Investigative-experimental approach to electrochemistry using discarded electro-electronic materials

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v12i3.40594

Keywords:

Research teaching; Experimentation; Electrochemistry; Electrolysis; Electronic waste; Electronic waste.

Abstract

The focus of this work was the elaboration of a product applicable to the teaching of Chemistry in basic education, prioritizing the investigative-experimental approach. We sought to investigate, in a second grade high school class, how the use of the developed product, from an investigative perspective, enriches the Chemistry teaching process and promotes meaningful learning. In this way, a didactic sequence was developed in which the teacher acts as a mediator of the process, experiencing a horizontal working condition, in which the student is the subject of his own learning. The topic addressed was electrochemistry, with an emphasis on conductance measurements and electrolysis execution. The assessments of prior learning and after the application of the didactic sequence were developed to obtain a parameter for comparing the knowledge built throughout the process. The educational product, called an electrochemistry kit, was developed by the students themselves, accompanied by the researcher professor, with materials reused from the electronic waste and allowed its use by teachers in schools that have or not a Chemistry laboratory. The adoption of this work methodology for the teaching of electrochemistry allowed a range of discussions in the classroom, since the didactic sequence adopted touched environmental Chemistry.

Author Biographies

Gabriel Henrique Sperandio, Universidade Federal de Viçosa

Doutorando em Química, Universidade Federal de Viçosa; Mestrado Profissional em Química - PROFQUI -  Universidade Federal de Viçosa, Brasil (2019); Bacharel e Licenciado em Química - Universidade Federal de Juiz de Fora, Brasil

Odilaine Inácio de Carvalho Damasceno, Universidade Federal de Viçosa

Licenciatura em Ciências pelo Centro Universitário de Caratinga (1991); Licenciatura em Física pelo Centro Universitário de Caratinga (1996); Licenciatura em Química pelo Centro Universitário de Caratinga (2005). Concluiu o curso de pós-graduação Lato Sensu em Ensino de Química no Centro Universitário de Caratinga (2006). Concluiu mestrado em Agroquímica - Área de concentração Química Analítica pela Universidade Federal de Viçosa (2008). Concluiu em 2015 o doutorado em Agroquímica - Área de concentração Química Analítica na mesma instituição. Trabalhou como técnica de laboratório na Universidade Federal de Viçosa (2011-2014). Possui ampla experiência em educação em sala de aula, tendo ministrado aulas de Análise Química Quantitativa no curso técnico em Química do CETEP/CEFET-MG em 2010. Professora de Química e Técnicas Gerais de Laboratório de Química do Colégio de Aplicação-COLUNI daa Universidade Federal de Viçosa.

Efraim Lázaro Reis, Universidade Federal de Viçosa

Graduado em Licenciatura em Química (1976) e em Bacharelado em Química (1977) pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Mestre em Ciências - Química Analítica (1983) e o Doutor em Ciências - Química Analítica (1997), ambos pelo Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas. Bacharel em Análise e Desenvolvimento de Sistemas pela Universidade de Franca (2018) e Especialista em Tecnologias Digitais e Inovação na Educação também pela Universidade de Franca (2020). Início da carreira docente em agosto de 1976 e aposentado como Professor Titular da UFV em 2019. Coordenador do Curso de Química da UFV em várias oportunidades, totalizando 11 anos nesta função. Atuação como Delegado Regional do Conselho Regional de Química - MG, na Zona da Mata Norte - MG, de 1991 a 2020. Participação como membro da Comissão Permanente do Ensino de Graduação (COPEG - 2001). Presidente das comissões para implantação do Curso de Licenciatura em Química Noturno e do Curso de Engenharia Química da UFV. Membro da Comissão para implantação do Curso de Bioquímica da UFV. Avaliador de cursos e instituições pelo INEP-MEC. Diretor de Registro Acadêmico da UFV (2000-2001), chefe de Gabinete da Reitoria da UFV (2009-2010), secretário de Órgãos Colegiados da UFV (2010-2011) e presidente da Comissão Permanente de Pessoal Docente da UFV (2011-2012). Membro do Comitê Gestor Nacional (2017-2019) e Coordenador local do Programa de Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional (PROFQUI) na UFV desde a aprovação pela UFV em 2015 até 2019. Experiência na área da pesquisa em Química, com ênfase em eletroanalítica. Orientador no Programa de Pós-Graduação em Agroquímica e no Programa de Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional. Atuação como orientador ou co-orientador de 66 dissertações de mestrado e 12 teses de doutorado, principalmente nos seguintes temas: metais pesados, ácidos húmicos, quimiometria (reconhecimento de padrões, otimização e calibração multivariada), potenciometria e voltametria. Atuação também em épocas distintas como co-orientador nos Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Ciência Florestal, Engenharia Agrícola, Engenharia Civil, Fitotecnia, Solos e Nutrição de Plantas.

César Reis, Universidade Federal de Viçosa

Licenciado e Bacharel em Química - Universidade Federal de Viçosa (1986). Mestrado em Agroquímica  - Universidade Federal de Viçosa (1991), Doutorado em Química Analítica - Universidade Estadual de Campinas (1996). Profesor Titular da Universidade Federal e Viçosa.  Atuou como Coordenador do curso de Química, atuou como orientador na Pós-Graduação em Agroquímica e no Mestrado Profissional em Química - PROFQUI. Tem experiência na área de Química Analítica e Ambiental, com ênfase em desenvolvimento e otimização de metodologias de análise e tratamento de efluentes industriais. Trabalha principalmente com os seguintes temas: otimização, adsorção, potenciometria, espectrofotometria, metais pesados, ácidos húmicos e efuentes da indústria têxtil e de celulose e papel.

References

Arrigo, V., Alexandre, M. C. L., & de Souza Assai, N. D. (2018). O ensino de química e a educação ambiental: uma proposta para trabalhar conteúdos de pilhas e baterias. Experiências em Ensino de Ciências, 13(5), 306-325. https://if.ufmt.br/eenci/artigos/Artigo_ID541/v13_n5_a2018.pdf.

Ausubel, D. P., Novak, J. D., & Hanesian, H. (1980). Psicologia educacional. Interamericana.

Bianchini, T. B., & Zuliani, S. R. Q. A. (2009). A investigação orientada como instrumento para o ensino de eletroquímica. In: VII ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 7. Florianópolis. Anais...

Brasil. (1999). Presidência da República. Casa Civil. Lei 9.795, de 27 de abril de 1999. Dispõe sobre a educação ambiental, institui a Política Nacional de Educação Ambiental e dá outras providências. Brasília: Presidência da República.

Campos, C. S., Oliveira. N. A, E., Cezario, A. F. R., & Oliveira, M. C. (2019). O que diz o aluno sobre as aulas experimentais de química: Uma análise de suas enunciações. Research, Society and Development. 8(4), e4084923. https://doi.org/10.33448/rsd-v8i4.923

Carvalho, M. E. A, Franco, M. R., Zanatta, S., Oliveira, R. A., & Pipitone, M. A. P. (2017). O Rio e a Escola: uma experiência de extensão universitária e de educação ambiental. Química Nova na Escola, 39(2), 112-119. http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc39_2/QNESC_39-2_revista.pdf.

Costa, A. (2008). Desenvolver a capacidade de argumentação dos estudantes: um objetivo pedagógico fundamental. Revista Iberoamericana de Educación, 46(5), 1-8. https://doi.org/10.35362/rie4651951

Diniz, F. E., da Silva, C. D. D., da Silva, O. G., & dos Santos, D. B. (2021). O Ensino de Química integrado a temas ambientais: Um relato de experiência com

escolares do ensino médio. Research, Society and Development, 10(8), e25110817378. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17378

Fernandes, G., Silva, S., Caetano, V., & Leão, M. (2022). Experimentação com materiais alternativos: uma análise na produção científica veiculada pela revista Química Nova na Escola nos últimos oito anos (2014-2021). In: 35o. Congresso Latino Americano de Química, 6, 603. Rio de Janeiro. Anais...

Floresti, F. (2018). Quase todo lixo do Brasil é descartado de maneira errada. Revista Galileu. Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Meio-Ambiente/noticia/2018/05/quase-todo-lixo-eletronico-do-brasil-e-descartado-de-maneira-errada.html.

Guimarães, C. C. (2009). Experimentação no ensino de química: caminhos e descaminhos rumo à aprendizagem significativa. Química Nova na Escola, 31(3), 198-202. http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc31_3/08-RSA-4107.pdf.

Leal, A. L., & Marques C. A. (2008). O conhecimento químico e a questão ambiental na formação docente. Química Nova na Escola, 29, 30-33. http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc29/07-PEQ-2807.pdf.

Mata, C. M. S., Moura, A. L., Nascimento, J. M., & Souza, S. R. (2013). A estruturação de conceitos eletroquímicos através de atividade experimental e da aprendizagem colaborativa. In: XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX – UFRPE, Recife. Anais... Disponível em: http://www.eventosufrpe.com.br/2013/cd/resumos/R0524-3.pdf.

Monteiro, M. G. (2018). Desenvolvimento de materiais instrucionais voltados ao ensino de eletroquímica. Monografia (Graduação em Química) – Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, Minas Gerais.

Munford, D., & Lima, M. E. C. C. (2007). Ensinar ciências por investigação: em que estamos de acordo? Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências. 9(1), 89-111. https://doi.org/10.1590/1983-21172007090107.

Oliveira, R. S., Gomes, E. S., & Afonso, J. C. (2010). O lixo eletroeletrônico: uma abordagem para o Ensino Fundamental e Médio. Química Nova na Escola, 32(4), 240-248. http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_4/06-RSA10109.pdf.

Pereira, W. M., Santos, D. D. J., Neto, J. A. Q., Valasques, G. S., & Barros, J. M. (2021). A importância das aulas práticas para o ensino de química no ensino médio. Scientia Naturalis, 3(4), 1805-1813. https://periodicos.ufac.br/index.php/SciNat/article/view/5809.

Rubinger, M. M. M., & Braathen, P. C. (2012). Ação e reação: ideias para aulas especiais de Química. RHJ.

Santos, D. B. (Org) (2020). Ações Educativas na Prática Ambiental: perspectivas teóricas e práticas. EDUERN.

Santos, E., Santos, G. F., Silva, V. M., Melo, R. P. A., & Lopes, F. L. G. (2013). Proposta de nova experimentação para o ensino de eletroquímica. Scientia Plena, 9, 1-7. https://www.scientiaplena.org.br/sp/article/view/1224/777.

Silva, E. G, Zanatta,S. C., & Royer, M. R. (2022). Educação Ambiental no Ensino de Química: Revisão de Práticas Didático-Pedagógicas sobre Pilhas e Baterias no Ensino Médio. Revista de Debates em Ensino de Química, 8(1), 56-71. https://www.journals.ufrpe.br/index.php/REDEQUIM/article/view/4615, Acessado em: 21 fev. 2023.

Silveira, M. M. S., Lima, R. H., Bernardes, G. S., Alves, V. A., & Silva, L. A. (2021). Células eletrolítica e a combustível confeccionadas com materiais alternativos para o ensino de eletroquímica. Quim. Nova, 44(1), 118-127. https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170626.

Sperandio, G. H., Damasceno, O. I. C., Reis, E. L., & Reis, C. (2019). Abordagem investigativa-experimental de eletroquímica usando materiais eletroeletrônicos descartados. Dissertação (Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional - PROFQUI) – Departamento de Química, Universidade Federal de Viçosa. Viçosa, Minas Gerais.

Verga Filho, A. F. (2008). Segurança em laboratório químico. Minicurso. Conselho Regional de Química - IV Região.

Wagner, T. P. (2009). Shared responsibility for managing electronic waste: A case study of Maine, USA. Waste Management, 29(12), 3014-3021.

https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.06.015

Published

27/02/2023

How to Cite

SPERANDIO, G. H.; DAMASCENO, O. I. de C. .; REIS, E. L.; REIS, C. Investigative-experimental approach to electrochemistry using discarded electro-electronic materials. Research, Society and Development, [S. l.], v. 12, n. 3, 2023. DOI: 10.33448/rsd-v12i3.40594. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/40594. Acesso em: 23 nov. 2024.

Issue

Section

Teaching and Education Sciences