4.4.2. Níveis de Hierarquia dos mapas
Dos vinte e quatro mapas elaborados vinte e dois tinham os conceitos mais gerais na
parte superior do mapa e os específicos distribuídos nos níveis hierárquicos abaixo, seguindo
assim o princípio da diferenciação progressiva dos conceitos. Os mapas que não seguiram este
princípio foram os que estavam presentes na categoria B (mapas com relações errôneas entre
os conceitos). Para analisar os níveis de hierarquia dos mapas foram consideradas cinco
seções (Tabela 28), sendo cada uma delas subordinadas ao conceito Matéria. Das seções as
mais utilizadas pelos alunos tanto da sala A como da B foram a 1 e 2. As seções 3 e 4 tiveram
uma maior freqüência nos mapas da sala B, e a seção 5 em que estavam representados os
estados sólido, líquido e gasoso da matéria teve uma porcentagem inferior a 15% para ambas
as salas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
73
Tabela 28: Quantidade em porcentagem das relações encontradas nos mapas sobre o tema Matéria e suas
propriedades conforme o mapa de referência.
Quantidade (%)
Seção 1 Relação Sala A Sala B
Primeiro nível Matéria - propriedades 77,7 86,7
Propriedades – gerais 66,6 86,7 Segundo nível
Propriedades - específicas 66,6 86,7
Gerais - massa 55,5 86,7
Gerais - volume 55,5 86,7
Específicas - densidade 44,4 86,7
Específicas - ponto de fusão 44,4 26,7
Terceiro nível
Específicas - ponto de ebulição 44,4 26,7
Seção 2
Primeiro nível matéria- substâncias 66,6 93,3
substâncias- simples 77,7 93,3 Segundo nível
substâncias- composta 77,7 93,3
Seção 3
Primeiro nível matéria- misturas 33,3 86,7
Segundo nível misturas – homogêneas 33,3 73,3
Terceiro nível misturas- heterogêneas 33,3 73,3
homogêneas- saturada - -
homogêneas- insaturada - -
homogêneas- soluto - 13,3
homogêneas- solvente - 13,3
Seção 4
Primeiro nível matéria- transformação 22,2 80
Segundo nível transformação – química 22,2 80
transformação- física 22,2 80
Terceiro nível química- combustão - 13,3
química-decomposição - 13,3
física- sublimação. - -
física- solidificação - 6,7
física – evaporação - 6,7
física- fusão - 6,7
Seção 5
Primeiro nível matéria- estados físicos 11,1 13,3
Segundo nível estados físicos- sólido 11,1 13,3
estados físicos- líquido 11,1 13,3
estados físicos- gasoso 11,1 13,3
Com o mapa conceitual foi possível identificar os conceitos sobre o tema matéria que
os alunos melhor compreenderam e aqueles em que os alunos não possuem muito
conhecimento, sendo estes últimos em geral relacionados aos estados físicos da matéria, a
alguns tipos de transformações físicas e químicas e a constituição das misturas homogêneas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
74
Pelos mapas também foi possível identificar que os alunos relacionaram os novos conceitos
com os já existentes na sua estrutura cognitiva, o que é um indício que as aulas, os materiais
instrucionais e os mapas possibilitaram um ambiente favorável para tal relacionamento.
As duas salas apresentaram exemplos dos conceitos, o que evidencia a compreensão
dos alunos sobre o tema abordado, pois exemplos elucidam o significado dos conceitos. Na
sala A os exemplos estavam em sua maioria distribuídos entre o primeiro e segundo nível de
hierarquia do mapa de referência, já na sala B os exemplos estavam distribuídos em todos os
níveis.
4.5. Módulo – “Transformações físicas e químicas na produção de cerâmica”
4.5.1. Experimentos
Dois experimentos foram realizados com os alunos a fim de trabalhar as
transformações físicas e químicas que ocorrem na argila durante o processo de fabricação de
uma cerâmica. No primeiro experimento foi abordado o processo de retração e alteração de
cor das peças de argila, e no segundo trabalhamos em como a temperatura de queima em que
as peças de argila são submetidas influenciam na quantidade de água que esta absorve, e qual
a relação da absorção de água com a qualidade da peça.
Experimento: Retração das peças de argila
Neste experimento os alunos, em grupo, sendo dois da sala A e seis da sala B, fizeram
tijolos de argila, utilizando um molde, e deixaram secar durante três dias a temperatura
ambiente, sendo calculado a cada dia o volume da peça. Após este período os grupos
socializaram os resultados com os demais colegas da sala e discussões foram realizadas a fim
de uma melhor compreensão dos resultados e esclarecimentos das transformações envolvidas.
O momento de socialização dos resultados foi muito importante, pois proporcionou
discussões muito ricas, como a que ocorreu na sala B, em que um grupo apresentou um valor
de volume maior do que o inicial da peça, sendo discutido com os alunos a validade deste
dado e os possíveis motivos para se ter obtido tal valor. Com a socialização dos resultados foi
possível também discutir com os alunos de que a diferença dos dados entre os grupos está
relacionada ao local onde a peça foi colocada para secar, a fatores climáticos e a quantidade
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
75
de água utilizada no processo de moldagem. Os itens abaixo apresentam trechos retirados dos
relatórios, e mostram as discussões apresentadas pelos alunos.
Trechos retirados dos relatórios da sala A
“... discutimos pelos resultados que com o tempo e com a temperatura a peça de argila se
retrai, mas depois ela conserva seu tamanho e não diminui mais.”
“... com o tempo o tijolo vai diminuindo até que chega num ponto que não pode diminuir
mais.”
Trechos retirados dos relatórios da sala B
“... aprendemos que após a moldagem a argila diminui bastante de tamanho conforme a
secagem.”
“... a argila diminui por causa da eliminação da água, retraindo a peça.”
“... todos os bloquinhos diminuíram, uns mais e outros menos, pois foram secos em lugares
diferentes...”
“... depois de um certo tempo a água que está dentro da argila evapora, fazendo com que ela
diminua.”
“... Para uma indústria é necessário saber o quanto a argila retrair, para ter o mesmo
tamanho do produto.”
“... a argila tem todo um processo de retração, portanto se quisermos fazer uma peça de um
certo tamanho, devemos saber o quanto ela vai retrair após ser retirada do molde. E assim
fazer um molde de um tamanho maior.”
Pelas observações feitas em sala de aula e análise dos relatórios observa-se que os
alunos captaram as informações importantes que se desejava transmitir com este experimento,
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
76
o qual era mostrar que a argila sofre retração durante o processo de secagem a temperatura
ambiente, que a variação do volume é decorrente da eliminação de água, e que a peça tem sua
cor alterada durante o processo de secagem. Observa-se também a compreensão dos alunos de
que a diferença dos valores de volume depende de fatores como o local onde a peça é
colocada para secar, das condições climáticas, e da quantidade de água utilizada para a
moldagem da peça, e assimilaram a importância de se saber o quanto uma peça pode diminuir
de tamanho, pois em certos materiais, como piso, azulejos as peças de um mesmo lote
precisam ser padronizadas.
Experimento: Influência da temperatura de queima das peças na absorção de água
Neste experimento foi trabalhado com os alunos a relação que há entre a absorção de
água pela peça de argila com a sua temperatura de queima, e sua relação com a qualidade da
peça. Neste experimento também foi trabalhado com os alunos que quando a peça de argila é
queimada a diferentes temperaturas há alteração de cor e de volume, e que na faixa de
temperatura de 300-400º C há eliminação de matéria orgânica, a qual pode ser visualizada por
manchas escuras nas peças queimadas a estas temperaturas. Para isto foi utilizado os
mostruários dos tijolos tanto da argila vermelha como branca. Foram elaborados seis
relatórios na sala A e cinco na B, os itens abaixo apresentam trechos retirados dos relatórios.
Trechos retirados dos relatórios da sala A
“Quanto mais aquecido os pedaços de argila, menos água elas absorvem. Os de temperatura
ambiente e o de 100º se desfazem. O de 500º, por não ter sido aquecido por uma temperatura
elevadíssima, absorve uma pequena quantidade de água e soltou bolhas. O de 900º ficou
intacto pois foi aquecido a alta temperatura.”
“ A conclusão foi que quanto maior a temperatura é maior a resistência.”
“Concluímos que quanto mais queimada é a peça menos ela se dissolve.”
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
77
“ É importante saber no dia-a-dia, pois se formos usar a argila como potes ou jarros, é
preciso saber como elas interagem com a água, e saber a que temperatura é suficiente para
que a pessa fique forte, pois quanto mais quente a argila é aquecida, mais forte ela fica.”
“Quanto maior a temperatura que for queimada as peças de argila, maior será a sua
resistência à umidade.”
“Quanto maior a temperatura de queima mais resistente o tijolo fica.”
Trechos retirados dos relatórios da sala B
“A conclusão é que quanto mais alta a temperatura, mais intacto sem dissolver fica a
argila.”
“A temperatura mais alta ajuda na resistência e não absorve a água, ela é melhor para ser
usada pois não dissolve na água.”
“... quanto maior a temperatura de secagem mais consistente a peça fica.”
“Quanto maior o grau de temperatura as peças de argila forem secas mais resistentes a água
elas ficam. É importante saber disso porque quando eu for tentar fazer uma eu esquente
bem.”
“As peças verde e de 100ºC se dissolveram, e a de 500ºC e 900º não se dissolveram por
causa da temperatura. Não devemos fazer telhas abaixo de 100ºC só acima de 500ºC.”
Neste experimento os alunos chegaram a conclusão que quanto maior a temperatura de
queima a que a peça de argila é submetida menos água ela absorve e mais resistente fica. Com
isso perceberam a importância da temperatura de queima no processo de produção de
determinados materiais, como telhas, tijolos e vasos. Pelos resultados obtidos tem-se que os
experimentos foram instrumentos eficazes para discutir as transformações físicas e químicas
que ocorrem no material argila, sendo a eliminação de matéria orgânica, a resistência
mecânica dos materiais, alteração na cor das peças, a retração linear das peças e a perda de
massa.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
78
4.5.2. Mapas conceituais sobre as transformações físicas e químicas que ocorrem na
produção de cerâmica.
Foram elaborados neste módulo doze mapas na sala A e treze da sala B, sendo que do
total dezesseis tinham “argila” como conceito de maior hierarquia e nove o conceito
“transformações”. Esta diferença da escolha dos conceitos ocorreu, pois a pesquisadora pediu
aos alunos para elaborarem mapas sobre as transformações físicas e químicas que ocorrem na
produção de cerâmica, não mencionando assim um conceito de maior nível hierárquico.
Sendo este nível determinado pelos alunos conforme seus próprios critérios. As Figuras 46 e
47 ilustram respectivamente exemplos de mapas com estes conceitos no topo.
Figura 46: Mapa elaborado por An, em que o conceito de maior nível hierárquico é argila.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
79
Figura 47: Mapa elaborado por Dn, em que o conceito de maior nível hierárquico é “transformações”.
Classificação dos mapas
A análise das relações apresentadas nos mapas possibilitou a criação de quatro
categorias para classificá-los, sendo A, B, C e D. A quantidade de mapas enquadrados em
cada categoria está descrito na Tabela 29 e ilustrado no gráfico da Figura 48. Observa-se que
para este módulo os alunos da sala A fizeram mapas mais elaborados quando comparados aos
da sala B, pois os mapas da sala A tiveram o maior número de proposições válidas além de
apresentarem exemplos.
A) categoria dos mapas em que todas as proposições apresentadas estão corretas, dividida nas
subcategorias, (A1) mapas que possuem seis ou mais conceitos e (A2) mapas com menos de
seis conceitos (a quantia seis foi escolhida por se tratar da metade do número de conceitos
presentes no mapa de referência);
B) mapas que apresentam relações errôneas entre os conceitos;
C) mapas que apresentaram exemplos dos conceitos e
D) mapas que não colocaram palavras de ligação para relacionar alguns conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
80
Tabela 29: Categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas conceituais elaborados no módulo
“transformações físicas e químicas que ocorrem na produção de cerâmica”.
Quantidade (%)
Categorias Subcategorias Sala A Sala B
A1) mapas que possuem seis ou
mais conceitos
91,7 69,2
A - mapas em que todas as
proposições apresentadas estão
corretas.
A2) mapas com menos de seis
conceitos
- 7,7
B- mapas que apresentam relações
errôneas entre os conceitos
8,3 23,1
C- mapas que apresentam exemplos
dos conceitos.
16,7 15,4
D- mapas que não colocaram
palavras de ligação para relacionar
alguns conceitos
25 15,4
0
20
40
60
80
100
D
C
B
A1
Quantidade (porcentagem)
Categorias
Sala A
Sala B
A2
Figura 48: Quantidade em porcentagem das categorias e subcategorias obtidas da análise dos mapas
conceituais sobre matéria.
Categoria A- Mapas que possuem todas as proposições corretas
O máximo de conceitos apresentados nos mapas foi de quatorze para ambas as salas.
O mapa da subcategoria A2 é pouco elaborado quando comparado aos da A1, o que indica
uma menor compreensão do aluno em relação a todos os conceitos abordados. As Figuras 49,
50, 51 e 52 ilustram mapas enquadrados na subcategoria A1, e a Figura 53 o único mapa
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
81
enquadrado na subcategoria A2. Este, mesmo tendo todas as proposições apresentadas
corretas, é considerado pouco elaborado, pois apresenta somente cinco conceitos e uma
proposição relacionada à transformação que ocorre na produção de cerâmica.
Figura 49: Mapa elaborado por Mm e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Figura 50: Mapa elaborado por Gb e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
82
Figura 51: Mapa elaborado por Al e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Figura 52: Mapa elaborado por Dn e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
83
Figura 53: Mapa elaborado por As e pertencente a subcategoria A2 por ter menos de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Classificação dos conceitos presentes nos mapas
A porcentagem de cada conceito básico presente nos mapas está descrito na Tabela 30
e ilustrado no gráfico da Figura 54. Pelos dados observa-se que os alunos da sala B
apresentaram uma quantidade maior de conceitos básicos em seus mapas. Os conceitos que
tiveram a menor porcentagem de presença, sendo para sala A freqüência nula, foram
“produção de cerâmica”, “alteração na cor das peças” e “perda de massa”.
O conceito “alteração na cor das peças” foi trabalhado no experimento com os alunos
através dos mostruários dos tijolos e por observações da mudança na coloração dos tijolos
feitos no experimento de retração. No entanto, observa-se que estas estratégias não foram
suficientes para que os alunos compreendessem e externalizassem este conceito. O mesmo
fato ocorreu com o conceito “perda de massa”, o qual não foi diretamente trabalhado com os
alunos, por falta de balança para realizar as medidas. Com este resultado observa-se que, em
geral, os conceitos trabalhados diretamente pelos alunos nos experimentos foram os mais
citados em seus mapas. No entanto, um fato interessante ocorreu, pois mesmo os alunos não
fazendo experimentos sobre a eliminação da matéria orgânica, mas apenas observando nos
mostruários as manchas escuras nas peças queimadas a 300 e 400ºC, decorrente da eliminação
deste material, este conceito esteve presente em mais de 50% dos mapas de ambas as salas.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
84
Tabela 30: Quantidade em porcentagem dos conceitos básicos apresentados nos mapas.
Quantidade (porcentagem)
Conceitos básicos Sala A Sala B
Produção de cerâmica - 7,7
Transformação Física 83,3 100
Transformação Química 83,3 100
Evaporação da água 66,7 84,6
Retração linear das peças 75 53,8
Alteração na cor das peças - 30,8
Perda de massa - 23,1
Processo de queima 33,3 46,1
Resistência mecânica das peças 58,3 15,4
Eliminação da matéria orgânica 58,3 53,8
Monóxido de carbono 16,7 15,4
Dióxido de carbono 16,7 15,4
0
20
40
60
80
100
Dióxido de
c
a
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M
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Alteração na
cor
das peça
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cerâmica
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F
í
s
i
c
a
Quantidade (porcentagem)
Conceitos
Sala A
Sala B
Figura 54: Quantidade em porcentagem de presença dos conceitos básicos presentes nos mapas da sala A
e B.
Na Tabela 31 estão apresentados todos os conceitos da categoria “conceitos outros”,
dos quais a maioria está relacionada aos experimentos realizados. Isto demonstra que as aulas
experimentais quando elaboradas de maneira que o material é potencialmente significativo e
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
85
dentro de um contexto bem estruturado, possibilita aos alunos um ambiente propício a
aprendizagem significativa, como prevê Ausubel (1980).
Tabela 31: Quantidade em porcentagem dos conceitos da categoria “conceitos outros” apresentados nos
mapas.
Quantidade (%)
Conceitos Sala A Sala B
Argila 50 84,6
Solidificação 8,3 -
Temperatura de 300-400ºC 16,7 7,7
Com a água 8,3 -
Ebulição 8,3 -
Do ambiente 8,3 -
Do tempo 8,3 -
Do calor 8,3 -
Temperatura ambiente 8,3 15,4
100ºC 16,7 -
500ºC 16,7 -
900ºC 16,7 -
Tempo 8,3 -
Uma ótima peça 8,3 -
Estrutura da molécula sofre mutação 8,3 -
Estrutura da molécula não é modificada 8,3 -
Saber o tamanho e o peso final da peça 8,3 -
De escura para mais clara 16,7 -
Secar - 7,7
Desmanche da peça 16,7 -
À verde 16,7 -
Temperaturas altas ou baixas - 15,4
Cinza - 7,7
Branca - 7,7
Extração - 30,8
Beneficiamento - 30,8
Homogeneização - 30,8
Moldagem da argila - 23,1
Secagem das peças - 7,7
Aquecida 8,3 -
Homogeneização - 15,4
Rocha 8,3 7,7
Minerais 8,3 7,7
Sal 8,3 7,7
Material orgânico 8,3 7,7
Areia 8,3 7,7
Secagem a 900ºC quando ela começa a soltar o carbono
que existia na matéria orgânica da argila.
- 7,7
Processos - 7,7
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
86
Categoria B – Mapas com relações errôneas entre os conceitos
Ao todo foram identificados quatro mapas com relações errôneas entre os conceitos
que estão ilustrados nas Figuras 55, 56, 57 e 58. Os erros apresentados nos quatro mapas
foram decorrentes dos alunos terem subordinados conceitos, que pertenciam ao mesmo nível
hierárquico, gerando assim uma relação incorreta. Estes erros podem ter acontecidos por falta
de atenção, ou ao fato dos alunos não terem claro, que não basta apenas relacionar os
conceitos, mas que esta relação precisa ser significativa. Porém mesmo com a presença destes
erros foi possível verificar que os alunos em sua maioria estavam estruturando o
conhecimento de forma correta.
Figura 55: Mapa elaborado por Pm, pertencente a categoria B, pois apresenta relação errônea entre os
conceitos “evaporação de água” e “ retração linear” .
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
87
Figura 56: Mapa elaborado por Rf, pertencente a categoria B, pois apresenta relação errônea entre os
conceitos “podem perder a massa” e “a sua cor”.
Figura 57: Mapa elaborado por Av, pertencente nas categorias B por apresentar relação errônea entre os
conceitos “evaporação de água” e “a retração linear das peças” e entre os conceitos “homogeneização” e
“ moldagem”, e na categoria D por ter ausência de relação entre conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
88
Figura 58: Mapa elaborado por Rn, pertencente a categoria B por apresentar relação errônea entre os
conceitos “de monóxido de carbono” e “dióxido de carbono”.
Categoria C – Mapas que possuem exemplos dos conceitos
Nos mapas elaborados sobre as transformações físicas e químicas que ocorrem na
produção de cerâmica feitas de argila, foi encontrado apenas quatro mapas com exemplos,
sendo dois da sala A e dois da sala B. Os exemplos encontrados estão apresentados na Tabela
32. Esta baixa quantidade de mapas com exemplo é devido à natureza do assunto abordado.
Dos exemplos apresentados aproximadamente 65% estavam relacionados a materiais
produzidos com a argila. As Figuras 59, 60, 61 e 62 ilustram os mapas em que os alunos
adicionaram exemplos dos conceitos.
Tabela 32: Porcentagem de exemplos dados para cada conceito.
Porcentagem
Conceitos Exemplos Sala A Sala B
Vasos 8,3 - Uso da argila
Tijolos 8,3 -
Casas 8,3 - Uso dos Tijolos
Prédios 8,3 -
Transformação química Quando queimamos o papel - 15,4
Transformação Física Quando a água evapora - 15,4
Azulejos 8,3 -
Vasos 8,3 -
Cerâmica
Pisos 8,3 -
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
89
Figura 59: Mapa elaborado por Tz, pertencente nas subcategoria A1 por apresentar mais de seis conceitos
e todas as proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos de conceitos.
Figura 60: Mapa elaborado por An, pertencente nas categorias B por apresentar relação errônea entre os
conceitos “ da argila”, “ do ambiente” e “do tempo”, com “ vasos” e “ tijolos”, e na categoria D por ter
exemplos dos conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
90
Figura 61: Mapa elaborado por Mh, pertencente na subcategoria A1 por apresentar mais de seis conceitos
e todas as proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos de conceitos.
Figura 62: Mapa elaborado por As e pertencente a subcategoria A2 por menos de seis conceitos e todas as
proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos dos conceitos.
Categoria D – Mapas com ausência de relação entre os conceitos
Na categoria D foram agrupados ao todo cinco mapas, sendo três da sala A (Figuras
63, 64 e 65) e dois da sala B (Figuras 66 e 67). Mesmo com a ausência de palavras de ligação
entre alguns conceitos, a hierarquia conceitual dos mapas não foi invalidada, pois foi possível
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
91
identificar devido ao contexto, qual a relação entre os conceitos que os alunos queriam
expressar. Esta ausência de relação presente em alguns mapas pode ter ocorrido
principalmente à falta de atenção.
Figura 63: Mapa elaborado por Pm, pertencente à categoria B, por apresentar relação errônea entre os
conceitos “evaporação de água” e “retração linear”, e na categoria D por ter ausência de palavras de
ligação.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
92
Figura 64: Mapa elaborado por An, pertencente a categoria B por apresentar relação errônea entre os
conceitos “ da argila”, “ do ambiente” e entre os conceitos “do tempo”, com “ vasos” e “ tijolos”, e na
categoria D por ter exemplos dos conceitos.
Figura 65: Mapa elaborado por Br, pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas as
proposições corretas, e na categoria D por ter ausência de relação entre os conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
93
podem serpodem serpodem ser
Figura 66: Mapa elaborado por Mq, pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas, e na categoria D por ter ausência de palavras de ligação entre alguns conceitos.
Figura 67: Mapa elaborado por Av, pertencente nas categorias B, pois apresenta relação errônea entre os
conceitos “evaporação de água” e “a retração linear das peças” e entre os conceitos “homogeneização” e “
moldagem”, e na categoria D por ter ausência de relação entre conceitos.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
94
4.5.3. Níveis de Hierarquia dos mapas
Dos vinte e cinco mapas elaborados vinte e um tinham os conceitos mais gerais na
parte superior do mapa e os mais específicos distribuídos nos níveis hierárquicos abaixo,
seguindo assim o princípio da diferenciação progressiva dos conceitos. Os mapas que não
seguiram este princípio foram os que estavam presentes na categoria B (mapas com relações
errôneas entre os conceitos). Para analisar os níveis de hierarquia, os conceitos foram
divididos em 2 seções, sendo abordados na primeira os temas sobre transformações físicas e
na segunda as transformações químicas. A quantidade de alunos que estabeleceram as
proposições presentes no mapa de referência está representada na Tabela 33. Das
transformações físicas trabalhadas no curso, as que apareceram em maior quantidade tanto
para a sala A como B foi a “evaporação da água” e “retração linear das peças”. Das
transformações químicas a que esteve presente em mais de 50% dos mapas foi a “eliminação
da matéria orgânica”.
Tabela 33: Quantidade em porcentagem das relações encontradas nos mapas sobre o tema
“transformações físicas e químicas que ocorrem na produção de cerâmica” conforme o mapa de
referência.
Quantidade (%)
Seção 1 Relação Sala A Sala B
Primeiro Nível Na produção de cerâmica – transformações
físicas
- 7,7
Transformação física - evaporação da água 66,7 84,6
Transformação física - retração linear das peças 66,7 53,8
Transformação física - alteração na cor das peças - 30,7
Transformação física - perda de massa - 23,1
Segundo Nível
Transformação física - resistência mecânica das
peças
33,3 7,7
Seção 2
Primeiro Nível Na produção de cerâmica – transformações
químicas
- 7,7
Transformação química - retração linear das
peças
25 -
Transformação química - alteração na cor das
peças
- 23,1
Transformação química - perda de massa - 15,4
Transformação química - processo de queima 25 53,8
Segundo Nível
Transformação química - eliminação da matéria
orgânica
66,7 38,5
Processo de queima - resistência mecânica das
peças
25 15,4
Eliminação da matéria orgânica - monóxido de
carbono
16,7 15,4
Terceiro Nível
Eliminação da matéria orgânica - dióxido de
carbono
16,7 15,4
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
95
4.6. Análise do texto elaborado pelos alunos
Ao todo foram elaborados onze textos da sala A e quatorze da sala B. Analisando os
textos foi possível agrupar os itens em quatro grupos: 1) módulo Matéria; 2) conceito argila;
3) experimentos realizados e 4) mapa conceitual.
4.6.1. Itens relacionados ao módulo Matéria
Na Tabela 34 estão ilustrados todos os itens presentes nos textos relacionados ao
módulo Matéria. Observa-se que os conceitos mais abordados são aqueles que estão presentes
nas três primeiras seções do mapa. Os conceitos foram apenas mencionados que foram
aprendidos, não sendo apresentada nenhuma discussão sobre eles, o que pode ser verificado
pelos trechos a seguir.
“... fiquei mais informada sobre massa e matéria. Pois eram coisas que eu ainda não tinha
ouvido falar muito...” Aluno da sala B
“... Eu aprendi a diferença de fusão, ebulição, heterogenia e hemogênia...” Aluno da sala B
“... Aprendi sobre matéria, massa, volume e outras coisas...” Aluno da sala B
“... Eu aprendi muitas coisas, ex: + sobre matéria, misturas, matéria, volume, massa,
misturas e muitas outras coisas ...” Aluno da sala A
Tabela 34: Quantidade em porcentagem dos assuntos relacionados no módulo Matéria.
Quantidade (%)
Citações Sala A Sala B
Matéria 18,2 42,8
Ebulição - 21,4
Fusão - 21,4
Mistura heterogênea 9,1 28,6
Mistura homogênea 9,1 28,6
Substâncias 9,1 14,3
Misturas 9,1 14,3
Volume 18,2 28,6
Massa 18,2 57,1
Densidade 18,2 14,3
Substâncias simples e composta - 7,1
Propriedades gerais e específicas 9,1 -
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
96
4.6.2. Itens relacionados ao conceito Argila
Os aspectos do material argila destacados no texto foram bem diversificados como
pode ser observado pela Tabela 35 e pelos trechos abaixo. Sendo os de maior freqüência os
relacionados a objetos feitos de argila e aspectos referente à sua composição.
“... a argila não é só uma peça, mas uma ciências, e com a argila podemos fazer peça e
cerâmica. Eu aprendi que depende da temperatura que você faz um tijolo ele pode desfazer e
assim a casa pode desmoronar...” Aluno da sala B
“... a argila vira cerâmica quando aquecida pelo fogo...” Aluno da sala B
“... a argila gera empregos por precisar de várias pessoas pois ela tem várias etapas até
chegar pronta para o mercado de trabalho sem nenhum defeito de fabricação...” Aluno da
sala A
“...argila é encontrada na natureza perto de rios, brejos e também tem várias cores por
causa da sua composição...” Aluno da sala A
“... muitas pessoas pensavam que argila era barro, mas não é, a argila e própria para fazer
tijolos, telhas, pisos, pois é resistente e o barro dissolve facilmente...” Aluno da sala B
“... existem vários tipos de argila, e várias utilidades para elas, e também várias
temperaturas, para elas serem queimadas...” Aluno da sala A
Tabela 35: Quantidade em porcentagem dos assuntos relacionados ao conceito argila.
Quantidade (%)
Citações Sala A Sala B
Diferença entre a argila e o barro 9,1 35,7
Utilidades da argila (fabricação vasos, tijolos, telhas,
xícaras, produção de cosméticos etc.)
63,7
50
Processo de produção de cerâmica 36,5 21,4
Argila usada para fazer cerâmica 18,2 28,6
Onde se encontra argila 27,3 14,3
Composição da argila 63,7 14,3
Tipos diferentes de argila 18,2 28,6
Argila queimada em altas temperaturas 9,1 -
Uso da argila pela humanidade 27,3 7,1
Produção de argila gera emprego 9,1 -
Como moldar a argila - 28,6
Diferentes tipos de cerâmica - 14,3
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
97
4.6.3. Itens relacionados aos experimentos
Como pode ser observado pela Tabela 36, vários conceitos importantes das
transformações físicas e químicas que ocorrem na produção de cerâmica foram mencionados
pelos alunos no texto. Este é um resultado importante, pois confirma que as estratégias
utilizadas na aplicação do curso foram eficazes para ensinar estes conceitos. Os trechos a
seguir foram retirados dos textos de alguns alunos e apresentam aspectos mencionados sobre
os experimentos.
“...a medida que a argila seca naturalmente a água que há nela, “evapora”e a peça fica
menor...” Alunos da sala B
“... aprendi também que se eu secar a peça de argila em uma temperatura muito alta ela se
torna mais resistente a água...” Alunos da sala B
“... aprendi que a argila queimada a mais de 500ºC não se dissolve...” Aluno da sala B
“... Eu aprendi sobre argila e quanto mais você queima a argila mais resistência ela
apresenta, e diminui de tamanho e de cor...” Aluno da sala B
“... Nela também ocorre vários fenômenos: retração da peça, secagem, queimagem esses
fazem parte dos fenômenos químicos, e físicos que estão presentes em todas as etapas da
argila...” Aluno da sala A
“... quando é secado em baixa temperatura tem uma baixa resistencia mecânica mas quando
é queimada a altas temperaturas ela ganha uma grande resistência mecanica que dá uma
maior resistência as peças, a certas temperaturas ela começa a queimar matéria orgânica da
argila e libera o carbono na forma de dioxido de carbono, e monóxido de carbono e com isso
em certa parte ela contribui para o efeito estufa...” Aluno da sala A
“... e quanto mais a peça de argila for aquecida no forno ela fica mais resistente, e fica
menor por causa da retração...” Aluno da sala B
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
98
“... e para que cada peça de cerâmica chegue ao estado correto para uso doméstico por
exemplo, é necessário que a argila passe por diferentes conceitos, dentre eles o físico e o
químico...” Aluno da sala A
“... nós fizemos uma experiência que tinha um molde pegamos argila e fizemos do tamanho
do molde, um do grupo levou para casa e viu a secagem na temperatura ambiente, quanto
mais evapora a água mais a peça diminui. E outro experimento que fizemos foi pega quatro
copos descartável, e uma dessa queimada na temperatura ambiente, 900ºC, 500ºC, 100ºC, as
peças de 900ºC, 500ºC ao colocar na água não se desfes mais a de 100ºC e a da temperatura
ambiente não demorou muito tempos elas pecinhas se desfez. Então é lógico que as pessoas
que fazer vasos de argila queima o argila em um temperatura maior para ficar mais
resistente...” Aluno da sala A
Tabela 36: Quantidade em porcentagem dos assuntos relacionados aos conceitos abordados nos
experimentos
Quantidade (%)
Citações Sala A Sala B
Transformações físicas e químicas 72,8 28,6
Porosidade 18,2 7,1
Eliminação de matéria orgânica 27,3 -
Retração da peça de argila 81,9 57,1
Monóxido de carbono 9,1 -
Dióxido de carbono 9,1 -
Alteração da cor da argila 9,1 14,3
Relação Resistência da peça com temperatura de queima 64 57,1
Secagem da argila a temperatura ambiente 27,3 14,3
Queima da argila 9,1 -
Eliminação de água da argila - 7,1
4.6.4. Itens relacionados aos mapas conceituais
Dos alunos que fizeram os textos 36,4% da Sala A e 78,6% da sala B mencionaram
algum aspecto sobre os mapas conceituais. É importante mencionar que os alunos escreveram
por vontade própria sobre os mapas, já que a pesquisadora ao pedir que fizessem um texto
final não mencionou que deveriam escrever sobre os mapas. Abaixo estão expressos tudo o
que foi escrito pelos alunos sobre os mapas conceituais.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
99
Trechos sobre os mapas conceituais retirados dos textos da Sala A
“Primeiro nós tivemos várias aulas teóricas sobre mapa conceitual, que é uma relação sobre
alguma coisa... sobre o mapa conceitual, fizemos vários para saber como se faz corretamente
a relação de uma coisa com a outra...”
“... O que é conceito e palavra de ligação...”
“... Nós fizemos também o mapa conceitual das coisas que a gente aprendia ai nós
explicávamos no mapa, isso também foi uma novidade.”
“... Aprendemos a fazer o mapa conceitual que tem “palavras chaves”, e tem outra frase que
ligam as palavras.”
Trechos sobre os mapas conceituais retirados dos textos da Sala B
“... Gostei muito dos mapas conceituais, pois é uma forma muito boa de aprendizagem...”
“... Eu aprendi a fazer os mapas conceituais...”
“...Aprendi a fazer mapas conceituais, sobre a argila, seus diversos tipos e tudo o que pode
se fazer com ela ...”
“... Aprendi a fazer mapa...”
“... Agora sei o que é mapa conceitual, e pra que serve: ele nos ajuda a explicar um tipo de
coisa que é meio complicada, mas com o mapa se torna um jeito mais fácil de
entendermos...”
“... É muito interessante fazer o mapa conceitual porque cada item liga o outro e tudo fica
fácil tendo a orientação das professoras...”
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
100
“... Aprendi a fazer um mapa conceitual. E sei que posso aprender muitas coisas novas
elaborando um mapa a partir de cada matéria nova da professora e posso até estudar para a
prova usando um.”
“...Aprendemos também, a construir o mapa conceitual, que serve para explicar as coisas de
um modo mais complexo, serve para apresentar um trabalho, e entender melhor as coisas...”
“... Aprendi a fazer mapas conceituais...”
“... Aprendi a fazer mapa conceitual, não sabia como fazer, e vi que ele pode ajudar a
organizar melhor o que está sendo mostrado, e também para entender melhor a matéria...”
“... Aprendi a fazer os mapas conceituais certos...”
Analisando o que os alunos escreveram sobre os mapas conceituais foi possível formar
três categorias sobre a utilização desta ferramenta, sendo: 1) Mapa conceitual como facilitador
da relação conceitual, 2) Mapa conceitual como facilitador da aprendizagem e 3) Mapa
conceitual como organizador do conhecimento.
Categoria 1: Mapa conceitual como facilitador da relação conceitual
Dos alunos que escreveram sobre os mapas conceituais, três o apresentaram como
sendo algo em que se fazem relações entre os conceitos, no caso, denominado pelos alunos
como “palavras chaves”, “alguma coisa” ou “item”. Os alunos terem mencionado sobre as
relações entre os conceitos, mesmo não usando este termo, evidencia um direcionamento para
a compreensão deste aspecto fundamental no âmbito de qualquer porção de conhecimento.
Este tipo de relacionamento está em estreita concordância com a teoria de Ausubel que
fundamenta os mapas conceituais, em que, a diferenciação progressiva e a integração
reconciliativa são relações unindo conceitos. Nos itens a seguir estão expressos os trechos que
foram agrupados nesta categoria.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
101
“... Aprendemos a fazer o mapa conceitual que tem “palavras chaves”, e tem outra frase que
ligam as palavras.”
“... É muito interessante fazer o mapa conceitual porque cada item liga o outro e tudo fica
fácil tendo a orientação das professoras...”
“... Primeiro nós tivemos várias aulas teóricas sobre mapa conceitual, que é uma relação
sobre alguma coisa...”
Categoria 2: Mapa conceitual como facilitador da aprendizagem
Os alunos terem apresentados os mapas conceituais como facilitador da aprendizagem
indica que esta ferramenta estaria funcionando como um suporte para ajudá-los a organizar e
estruturar o conhecimento vinculado ao tema trabalhado, como se pode observar nos trechos
abaixo.
“... Agora sei o que é mapa conceitual, e pra que serve: ele nos ajuda a explicar um tipo de
coisa que é meio complicada, mas com o mapa se torna um jeito mais fácil de
entendermos...”
“... Nós fizemos também os mapa conceitual das coisas que a gente aprendia ai nós
explicávamos no mapa, isso também foi uma novidade.”
“... Gostei muito dos mapas conceituais, pois é uma forma muito boa de aprendizagem...”
“... Aprendi a fazer um mapa conceitual. E sei que posso aprender muitas coisas novas
elaborando um mapa a partir de cada matéria nova da professora e posso até estudar para a
prova usando um.
“...Aprendemos também, a construir o mapa conceitual, que serve para explicar as coisas de
um modo mais complexo, serve para apresentar um trabalho, e entender melhor as coisas...”
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
102
Categoria 3: Mapa conceitual como organizador do conhecimento
Os alunos terem mencionado que o mapa conceitual é uma ferramenta que serve para
organizar o conhecimento vai de acordo com um dos objetivos de se usá-la, o qual é verificar
se o conhecimento que os alunos possuem apresenta uma organização mínima, a partir da qual
possa ser aprimorada. O conhecimento organizado é um aspecto em conformidade com
Ausubel (1980): “A medida que os estudantes adquirem novos conhecimentos suas estruturas
cognitivas começam a apresentar uma hierarquia de relações mais próximas daquelas dos
especialistas na disciplina”. Os exemplos a seguir são ilustrativos do mencionado aspecto:
“... Aprendi a fazer mapa conceitual, não sabia como fazer, e vi que ele pode ajudar a
organizar melhor o que está sendo mostrado, e também para entender melhor a matéria...
“...Aprendemos também, a construir o mapa conceitual, que serve para explicar as coisas de
um modo mais complexo, serve para apresentar um trabalho, e entender melhor as coisas...”
4.7. Análise do questionário final
O questionário aplicado ao final do curso foi o mesmo utilizado para a identificação
dos conhecimentos prévios. Ao todo dez alunos da sala A e quinze da sala B responderam ao
questionário. Para o conceito matéria (Tabela 37) nenhuma resposta similar ao do
questionário inicial, como disciplina ministrada na escola e matéria-prima foram encontradas.
Mesmo fato ocorreu com o conceito volume (Tabela 38), em que no questionário inicial
foram encontradas respostas do tipo volume de som, rádio e televisão, e no final não foi feita
nenhuma menção a este tipo de resposta.
Para o conceito massa (Tabela 39) 30% dos alunos da sala A e 60% da sala B
relacionaram ao peso de algo. Isto indica que para estes alunos as estratégias usadas para
ensinar o conceito massa não foram suficientes para que tivessem uma mudança no
significado da idéia que já possuíam, resultado este semelhante ao encontrado por Lahera
(2006). Para o conceito densidade (Tabela 40) teve-se um total de 46,7% dos alunos da sala B
que o apresentaram como a relação entre massa e volume e 40% da sala A não souberam
responder.
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
103
Tabela 37: Categorias obtidas para o conceito matéria
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
É um elemento químico que contém consistência
massa e volume
- 6,7
Tudo o que tem peso e ocupa lugar no espaço - 20
Tudo o que ocupa lugar no espaço 40 26,7
Ocupa um determinado espaço - 6,7
Tipo de elemento químico - 13,3
Tudo que existe no mundo e conseguimos ver - 6,7
Todo produto foi tirado da matéria - 13,3
Geral e específica 20 -
Tudo o que faz parte das matérias, como ar,
água. Existe as propriedades gerais e especificas
10 -
Todas as coisas que tem no mundo 20 -
Não respondeu 10 6,7
Tabela 38: Categorias obtidas para o conceito volume
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Tamanho de um objeto 20 13,3
Espaço ocupado - 26,7
Quantidade 30 13,3
Tamanho que ocupa no espaço - 13,3
É o peso - 6,7
Quando medimos a área ocupada - 6,7
Quantidade de espaço que ocupa - 13,3
Volume total de um corpo 20 -
Altura de alguma matéria 10 -
Altura x largura x comprimento. Ex. é o tamanho
da peça
20 -
Não respondeu - 20
Tabela 39: Categorias obtidas para o conceito massa
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Cada produto possui um tamanho de massa - 13,3
É o peso da matéria 20 20
É uma quantidade - 6,7
É o peso de algo - 40
É a quantidade 20 6,7
Quantidade de alguma substância - 6,7
Nosso corpo 20 -
Podemos dizer que é o “peso” de algo exe. Você
vai ver quanto você tem de massa no seu corpo
10 -
Uma das propriedades da matéria 10 -
Volume total de um corpo 10 -
Não soube responder 10 6,7
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
104
Tabela 40: Categorias obtidas para o conceito densidade
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Relação entre massa e volume - 46,7
Diferença de uma coisa mais pesada que a outra 30 6,7
É a relação de leve/pesado - 20
Um corpo sobre outro corpo 10 -
É a “consistência” da matéria 20 -
É a quantidade, valor de um elemento químico - 6,7
Não soube responder 40 20
As respostas obtidas para os conceitos porosidade (Tabela 41) e retração (Tabela 42)
estavam em sua maioria relacionadas aos eventos que ocorrem na argila, demonstrando que
este tema e a realização das aulas experimentais atuaram como facilitadores na aprendizagem.
Para o conceito cerâmica (Tabela 43) a maioria das respostas estavam relacionada a cerâmica
como uma peça de argila. Todas as respostas para o conceito argila (Tabela 44) estavam
corretamente relacionadas com algum conceito trabalhado no curso, não sendo encontrada
nenhuma referência da argila como barro, relação esta que teve no questionário inicial uma
porcentagem de 25% para a sala A e 20% para a sala B.
Tabela 41: Categorias obtidas para o conceito porosidade
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando a argila está secando e fica com poros
para ajudar a secar
- 6,7
Quando o produto está perdendo massa como o
tijolo de argila
- 6,7
Quando o produto enche de “bolinhas” (pedra-
pomes)
- 6,7
Quando um objeto fica com buracos 30 13,3
Quando a argila está secando ficam poros
abertos para a secagem
- 6,7
Quando perde massa e forma bolinhas e também
fica mais leve
- 6,7
Quando a peça está sendo queimada ela diminui
os poros
10 -
Poros 10 6,7
Não respondeu 50 46,9
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
105
Tabela 42: Categorias obtidas para o conceito retração
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Diminuição de algum produto, como na secagem
da argila que ela se retrai
- 6,7
Diminuição de peças de argila 10 6,7
Quando a peça de argila seca 10 6,7
Quando a argila vai secando ela vai se retraindo - 20
Diminuição do volume 10 20
Retrair algo 50 20
Argila secando 10 -
Não soube responder 20 20
Tabela 43: Categorias obtidas para o conceito cerâmica
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Peça feita de argila 80 26,7
Trabalho artesanal feito com argila - 20
O que já foi modelado - 6,7
Aquecimento da energia formada - 6,7
Quando transforma a argila em outro objeto e
queima para ficar resistente
- 6,7
Quando uma peça de argila é queimada no fogo 13,3
Quando queima a argila e ela muda de cor 6,7
Quando queima a argila 20 6,7
Não soube responder - 6,7
Tabela 44: Categorias obtidas para o conceito argila
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Encontrada no solo argiloso - 20
É uma massa mais resistente que a areia e o
barro
- 6,7
Diferente do barro encontrado no solo argiloso
formado pela decomposição
- 13,3
Um tipo de terra que tira para fazer objetos - 6,7
É diferente do barro por que vem do solo
argiloso
- 6,7
É o que dá para modelar - 26,7
Matéria prima usada para diversos trabalhos 10 13,3
É retirada de terrenos apropriados com restos de
vegetais, rochas
- 6,7
Matéria orgânica 40 -
Substância usada para fazer cerâmica 10 -
Misturas de várias substâncias em conjunto
formando um único material
1 0 -
Material feito de restos orgânicos, areia, sais
minerais etc.
30 -
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
106
Para o conceito Transformação física (Tabela 45) os alunos apresentaram em geral a
idéia de que é uma transformação que ocorre e não muda a composição do material, já a
transformação química (Tabela 46) altera a composição do material. Para os conceitos
substância (Tabela 47), mistura (Tabela 48) mistura homogênea (Tabela 49) e mistura
heterogênea (Tabela 50) os alunos explicaram estes conceitos com informações trabalhadas
durante o curso. Para os conceitos temperatura de fusão (Tabela 51) e temperatura de ebulição
(Tabela 52), os alunos em sua maioria a relacionaram ao conceito fusão e ebulição. Na
maioria das respostas havia exemplos, elucidando o que estavam dizendo.
Tabela 45: Categorias obtidas para o conceito Transformação física
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando ocorre transformação com argila e ela
consegue voltar, colocar água na argila, mudança
de cor
10 -
Quando não altera a sua forma natural, ex. a
água quando evapora
20 -
Quando a matéria é transformada sem se alterar
ex. ebulição da água
10 20
Algo que transformado pode ser retornado ao seu
estado original ex. água em gelo/ gelo em água
- -
É quando, por exemplo, colocamos o gelo no
suco ele se dissolve e se colocarmos ele para
congelar de novo ele congela então é uma
substância física
10 -
Mudança do estado da matéria 10 -
Ocorre sem alterar a substância 10 6,7
Quando ocorre uma reação e volta ao seu estado
original
10 -
Você amassa o papel e continua sendo papel - 13,3
Quando não altera a composição - 6,7
Altera a forma mas a substância continua sendo a
mesma
- 13,3
Transforma um objeto mas só altera a forma dele
suas moléculas não ex quando queimamos papel
- 6,7
Quando a junção de elementos químicos não se
alteram ex papel amassado
- 20
Não soube responder 20 13,3
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
107
Tabela 46: Categorias obtidas para o conceito Transformação química
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando queima o papel - 13,3
Quando altera a composição - 13,3
Altera a substância - 20
Transforma um objeto mas só altera a forma dele
suas moléculas não ex quando queimamos papel
- -
Altera as moléculas de uma substância - 6,7
Quando a junção de elementos químicos se alteram
ex papel amassado
- 20
Quando altera a sua forma natural, ex. maçã podre 10 -
Quando a matéria se transforma se alterando. Ex.
ferro quando enferruja
10 6,7
Algo que depois de transformado não pode
retornar ao seu estado original ex. combustão da
madeira/ ferro em ferrugem
10 -
Quando ocorre transformação com argila e ela não
consegue voltar
10 -
Quando risca um palito de fósforo 10 -
Muda as substâncias 10 6,7
Ocorre alterando as substâncias 10 -
Quando ocorre uma reação e não volta ao seu
estado original
10 -
Não soube responder 20 13,3
Tabela 47: Categorias obtidas para o conceito Substância
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
São os elementos químicos - 40
São os reagentes que vão se juntar para fazer um
produto final
- 6,7
Porção definida de determinado elemento
químico Ex. Gás oxigênio
- 6,7
Pode ser formada pela transformação química - 13,3
Leite é uma substância porque se mistura - 6,7
É um produto só 20 -
Quando misturamos óleo e água 10 -
Algo que pode ser misturado com outra
substância
10 -
Formada por átomos 10 -
Algo que não se mistura com outros elementos 10 -
Simples (ferro, alumínio) composta (sal e água) 10 -
É a água por exemplo 10 -
Não soube responder 20 26,7
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
108
Tabela 48: Categorias obtidas para o conceito Mistura
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
União dos elementos químicos 10 40
Quando mistura duas ou mais substâncias 30 6,7
Mistura substâncias para formar outra, explicou
a mistura simples e composta
- 6,7
Quando junta duas substâncias para formar uma
outra Ex. H
2
+ O = H
2
O
- 6,7
Mistura pode ser homogênea ou heterogênea - 13,3
Mistura de produtos 20 -
Quando misturamos leite e café 10 -
Água e óleo, sal + água - -
Quando coloca o nescau no leite 10 -
Misturas de substâncias 10 -
Não soube responder 10 26,7
Tabela 49: Categorias obtidas para o conceito Mistura Homogênea
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando o açúcar dissolve na água - 13,3
Soluto e solvente como água e açúcar - 13,3
Soluto dissolvido pelo solvente - 6,7
Quando os elementos se unem como água e
açúcar
- 13,3
Mistura é bem preparada - 13,3
Quando as substâncias se misturas água + açúcar - 6,7
Quando misturas dois reagentes iguais - 6,7
Mistura igual em todo o seu corpo água e açúcar 20 -
Não dá para separar quando se mistura 10 -
Apresenta um só aspecto 50 -
Constituída de soluto e solvente - 6,7
Não soube responder 20 20
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
109
Tabela 50: Categorias obtidas para o conceito Mistura Heterogênea
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando misturamos óleo e água - 6,7
Que não se unem como água e óleo - 13,3
Ingredientes não se dissolvem água e óleo - 6,7
Quando os elementos não se unem como óleo e
água
- 20
Óleo e água - 6,7
Quando se dissolve - 6,7
As substâncias não se mistura óleo e água - 13,3
Quando mistura dois ou mais reagentes
diferentes
- 6,7
Mistura com o seu corpo diferente água e terra 10 -
Dá para separar quando se mistura 10 -
Misturas que há uma separação entre elas 10 -
Apresenta aspectos diferentes 50 -
Não soube responder 20 20
Tabela 51: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Fusão
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando a água vira gelo 20 6,7
Passa do estado sólido para o líquido 30 26,8
Não soube responder 10 13,3
Quando a matéria passa do sólido para o líquido 10 -
Quando algo passa de uma fase para outra 10 6,7
O gelo derretendo - 6,7
Mudança do estado físico da água: sólido e
gasoso
- 13,3
Líquido para sólido - 6,7
Não respondeu 20 26,8
Tabela 52: Categorias obtidas para o conceito Temperatura de Ebulição
Quantidade (%)
Categorias Sala A Sala B
Quando a água vira vapor 50 26,7
Evaporação rápida 10 -
Quando a matéria passa do líquido para o gasoso 20 33,3
Não respondeu 20 40
Capítulo 4 – Resultados e Discussões
110
Pela análise dos questionários foi possível verificar uma melhora significativa da
compreensão dos conceitos quando comparados aos resultados do questionário inicial,
aplicado para identificar os conhecimentos prévios dos alunos. Erros conceituais e respostas
na categoria “Não soube responder” foram identificados no questionário final, no entanto, a
maioria das respostas apresentadas estavam próximas do esperado.
Capítulo 5 – Conclusões
111
5. Conclusões
Neste trabalho concluímos que o uso de textos e aulas elaboradas seguindo a
diferenciação progressiva e reconciliação integrativa dos conceitos, a utilização dos
conhecimentos prévios dos alunos como subsunçor para a nova aprendizagem, a realização de
experimentos e o uso de mapas conceituais auxiliaram a aprendizagem dos alunos. O mapa foi
uma ferramenta eficaz no processo de ensino-aprendizagem, pois permitiu aos alunos
identificarem e relacionarem os conceitos entre si, e com demais conceitos e exemplos, já
existentes em sua estrutura cognitiva, e obterem um panorama de como seu conhecimento
estava estruturado. Para a pesquisadora, o mapa possibilitou identificar concepções
equivocadas dos alunos, podendo estas serem trabalhadas individualmente, além de servir
como instrumento de avaliação.
Os mapas elaborados no curso Argila, o qual teve suas aulas e textos pautados na
teoria da Aprendizagem Significativa, em sua maioria, tinham uma estrutura bidimensional,
seguiam o princípio da diferenciação progressiva dos conceitos, tinham conceitos outros e
exemplos, e não possuíam relações cruzadas entre os conceitos, ausência esta explicada pelo
fato dos alunos, em geral, apresentarem dificuldades em fazer este tipo de relação.
A aprendizagem dos alunos foi verificada pela análise dos mapas conceituais, dos
relatórios, dos textos elaborados, e pela comparação dos resultados do questionário inicial e
final. Pelos resultados foi observado que para ambas as salas os alunos, em sua maioria,
compreenderam os conceitos fundamentais que se desejava transmitir sobre o tema argila,
sendo: sua composição, as características que a tornam um material amplamente utilizado nas
indústrias cerâmicas, a sua importância para a sociedade, e as transformações físicas e
químicas que ocorrem na argila durante o processo de produção de uma peça cerâmica.
Analisando o questionário final foi possível verificar uma melhora significativa dos conceitos
quando comparados ao inicial. Erros conceituais e respostas na categoria “Não soube
responder” foram identificados no questionário final, no entanto, a maioria das respostas
apresentadas estavam próximas do esperado.
Diante dos resultados obtidos neste trabalho constatamos que é possível ao professor
utilizar mapas conceituais em suas aulas, pois esta é uma ferramenta que auxilia no processo
de ensino-aprendizagem dos alunos, pode ser usado como instrumento de avaliação e tem boa
aceitação pelos alunos.
Capítulo 6 –Referências
112
6. Referências
ARAGÃO, R. M. R. A teoria da aprendizagem Significativa de David P Ausubel-
Sistematização dos aspectos teóricos fundamentais. 1976. 105 f. Tese (Doutorado em
Ciências - Educação) – Faculdade de Educação, Universidade Estadual de
Campinas,Campinas, 1976.
ARBEA, J.; CAMPO, F.D. Mapas Conceptuales y aprendizaje significativo de las ciências
naturales: análisis de los mapas conceptuales realizados antes y después de la
implementación de um módulo intruccional sobre la energia. 2004. Disponível em:
<http://cmc.ihmc.us/papers/cmc2004-148.pdf>. Acesso em: 08/02/2008.
ARAÚJO, N.R.S.; et al. Mapas conceituais como estratégia de avaliação. Semina: Ciências
Exatas e Tecnológicas, v.28, n.1, p.47-54, jan.-jun., 2007.
AUSUBEL, D.P.; NOVAK, J.D.; HANESIAN, H. Psicologia Educacional. Rio de Janeiro:
Interamericana, 1980. 625 p.
BERTOLDI, O. G. Ciência e Sociedade: a aventura do corpo, a aventura da vida, a aventura
da tecnologia. São Paulo: Scipione. 2000. 406 p.
BEYERBACH, B. A.; SMITH, J. M. Using a computerized concept mapping program to
assess preservice teachers’ thinking about effective teaching. Journal of Research in Science
Teaching (Special Issue), v.27, n.10, p.961-971, 1990.
CAMPOS, L. F. A.; et al. Características de plasticidade de argilas para uso em cerâmica
vermelha ou estrutural. Cerâmica, v.45, n.295, p.140-145, mai. 1999.
CANTO, E. L. Ciências Naturais: aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Moderna.
Técnicos e científicos, 2001. 276 p.
CHAGAS, A. P. Argilas: as essências da terra. São Paulo: Moderna, 1997. 54 p.
COLL, C. (org.), Psicologia da Educação. Porto Alegre: Artmed Editora, 2000. 209 p.
COSTAMAGNA, A. M. Mapas conceptuales como expresión de procesos de interrelación
para evaluar la evolución del conocimiento de alumnos universitarios. Enseñanza de Las
Ciências, v.19, n.2, p.309-318, 2001.
DAMIANI, J.C., et al.Coração negro em revestimentos cerâmicos: principais causas e
possíveis soluções. Cerâmica Industrial, v.6, n.2, p. , mar.- abr., 2001.
DERBENTSEVA, N.; SAFAYENI, F.; CAÑAS, A. J. Concept maps: experiments on
dynamic thinking. Journal of Research in Science Teaching, v.44, n.3, p.448-465, 2007.
Capítulo 6 –Referências
113
DUTRA, R. P. S.; PONTES, L. R. A. Obtenção e análise de cerâmicas porosas com a
incorporação de produtos orgânicos ao corpo cerâmico. Cerâmica, v.48, n.308, p.223-230,
dez. 2002
EBENEZER, J.V. Making chemistry learning more meaningful. Journal of Chemical
Education, v.69, n.6, p.464-467, jun. 1992.
FARIA, W. Mapas conceituais- aplicações ao ensino, currículo e avaliação. São Paulo:
Pedagógica e universitária, 1995. 59 p.
FRANCISCO, J.S., et al. Assessing student understanding of general chemistry with concept
mapping. Journal of Chemical Education, v.79, n.2, p.248-257, fev. 2002.
FURIÓ. C; FURIÓ, C. “Dificuldades conceptuales y epistemológicas em el aprendizaje de los
procesos químicos. Educación química, v.11, n.3, p.300-308, 2000.
HABERMEIER, H. U. Education through materials science. Materials Science and
Engineering, v.A 199, p.69-72, 1995.
HSU, M.; CHANG, R.P.H. Materials education at the pre-college level. Materials Science
and Engineering, v.A 199, p.1-7, 1995.
JUNIOR TEIXEIRA, J. G.; SILVA, R. M. G. Investigando conceitos fundamentais da
Química. In: 1º Encontro Nacional de Aprendizagem Significativa, 2005, Campo Grande, p.
173 -182, 2005.
LAHERA, J.; FORTEZA, A. Ciências físicas nos ensinos fundamental e médio: modelos e
exemplos. Porto Alegre: Artmed, 2006. 223 p.
LLOYD, C.V. The elaboration of concepts in three biology textbooks: facilitating student
learning. Journal of Research in Science Teaching (Special Issue), v.27, n.10, p.1019-1032,
1990.
MARKOW, P.G.; LONNING R.A. Usefulness of concept maps in college chemistry
laboratories: students’ perceptions and effects on achievement. Journal of Research in
Science Teaching, v.35, n.9, p.1015-1029, 1998.
MASINI, E.F.S. (Org.). Psicopedagogia na escola: buscando condições para a aprendizagem
significativa. São Paulo: Unimarco, 1994. 183 p.
MEIRA, J. M. L. Argilas: o que são, suas propriedades e classificações. Disponível em: <
http://www.visaconsultores.com/pdf/VISA_com09.pdf>. Acesso em: 26 de jul. 2007.
MCCLURE, J.R.; SONAK, B.; SUEN, H.K. Concept map assessment of classroom learning:
reliability, validity, and logistical practicality. Journal of Research in Science Teaching, v.36,
n.4, p.475-492, 1999.
Capítulo 6 –Referências
114
MIRAS, M. Um ponto de partida para a aprendizagem de novos conteúdos: os conhecimentos
prévios. In: COLL,C. (Org.). O construtivismo na sala de aula. São Paulo: Ática, 2006. 221 p.
MOREIRA, M.A.; MASINI, E. F. S. Aprendizagem Significativa - a teoria de David Ausubel,
São Paulo: Moraes, 1982. 112 p.
MOREIRA, M.A.; BUCHWEITZ, B. Mapas conceituais - instrumentos didáticos, de
avaliação e de análise de currículo, São Paulo: Moraes, 1987. 83 p.
MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa. Brasília: UnB, 1999. 129 p.
MOREIRA, M.A. A teoria da aprendizagem significativa e a sua implementação em sala de
aula. Brasília: UnB, 2006. 185 p.
MOREIRA, M. A., Aprendizagem significativa: da visão clássica à visão crítica. Disponível
em: <http://www.if.ufrgs.br/~moreira/visaoclasicavisaocritica.pdf.>. Acesso em: 11 dez.
2007.
NOVAK, J. D., trad. MOREIRA, M.A., Uma teoria de Educação, Editora Livraria Pioneira,
São Paulo, 1981. 252 p.
NOVAK, J.D., GOWIN, D.B. Aprendiendo a aprender. Barcelona: Martínez Roca, 1988.
228p
NOVAK, J.D. Ayudar a los alumnos a aprender cómo aprender- la opinión de un profesor-
investigador. Enseñanza de Las Ciencias, v.9, n.3, p.215-228, 1991.
ONTORIA, A. (Org.). Mapas conceptuales - una tecnica para aprender. 5.ed. Madrid:
Ediciones Madrid,1995. 207 p.
PELIZZARI, A., et al. Teoria da aprendizagem significativa. Revista PEC, v.2, n.1, p.37-42,
jul.2001-2002.
ROSS, B.; MUNBY, H. Concept mapping and misconceptions: a study of high-school
students’ understandings of acids and bases. International Journal Science Education, v.13,
n.1, p.11-23, 1991.
RUIZ-PRIMO, M.A.; SHAVELSON, R.J. Problems and issues in the use of concept maps in
science assessment. Journal of Research in Science Teaching. v.33, n.6, p 569-600, 1996.
SANTOS, P. S. Tecnologia de argilas - aplicada às argilas brasileiras, v.1, São Paulo:
Edgard Blücher LTDA, 1975. 802 p.
SANTOS, I.M.G., et al. Efeito da adição de rejeito na redução de coração negro em cerâmicas
vermelhas. Cerâmica, v.51, n.318, p.144-150, jun.2005.
SAKAGUTI, S. T. Mapas Conceituais e Seus Usos: Um Estudo da Literatura. 2004. 84 f.
Dissertação (Mestrado em Engenharia da Computação) - Instituto de Computação,
Universidade Estadual de Campinas, Campinas. 2004.
Capítulo 6 –Referências
115
SMITH, W.F. Princípios de ciência e engenharia de materiais. Portugal: McGRAW-HILL,
1998. 892 p.
SOYIBO, K. Using concept maps to analyze textbook presentations of respiration. The
American Biology Teacher, v.57, n.6, p. 344-350, set-1995.
VANIDES, Y.Y., et al. Comparison of two concept-mapping techniques: implications for
scoring, interpretation, and use. Journal of Research in ScienceTeaching, v. 42, n.2, p.166-
184, 2005.
VIEIRA, C.M.F.; SOARES, T.M.; MONTEIRO, S.N. Massas cerâmicas para telhas:
características e comportamento de queima. Cerâmica, v.49, n.312, p.245-250, dez. 2003-a.
VIEIRA, C.M.F.; MONTEIRO, S.N. Influência da temperatura de queima na microestrutura
de argilas de Campos dos Goyatacazes-RJ. Cerâmica, v.49, n.309, p.06-10, mar.2003-b.
VIEIRA, C.M.F.; FEITOSA, H.F.; MONTEIRO, S.N. Avaliação da secagem de cerâmica
vermelhas através da curva de bigot. Cerâmica Industrial, v.8, n.2, p.42-46, jan./fev.2003-c.
VYGOTSKY, L.S. Pensamento e linguagem. Lisboa: Antídoto, 1979. 213 p.
KAMIMURA, H.; KAKIMOTO, K. Materials science education in Japan. Materials Science
and Engineering, v.A 199, p.15-21, 1995.
ANEXO I
Figura 1: Mapa conceitual elaborado por Dn. O mapa apresenta: a) repetição do conceito água; b) as
palavras gelo, água e gás estão ligadas aos conceitos sólido, líquido e gasoso, generalizando os exemplos e
c) possui vários exemplos na mesma figura geométrica.
Figura 2: Mapa conceitual elaborado por Ld. O mapa apresenta generalização de exemplos em três locais
distintos do mapa e repetição do conceito água.
Figura 3: Mapa conceitual elaborado por An. O mapa apresenta: a) os exemplos gato, cachorro e pássaro
na mesma figura geométrica, e b) os conceitos incolor, inodoro e insípida na mesma figura geométrica e
repetição do conceito água.
Figura 4: Mapa conceitual elaborado por Ja. O mapa apresenta: a) quase todas as palavras de ligação
circuladas e b) ausência de palavras de ligação entre alguns conceitos e exemplos.
Figura 5: Mapa conceitual elaborado por In. O mapa apresenta: a) generalização de exemplos, e b)
repetição dos conceitos vertebrados e mamíferos.
Figura 6: Mapa conceitual elaborado por Dn. O mapa apresenta vários exemplos na mesma figura
geométrica.
Figura 7: Mapa conceitual elaborado por Mm. O mapa apresenta várias palavras de ligação circuladas.
Figura 8: Mapa conceitual elaborado por Gl. O mapa apresenta generalização de exemplos.
Figura 9: Mapa conceitual elaborado por Mh. O mapa apresenta repetição do conceito “dois ambientes” e
água.
Figura 10: Mapa conceitual elaborado por Ja. O mapa apresenta a) várias palavras de ligação circuladas
e b) ausência de palavras de ligação.
Figura 11: Mapa conceitual elaborado por Ap pertencente à subcategoria A1 por apresentar mais de
dezesseis conceitos.
Figura 12: Mapa conceitual elaborado por Gb, pertencente à subcategoria A2 por apresentar menos de
dezesseis conceitos.
Figura 13: Mapa Conceitual elaborado por In, pertencente à categoria D, pois não relacionou os conceitos
ebulição, ponto de fusão e fusão com o conceito “gerais”, e à categoria B por apresentar relação errônea
entre os conceitos.
Figura 14: Mapa elaborado por Jn, pertencente a categoria B, por apresentar relações errôneas entre os
conceitos.
Figura 15: Mapa Conceitual elaborado por Mm pertencente à categoria C, por apresentar exemplo para
os conceitos transformação física e química.
Figura 16: Mapa Conceitual elaborado por Gl. enquadrado na categoria C por apresentar exemplos dos
conceitos fusão, solidificação, vaporização, sublimação, combustão e decomposição, e na categoria A1 por
ter mais de dezesseis conceitos e todas as proposições corretas.
Figura 17: Mapa elaborado por Ja pertencente à categoria D, por não ter relacionado os conceitos mistura
com “óleo e água”, e gerais e específicas com propriedades, e na categoria A2, por apresentar menos de
dezesseis conceitos.
Figura 18: Mapa Conceitual elaborado por Wl pertencente à categoria D por não ter relacionado os
conceitos simples com “átomos de um mesmo elemento químico” e composta com “átomos de elementos
químicos diferentes”, na categoria C por ter exemplos, e em A1, por ter mais de dezesseis conceitos.
Figura 19: Mapa elaborado por An, em que o conceito de maior nível hierárquico é argila.
Figura 20: Mapa elaborado por Dn, em que o conceito de maior nível hierárquico é “transformações”.
Figura 21: Mapa elaborado por Mm e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Figura 22: Mapa elaborado por Gb e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Figura 23: Mapa elaborado por Al e pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Figura 24: Mapa elaborado por As e pertencente a subcategoria A2 por ter menos de seis conceitos e todas
as proposições corretas.
Figura 25: Mapa elaborado por Pm, pertencente a categoria B, pois apresenta relação errônea entre os
conceitos “evaporação de água” e “ retração linear” .
Figura 26: Mapa elaborado por Rf, pertencente a categoria B, pois apresenta relação errônea entre os
conceitos “podem perder a massa” e “a sua cor”.
Figura 27: Mapa elaborado por Av, pertencente nas categorias B por apresentar relação errônea entre os
conceitos “evaporação de água” e “a retração linear das peças” e entre os conceitos “homogeneização” e
“ moldagem”, e na categoria D por ter ausência de relação entre conceitos.
Figura 28: Mapa elaborado por Rn, pertencente a categoria B por apresentar relação errônea entre os
conceitos “de monóxido de carbono” e “dióxido de carbono”.
Figura 29: Mapa elaborado por Tz, pertencente nas subcategoria A1 por apresentar mais de seis conceitos
e todas as proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos de conceitos.
Figura 30: Mapa elaborado por Mh, pertencente o na subcategoria A1 por apresentar mais de seis
conceitos e todas as proposições corretas, e na categoria C por ter exemplos de conceitos.
Figura 31: Mapa elaborado por Br, pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas as
proposições corretas, e na categoria D por ter ausência de relação entre os conceitos.
Figura 32: Mapa elaborado por Mq, pertencente a subcategoria A1 por ter mais de seis conceitos e todas
as proposições corretas, e na categoria D por ter ausência de palavras de ligação entre alguns conceitos.
APÊNDICE I
Figura 1: Argila branca utilizada na
preparação dos tijolos.
Figura 2: Argila sendo prensada
manualmente.
Figura 3: Tampa sendo prensada
Figura 5: Borda do molde sendo retirada.
Figura 6
: Tijolo sendo retirado do
molde
.
Figura 4
: Argila no molde após a
prensagem da tampa.
APÊNDICE II
QUESTIONÁRIO
1. Explique o que você entende pelas palavras a seguir e monte uma frase para cada uma
delas.
- Matéria
- Massa
- Volume
- Densidade
- Porosidade
- Retração
- Cerâmica
- Argila
2. O que é uma transformação física? E uma transformação química? Forneça alguns
exemplos para cada caso.
3. O que significa para você a palavra substância e a palavra mistura? Forneça exemplos.
4. Explique o que você entende por mistura homogênea e mistura heterogênea. Forneça
exemplos.
5. Explique o que você entende por:
- temperatura de fusão e ebulição
APÊNDICE III
Os Vertebrados
O grupo dos vertebrados é bastante diversificado, sendo conhecido cerca de 40 mil
espécies, dentre elas, peixes, anfíbios, répteis e mamíferos. Dentre os vertebrados falaremos
dos Mamíferos. Os mamíferos são vertebrados que possuem o corpo coberto por pêlos (pelo
menos em alguma fase da vida) e respiram por pulmões. A locomoção dos mamíferos é muito
variada. Há os adaptados para andar, como o ser humano; para voar, como o morcego; para
saltar, como o canguru; e para nadar, como o golfinho e a baleia.
APÊNDICE IV
A matéria
Conforme estudamos anteriormente a matéria possui várias propriedades, as quais são
classificadas em gerais ou específicas. Somente com as propriedades gerais não é possível
identificar nenhum tipo de matéria, enquanto com as específicas a identificação é possível. A
propriedade massa e volume encaixa-se nas propriedades gerais e podem ter qualquer valor.
Por exemplo, podemos ter os valores da massa e do volume do cobre (material utilizado nos
fios elétricos) correspondente entre um poste e outro, entre uma cidade e outra ou ainda o
valor em um centímetro de fio. Estas informações não são suficientes para identificarmos que
o material utilizado nos fios é o cobre. Entretanto, se dividirmos a massa do material, no caso
o cobre, pelo respectivo volume, obteremos a sua densidade, que é igual a 8,96 g/cm
3
. Este
valor é encontrado nos três casos para qualquer quantidade de cobre a 25ºC.
Semelhantemente, podemos ter qualquer massa e volume de água, porém, dividindo-se
a massa pelo respectivo volume, obteremos sempre o mesmo valor de densidade, isto é, 1,0
g/cm
3
a 20ºC. Assim, podemos dizer que a densidade é uma propriedade específica, pois com
ela é possível identificar cada tipo de material. Em resumo, massa e volume são propriedades
gerais enquanto densidade, ponto de fusão e ebulição são propriedades específicas.
A matéria pode apresentar-se na forma de substância ou mistura. O primeiro caso
ocorre quando temos um só tipo de matéria e o segundo quando temos dois ou mais tipos de
matéria misturada. Por exemplo, quando dizemos ouro puro e prata pura, a palavra puro ou
pura significa que a matéria ouro ou prata não contém nenhuma impureza, ou seja, esse tipo
de matéria é constituída somente do elemento ouro ou prata e nada mais. Desse modo
dizemos substância ouro e substância prata.
A substância pode ser simples ou composta: ela é simples quando constituída por
átomos de um mesmo elemento químico e composta quando constituída por átomos de
elementos químicos diferentes. Vejamos dois exemplos: o ouro é constituído somente por
átomos de ouro sendo, portanto classificado como substância simples, já a água é constituída
por diferentes tipos de átomos, sendo eles o hidrogênio (H) e oxigênio (O), sendo, portanto
uma substância composta.
Quando juntamos duas ou mais substâncias em qualquer quantidade, obtemos como
resultado uma mistura que pode ser homogênea (também chamado de solução) ou
heterogênea. As misturas homogêneas têm aspectos uniformes em toda a sua extensão
enquanto as heterogêneas não. Por exemplo, quando temos o açúcar ou sal dissolvido em água
a mistura é homogênea e quando temos óleo e água a mistura é heterogênea.
Uma mistura homogênea é constituída por soluto e solvente. O soluto é a substância
dissolvida e o solvente é a substância que dissolve o soluto. No caso da mistura de água e
açúcar, a água é considerada o solvente e o açúcar, o soluto. A mistura homogênea pode ser
saturada, quando não conseguimos mais dissolver o soluto, e insaturada, quando o soluto
ainda pode ser dissolvido.
Toda a matéria pode sofrer transformação. Mas o que é transformar? Segundo o
dicionário Aurélio transformar é dar nova forma, mudar, modificar e transfigurar. As
transformações que ocorrem na matéria podem ser de ordem física ou química. Na
transformação física a natureza da substância não se altera, ou seja, antes e após a
transformação temos a mesma substância. Contrariamente, na transformação química a
natureza de uma ou mais substâncias é alterada, isto é, antes e após essa transformação temos
diferentes substâncias.
Vejamos inicialmente algumas transformações físicas e depois algumas
transformações químicas. Conforme sabemos a matéria pode apresentar-se em três estados
físicos: sólido, líquido e gasoso. As diferentes passagens de um estado físico para outro
recebem nomes especiais. Quando o gelo derrete (funde) ocorre à passagem do estado sólido
para o líquido, ocorrendo a fusão do material. Se a água no estado líquido for colocada no
congelador por algum tempo, devido a diminuição da temperatura, ela irá novamente atingir o
estado sólido, transformando-se em gelo: a esta passagem do estado líquido para sólido damos
o nome de solidificação. Nos dois casos, a matéria água continua sendo água, mudando
apenas de estado físico. Uma outra mudança que pode ocorrer é a vaporização, nela há a
passagem do material do estado líquido para vapor. A vaporização pode ocorrer, por exemplo,
quando colocamos água para ferver em uma chaleira ou quando colocamos roupas no varal
para secar.
Alguns tipos de matéria podem passar direto do estado sólido para o gasoso: a esta
transformação damos o nome de sublimação. Um exemplo de sublimação ocorre com as
bolinhas de naftalina (colocadas em guarda roupas para evitar que as traças ataquem as
roupas), com o passar do tempo elas vão diminuindo de tamanho, pois passam diretamente do
estado sólido para o gasoso. Todas estas mudanças são transformações físicas, pois a natureza
da matéria não foi alterada. Essas mudanças estão relacionadas com o aumento ou diminuição
da temperatura, e em muitos casos depende também da pressão exercida no material.
Na transformação química ocorre mudanças na natureza da matéria, ou seja, antes da
transformação, existe um tipo de matéria e depois da transformação temos outro tipo. Como
exemplos deste tipo de transformação temos a combustão e decomposição. Na combustão,
ocorre a queima dos materiais como a de uma vela, de papel e álcool: após a queima todos
estes materiais se transformam em materiais diferentes. Na decomposição certos compostos
são submetidos a algum tipo de energia, como eletricidade e calor, o que ocasiona a sua
decomposição, ou seja, separam-se em substâncias mais simples.
APÊNDICE V
Transformações físicas e químicas que ocorrem no processo de produção de peças
cerâmicas feitas de argila
Para a confecção de cerâmica a argila precisa passar por alguns processos, sendo eles:
extração, beneficiamento, homogeneização e moldagem da argila, secagem das peças a
temperatura ambiente e queima das peças. Durante algumas destas etapas a argila sofre
transformações que podem ser químicas ou físicas. Como transformação física tem-se a
evaporação de água e a retração linear das peças. Está última pode ocorrer também devido a
transformações químicas ocorridas nas peças.
Como transformações químicas podemos citar a eliminação de matéria orgânica entre
as temperaturas de 300 - 400ºC, na forma de monóxido de carbono e/ou dióxido de carbono.
As transformações químicas ocorrem durante o processo de queima. Este processo interfere
na resistência mecânica das peças de argila, pois se a peça for queimada em temperaturas
baixas, elas podem apresentar uma quantidade elevada de poros, o que diminui a resistência
mecânica do material.
Em decorrência de algumas transformações químicas e físicas as peças de argila
podem perder massa e alterarem sua cor. Por exemplo, no mostruário dos tijolos da argila
branca a cor inicial da argila era cinza e conforme a temperatura de queima a cor foi alterando
até chegar à coloração branca.
APÊNDICE VI
Roteiro do Experimento: Retração das peças de argila
Objetivos
Verificar a retração das peças de argila em relação ao tempo de secagem à temperatura
ambiente.
Materiais
- Argila
- Molde
- Vaselina
- Água
- Régua
Procedimentos experimentais
Retire uma quantidade de argila suficiente para a moldagem da peça, amasse bem a
argila. Passe vaselina no molde prenda-o com os pinos e acomode a argila procurando
preencher todos os espaços do molde, retire o excesso com uma régua e prense a tampa sobre
o molde. Retire a tampa, abra o molde com cuidado, se necessário retire as rebarbas passando
um pouco de água sobre a superfície da peça. Em seguida, meça o comprimento, a largura, e
altura da peça e calcule o volume e deixe-a secar em temperatura ambiente. Repita o
procedimento a cada 24 horas até completar 96 horas e anote na tabela abaixo.
Tempo Comprimento (cm) Largura (cm) Altura (cm) Volume (cm
3
)
Logo após a
moldagem
24 horas
48 horas
Discuta as questões abaixo com seus colegas, redija um relatório com os resultados do
experimento e com as respostas das questões, e depois elabore um mapa conceitual.
Questões
1) Houve alguma alteração no tamanho das peças de argila? Se sim qual a razão?
2) Qual a importância em se saber o quanto uma peça de argila retrai depois de moldada?
APÊNDICE VII
Roteiro do Experimento: Verificação da interação da água com peças de argila
Objetivos
Determinar o que acontece quando peças de argila, seca em temperatura ambiente e
queimadas nas temperaturas de 100, 500 e 900ºC, são imersas em água.
Material
- Quatro copos descartáveis.
- Quatro amostras de peças de argila, uma seca somente em temperatura ambiente, uma
queimada a 100ºC, uma a 500ºC e outra a 900ºC.
- água
- caneta para marcar os copos
Procedimentos experimentais
Anote em cada copo uma temperatura de queima da argila e um a temperatura
ambiente. Coloque cada peça de argila em seu respectivo recipiente. Em seguida coloque água
nos copos e observe se há alguma mudança nas peças. Espere por um período de 20 minutos e
anote o aspecto final de cada peça. Discuta as questões abaixo com seus colegas e redija um
relatório contendo os resultados do experimento e as respostas das questões.
Faça um mapa conceitual sobre o experimento.
Questões
1) O que aconteceu com cada amostra de argila? Explique?
2) Qual a importância em se saber como a água interage com as peças de argila? Como esta
informação pode ter influência em nossas vidas?
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