The teaching of environmental chemistry: Experimentation as a potentiator of meaningful learning on the subject of air pollution

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i2.45040

Keywords:

Teaching; Environmental chemistry; Atmospheric pollution; Experimentation; Meaningful learning.

Abstract

Contemporary challenges are faced in the construction of a society concerned and committed to the preservation of the environment, in such a way that this theme, when approached in Environmental Chemistry classes, contributes to the development of values, behaviors and attitudes in students. This article presents a proposal for applied experimentation aiming to promote meaningful learning in the teaching of Environmental Chemistry on the topic of atmospheric pollution, using Passive Sampling (AP) for Nitrogen Dioxide gas (NO2(g)).The survey was carried out at the IFCE/Caucaia-CE, in the period from March to June of 2023, with 2nd and 3rd year high school classes, in Analytical Chemistry. The methodological procedures of the activities followed the following steps: development of the passive sampler; survey of prior knowledge; presentation of the theme; description and execution of the experimental activity of NO2(g); evaluation of the perception of learning and the didactic resource. The results obtained showed the construction of a low-cost and reusable PVC AP kit. In addition, the analysis of prior knowledge showed that students have some knowledge on the subject. The assessment of the perception of learning and experimentation showed that the technical and theoretical training given to students motivates and facilitates meaningful learning on the subject. In this context, applied experimentation in order to favor meaningful learning in the teaching of Environmental Chemistry is a great alternative and a great ally to make teaching and learning of high school students from public/technical schools more attractive, effective and meaningful.

Author Biographies

Cleidiane da Silva Oliveira, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Degree in Chemistry, Federal Institute of Education, Science and Technology of Ceará, Caucaia, Ceará, Brazil. Email: cleidiane.silva.oliveira08@aluno.ifce.edu.br. Orcide: 0009-0001-5053-4903

Maxwell Lima Maia, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Co-supervisor: Researcher/Technician at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Ceará, Caucaia, Ceará, Brazil. Email: maxwell.maia@ifce.edu.br. Orcide: 0000-0001-6998-6013

Sara Maria Peres de Morais, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Master in Information Science from the Federal University of Paraíba (UFPB), Bachelor in Library Science from the Federal University of Ceará (UFC). Brazil Ceara. Email: saraperes@ifce.edu.br. https://orcid.org/0000-0003-1800-6243

Sebastian Diez, Universidad del Desarrollo

Postdoctoral degree from the University York England, PhD in Engineering and atmospheric contamination from the National Technological University (UTN). Email: sebastian_diez@hotmail.com. https://orcid.org/0000-0001-9659-0356

Ítalo Lima dos Santos, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Master in Environmental Sanitation from the Federal University of Ceará (UFC), Degree in Chemistry (UFC). E-mail: italo.santos@ifce.edu.br. https://orcid.org/0000-0003-2091-1783

Antônia Luana Fernandes Praxedes, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Master in Rural Economics from the Federal University of Ceará (UFC), Bachelor in Environmental and Sanitary Engineering (IFCE). E-mail: luana.praxedes.eng@gmail.com. https://orcid.org/0000-0002-4014-3108

References

Araújo, M. S. T. D., & Abib, M. L. V. D. S. (2003). Atividades experimentais no ensino de física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de ensino de física, 25, 176-194. 10.1590/S1806-11172003000200007

Arini, G. S., Santos, I. V. D. S., & Torres, B. B. (2021). Uma abordagem de ensino ativo em um experimento de eletrólise. Química Nova na Escola, 43(2), 176-182. 10.21577/0104-8899.20160244

Barbosa, J. L. (2021). Desenvolvimento de amostrador passivo para óxidos de nitrogênio (NOx) na atmosfera. https://repositorio.ufba.br/handle/ri/34243

Behrend, D. M., da Silva Cousin, C., & do Carmo Galiazzi, M. (2018). Base Nacional Comum Curricular: o que se mostra de referência à educação ambiental?. Ambiente & Educação: Revista de Educação Ambiental, 23(2), 74-89. 10.14295/ambeduc.v23i2.8425

Belo, T. N., Leite, L. B. P., & Meotti, P. R. M. (2019). As dificuldades de aprendizagem de química: um estudo feito com alunos da Universidade Federal do Amazonas. Scientia Naturalis, 1(3). https://periodicos.ufac.br/index.php/SciNat/article/view/2540

Byanju, R. M., Gewali, M. B., & Manandhar, K. (2012). Amostragem passiva de dióxido de nitrogênio ambiente usando tubos locais. J Environ Prot , 3, 177-186. 10.4236/jep.2012.32022

Brasil, MEC. (2017). Base nacional comum curricular. Brasília, DF, SEB/MEC. http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/historico/BNCC_EnsinoMedio_embaixa_site_110518.pdf.

Brasil, MEC. (1997). Parâmetros curriculares nacionais. http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/livro01.pdf

Brasil, MEC. (2013) Ministério da Educação. Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica. Brasília, DF. http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=13448-diretrizes-curiculares-nacionais-2013-pdf&Itemid=30192.

Brasil. (2016). Senado Federal. Constituição da República Federativa do Brasil. https://www2.senado.leg.br/bdsf/bitstream/handle/id/518231/CF88_Livro_EC91_2016.pdf.

Brasil. (1999). Presidência da República Casa Civil Subchefia para Assuntos Jurídicos. https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9795.html.

Brasil. (2018). Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução nº 491, 19 de novembro de 2018. Dispõe sobre os padrões de qualidade do ar. Diário Oficial da União – Brasília/DF, nº 223, de 21/11/2018. Seção 01, 155-156. http://conama.mma.gov.br/?option=com_sisconama&task=arquivo.download&id=766.

Branco, E. P., Royer, M. R., & de Godoi Branco, A. B. (2018). A abordagem da Educação Ambiental nos PCNs, nas DCNs e na BNCC. Nuances: estudos sobre Educação, 29(1). 10.32930/nuances.v29i1.5526.

Carvalho, A. M. P. D. (2013). Ensino de ciências por investigação: condições para implementação em sala de aula. São Paulo: Cengage Learning. 60.

Ceará. (1998). Superintendência Estadual do Meio Ambiente-SEMACE. https://www.troposfera.es/br/referencias-2/siam-estado-de-ceara/indice-de-qualidade-do-ar.html.

Chichilnisky, G. (2009) Mudança climática: inovação financeira e mercados de carbono Uma modesta extensão do Protocolo de Kyoto pode acabar com o impasse entre nações industrializadas e em desenvolvimento. SANGARI BRASIL.

Cruz, L. P. D. S., & Campos, V. P. (2002). Amostragem passiva de poluentes atmosféricos: aplicação ao SO2. Química Nova, 25, 406-411. 10.1590/S0100-40422002000300013

Cruz, J., dos Santos Tavares, E., & Costa, M. (2020). Aprendizagem significativa no contexto do ensino remoto. Dialogia, (36), 411-427. 10.5585/dialogia.n36.17760

Darroz, L. M., Rosa, C. D., & Ghiggi, C. M. (2015). Método tradicional x aprendizagem significativa: investigação na ação dos professores de física. Aprendizagem Significativa em Revista, 5(1), 70-85.

Da Costa Andres, F., Andres, S. C., Moreschi, C., Rodrigues, S. O., & Ferst, M. F. (2020). A utilização da plataforma Google Forms em pesquisa acadêmica: relato de experiência. Research, Society and Development, 9(9), e284997174-e284997174. 10.33448/rsd-v9i9.7174

De Jesus Silva, A. J., & da Silva Egas, V. S. (2022). Percepção da importância do uso de atividades experimentais na aprendizagem de química de um grupo de estudantes concluintes do ensino médio em uma escola pública em Tefé/AM. Revista Insignare Scientia-RIS, 5(1), 209-234. 10.36661/2595-4520.2022v5n1.12155

De Oliveira, J. R. S. (2010). A perspectiva sócio-histórica de Vygotsky e suas relações com a prática da experimentação no ensino de Química. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, 3(3), 25-45..

Da Silva, J. B. (2020). A Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel: uma análise das condições possíveis. Pesquisa, Sociedade e Desenvolvimento, 9(4), e09932803-e09932803. 10.33448/rsd-v9i4.2803

Da Silva, J. B., Sales, G. L., & Alves, F. R. V. (2018). Didática da Física: uma análise de seus elementos de natureza epistemológica, cognitiva e metodológica. Caderno Brasileiro de ensino de Física, 35(1), 20-41. 10.5007/2175-7941.2018v35n1p20

Diesel, A., Baldez, A. L. S., & Martins, S. N. (2017). Os princípios das metodologias ativas de ensino: uma abordagem teórica. Revista Thema, 14(1), 268-288. 10.15536/thema.14.2017.268-288.404

Dos Santos, L. R., & de Menezes, J. A. (2020). A experimentação no ensino de Química: principais abordagens, problemas e desafios. Revista Eletrônica Pesquiseduca, 12(26), 180-207. https://periodicos.unisantos.br/pesquiseduca/article/view/940

Fernandes, M. L. M. (2013). O ensino de química eo cotidiano [livro eletrônico]- Curitiba: InterSaberes. – (1), 45.

Fujioka, B. M. Z., da Cruz, L. A. N., & de Oliveira, E. M. (2021). A educação ambiental apresentada na BNCC e no PCN: uma breve análise. Cadernos de Educação, 20(40), 147-166. 10.15603/1679-8104/ce.v20n40p147-166

Guimarães, C. C. (2009). Experimentação no ensino de química: caminhos e descaminhos rumo à aprendizagem significativa. Química nova na escola, 31(3), 198-202.

IPECE. (2021). Ceará em Mapas Interativos: Limites municipais do Estado do Ceará. Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará (IPECE). http://mapas.ipece.ce.gov.br/i3geo/ogc/index.php.

IPECE. (2017). Perfil Municipal. Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará (IPECE). https://www.ipece.ce.gov.br/perfil-municipal-2017/.

Leivas, L. S., Bender, C. R., & Ceschini, M. S. C. (2023). Educação ambiental e química: relação potente numa intervenção sobre chuva ácida. Atividades em escolas: uma ferramenta de aprendizagem para promover a educação ambiental, (24). Encontro de Educação Ambiental da Fronteira Oeste (2. 2023 : Uruguaiana,RS). Interligando saberes, vestindo ideias, mobilizando fronteiras para proteger o mundo / (organizadores) Ailton Jesus Dinardi ... [et al.]. – Porto Alegre : Unipampa : Evangraf .

Libâneo, J. C. (2013). José Carlos. Didática. Editora Cortez, 2, 78-79

Maia, M. L. (2020). Estimativa da variabilidade nos níveis de NO2 utilizando amostragem passiva em vias comerciais de Fortaleza-CE, considerando efeitos da sazonalidade temporal. 74 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza. http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/55522

Melchert, W. R., & Cardoso, A. A. (2006). Construção de amostrador passivo de baixo custo para determinação de dióxido de nitrogênio. Química Nova, 29, 365-367. 10.1590/S0100-40422006000200029

Manahan, S. E. (2013). Química ambiental. Bookman Editora. (28).

Méndez, M. M. A. (2004). La ciencia de lo cotidiano. Revista Eureka sobre enseñanza y divulgación de las Ciencias, 109-121.

Menezes, J. M. D. S., & Farias, S. A. D. (2020). O Desenvolvimento de Argumentação e Mobilização de Conceitos Químicos por Meio da Atividade Experimental Investigativa. Rev Virtual Quím , 12 (1), 223-233. 10.21577/1984-6835.20200017

Miranda, D. C., Ferreira, G. C., Barbosa, L. D., Pereira, N. L. A., Ribeiro, T. C., Maloncy, M. L., & da Silva Batista, M. (2017). Análise dos poluentes atmosféricos NO2 e O3 via amostradores passivos de baixo custo. e-xacta, 10(1), 29-35. 10.18674/exacta.v10i1.1960

Moreira, M. A. (2012). ¿ Al afinal, qué es aprendizaje siginificativo?. Qurriculum: revista de teoría, investigación y práctica educativa. La Laguna, Espanha. 25, 29-56. http://moreira.if.ufrgs.br/oqueeafinal.pdf.

Neves, R. D. A., & Damiani, M. F. (2006). Vygotsky e as teorias da aprendizagem. 1(2), 1-10. https://repositorio.furg.br/handle/1/3453.

Oliveira, R., Cacuro, T. A., Fernandes, S., & Irazusta, S. P. (2016). Aprendizagem Significativa, Educação Ambiental e Ensino de Química: Uma experiência realizada em uma escola pública. Revista Virtual de Química, 8(3), 913-925. 10.5935/1984-6835.20160066

Oliveira, L., & Neiman, Z. (2020). Educação Ambiental no âmbito escolar: análise do processo de elaboração e aprovação da Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Revista Brasileira de Educação Ambiental (RevBEA), 15(3), 36-52. 10.34024/revbea.2020.v15.10474

Palmes, Ed et al. (1976). Amostrador pessoal para dióxido de nitrogênio. American Industrial Hygiene Association Journal (vol. 37) 10, 570-577. 0.1080/0002889768507522

Praia, J. F. (2000). Aprendizagem significativa em D. Ausubel: contributos para uma adequada visão da sua teoria e incidências no ensino. Teoria da aprendizagem significativa. Peniche, Portugal, 121-134.

Ribeiro, R. J., Silva, S. D. C. R. D., & Koscianski, A. (2012). Organizadores prévios para aprendizagem significativa em Física: o formato curta de animação. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, 14, 167-183. 10.1590/1983-21172012140311.

Rossetto, G. P., Gregório, J. R., & Raupp, D. T. (2022). Uma unidade temática sobre poluição atmosférica para o ensino de química. REPPE-Revista de Produtos Educacionais e Pesquisas em Ensino, 6(1), 54-83.

Rocha, C. J. T. & Farias, S. A. (Orgs.). (2022). Pesquisas em educação química: Concepções, Processos e Recursos Educacionais no Contexto Amazônico [recurso eletrônico] / Carlos José Trindade da Rocha; Sidilene Aquino de Farias (Orgs.). Editora Fi. 10.22350/9786559175383

Santos, A. G., & Santos, C. A. P. (2016). A inserção da Educação Ambiental no currículo escolar. Revista Monografias Ambientais, 369-380. 10.5902/2236130819893

Santos, D. M., & Royer, M. R. (2018). Uma análise da percepção dos alunos sobre a Química Verde e a Educação Ambiental no Ensino de Química. Revista Debates em Ensino de Química, 4(2), 142-164. https://www.journals.ufrpe.br/index.php/REDEQUIM/article/view/1805.

Santos, P. T. A., Dias, J., Lima, V. E., Oliveira, M. J., Neto, L. J. A., & Celestino, V. Q. (2011). Lixo e reciclagem como tema motivador no ensino de química. Eclética Química, 36, 78-92. 10.1590/S0100-46702011000100006

Silva, A. F., & Vieira, C. A. (2017). Aspectos da poluição atmosférica: uma reflexão sobre a qualidade do ar nas cidades brasileiras. Ciência e Sustentabilidade, 3(1), 166-189. 10.33809/2447-4606.312017166-189

Souza, R. C., Azevedo, M. S., & Della Justina, E. (2021). Monitoramento Ambiental do Dióxido de Nitrogênio (NO2) na Área Urbana de Porto Velho–RO utilizando Amostradores Passivos. Geografia (Londrina), 30(1), 387-404. 10.5433/2447-1747.2021v30n1p387

Souza, P. A., Francisco, K. C., & Cardoso, A. A. (2017). Desenvolvimento de amostrador passivo sensível para monitoramento de poluição atmosférica por dióxido de nitrogênio. Química Nova, 40, 1233-1237

Valadares, J., Moreira, M. A., Novak, J. D., Cachapuz, A. F., Praia, J. F., Martínez, R. D., & Pedrosa, M. E. (2000). Teoria da aprendizagem significativa: contributos do III Encontro Internacional sobre aprendizagem significativa. (146).

Vieira, K. M., Bernini, P. C., Paula, B. R. D., Martino, D. P., Souza, D. C. D., Monnerat, C. S., & Correa, S. F. (2019). Instrumentação para o ensino de química utilizando materiais de baixo custo. https://rsd.unifei.edu.br/index.php/rsd/article/view/767

Vieira, H. C., Castro, A. E. D., & Schuch Júnior, V. F. (2010). O uso de questionários via e-mail em pesquisas acadêmicas sob a ótica dos respondentes. XIII SEMEAD Seminários em administração, 17(1), 01-13.

Published

21/02/2024

How to Cite

OLIVEIRA, C. da S. .; MAIA, M. L. .; MORAIS, S. M. P. de .; DIEZ, S. .; SANTOS, Ítalo L. dos; PRAXEDES, A. L. F. .; SOUSA, F. W. de. The teaching of environmental chemistry: Experimentation as a potentiator of meaningful learning on the subject of air pollution. Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 2, p. e9113245040, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i2.45040. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/45040. Acesso em: 28 dec. 2024.

Issue

Section

Teaching and Education Sciences