O ensino da nanotecnologia via metodologias ativas: nanociência por meio de uma abordagem colaborativa

Abstract

A multidisciplinaridade da nanotecnologia é refletida em seus vastos campos de aplicação. Inúmeras áreas são exploradas pelo viés da nanotecnologia (nanomedicina, nanoeletrônica, nanobiotecnologia...), entretanto pouco conhecimento tem chegado à sala de aula, razão pela qual os desafios enfrentados nas escolas foram abordados neste trabalho. Buscou-se uma forma contextualizada de ensinar química, em associação com rotinas comuns do dia-a-dia, por meio da criação de um projeto denominado #NanoTeam que busca abordar a nanotecnologia em diferentes frentes de aprendizagem, utilizando ferramentas tecnológicas e, ao mesmo tempo, materiais do cotidiano. Trata-se de uma investigação qualitativa apoiada na metodologia de projetos, promovendo interdisciplinaridade com biologia, por meio da interface bioquímica presente entre a química e a biologia. A experimentação, no formato da Atividade Experimental Problematizada (AEP), promoveu o preparo de omeletes para abordar o conceito nanoparticulado de tamanho, por meio de diferentes formas de agitação, para modificar as dimensões das gotículas de ar presentes na emulsão e dessa forma, analisar a influência desta propriedade sobre a textura e o sabor dos alimentos, em decorrência das interações intermoleculares. Houve ainda, ao longo do projeto, aplicação de questionários e os dados foram tratados com análise de conteúdo. Os sujeitos participantes foram discentes da terceira série do ensino médio de uma escola particular de Linhares-ES. Na etapa da pesquisa em laboratório observaram-se modificações das proteínas em questão (ovoalbumina, principalmente), em relação à estabilidade da emulsão, comportamento frente à

11 agitação e novas possibilidades de aglutinação. Na etapa de aplicação metodológica, a utilização do Jigsaw Classroom foi muito importante para o engajamento dos estudantes frente aos novos conhecimentos sobre nanotecnologia, visto que foi a forma de iniciar o conteúdo. Consecutivamente a AEP também teve um papel fundamental na aplicação do projeto e na participação dos discentes, que experimentaram um roteiro diferente do tradicional, sendo possibilitada a conexão entre os discentes, mesmo com o isolamento social. Mediante aos fatos, tornou-se possível o ensino de química através da experimentação com materiais do cotidiano sobre interações intermoleculares, proteínas, influência de propriedades nanoscópicas sobre propriedades macroscópicas, ligações químicas, polaridades, entre outras. Os discentes puderam se apropriar de conceitos nanotecnológicos, importantes para promoção da criticidade científica, além de participarem ativamente no processo de ensino-aprendizagem. O produto educacional da pesquisa foi um guia didático que pode ser aplicado em diferentes realidades educacionais, podendo ser institucionalizado pelas escolas que aderirem ao projeto.

The multidisciplinarity of nanotechnology is reflected in its vast fields of application. Numerous areas are explored through the bias of nanotechnology (nanomedicine, nanoelectronics, nanobiotechnology...), however little knowledge has reached the classroom, which is why the challenges faced in schools were addressed in this work. We sought a contextualized way of teaching chemistry, in association with common daily routines, through the creation of a project called #NanoTeam that seeks to address nanotechnology on different learning fronts, using technological tools and, at the same time, time, everyday materials. It is a qualitative investigation supported by project methodology, promoting interdisciplinarity with biology, through the biochemical interface between chemistry and biology. The experimentation, in the format of the Problematic Experimental Activity (AEP), promoted the preparation of omelets to address the nanoparticulate size concept, by means of different forms of agitation, to modify the dimensions of the air droplets present in the emulsion and, thus, analyze the influence of this property on the texture and flavor of food, as a result of intermolecular interactions. Throughout the project, questionnaires were applied and the data were treated with content analysis. The participating subjects were students in the third grade of high school at a private school in Linhares-ES. In the laboratory research stage, modifications of the proteins in question (ovoalbumin, mainly) were observed, in relation to the stability of the emulsion, agitation and new possibilities of agglutination. In the methodological application stage, the use of the Jigsaw Classroom was very important for students' engagement in the face of new knowledge about

13 nanotechnology, since it was the way to start the content. Consecutively, the AEP also played a fundamental role in the application of the project and in the participation of the students, who experienced a different script from the traditional one, making possible the connection between the students, even with social isolation. Based on the facts, it became possible to teach chemistry through experimentation with everyday materials on intermolecular interactions, proteins, the influence of nanoscopic properties on macroscopic properties, chemical bonds, polarities, among others. The students were able to appropriate nanotechnological concepts, important for promoting scientific criticality, in addition to actively participating in the teaching-learning process. The educational product of the research was a didactic guide that can be applied in different educational realities, and can be institutionalized by the schools that join the project.