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Tipo: Dissertação
Título: Ensino e aprendizagem de isomeria óptica com uso de polarímetro alternativo na perspectiva da experimentação investigativa
Autor(es): BISCASSI, Sulivan Augusto
Primeiro Orientador: ROSSI, Alexandre
metadata.dc.contributor.advisor-co1: ALVES, Evandro Roberto
Resumo: O ensino de isomeria óptica apresenta desafios, especialmente, pela complexidade conceitual da quiralidade e da rotação óptica, agravados pela escassez de recursos didáticos acessíveis que viabilizem atividades práticas. A ausência desses recursos nas escolas reforça a necessidade de abordagens inovadoras, capazes de tornar o aprendizado mais eficaz e contextualizado. Neste contexto, esta pesquisa investigou o papel da experimentação investigativa no ensino de isomeria óptica em um curso técnico em Química, por meio da construção e aplicação de um polarímetro alternativo, desenvolvido com materiais de baixo custo. Os objetivos incluíram avaliar as potencialidades pedagógicas dessa abordagem, contextualizar o conteúdo com base em aprendizagem por investigação, desenvolver e aplicar uma sequência didática e utilizar o polarímetro alternativo como ferramenta didática. A pesquisa foi aplicada, exploratória e investigativa, conduzida com 15 alunos do segundo módulo do curso técnico em Química de uma escola pública localizada em Ituverava-SP. A metodologia envolveu a aplicação de uma sequência didática composta por atividades teóricas e experimentais, realizadas em sala de aula e no laboratório químico. A coleta e análise dos dados combinaram métodos qualitativos e quantitativos para verifica r o progresso na aprendizagem. A construção e utilização do polarímetro alternativo permitiram aos alunos visualizarem, de forma prática, os efeitos da rotação óptica em substâncias quirais, favorecendo a compreensão da isomeria óptica e da polarimetria. A análise dos questionários aplicados ao longo da sequência indicou avanços positivos. O Questionário 3 revelou um aumento no número de respostas corretas em relação ao Questionário 2. Na identificação do tipo de isomeria, a taxa de acertos passou de 47% para 87%, e na diferenciação entre isômeros espaciais utilizando o polarímetro, o índice evoluiu de 53% para 87%. Os alunos conseguiram interpretar experimentalmente a relação entre a concentração da solução e o ângulo de rotação, que seguiu um modelo linear, com coeficientes de correlação (R²) variando entre 0,9929 e 0,9945. A rotação específica média obtida foi de +65 ± 4,3 graus, com erro relativo de -1,5% em relação ao valor teórico, confirmando a confiabilidade dos dados. Os gráficos construídos pelos alunos reforçaram a compreensão da relação matemática entre variáveis experimentais e conceitos fundamentais da isomeria óptica. Os relatos dos estudantes indicaram que a experimentação com o polarímetro alternativo promoveu maior engajamento entre as atividades teóricas e práticas. A interpretação dos dados experimentais, a observação da rotação óptica e a construção de gráficos foram apontadas como fundamentais para a aprendizagem. Os resultados demonstraram que a experimentação investigativa estimulou o raciocínio científico, contribuindo para uma aprendizagem mais ativa. A estratégia adotada mostrou-se eficaz na integração entre teoria e prática, revelando o potencial do polarímetro alternativo como recurso didático acessível e funcional para o ensino de isomeria óptica em contextos escolares com infraestrutura limitada.
Abstract: The teaching of optical isomerism presents significant challenges, particularly due to the conceptual complexity of chirality and optical rotation, compounded by the lack of accessible teaching resources that support practical activities. The absence of su ch resources in schools highlights the need for innovative approaches capable of making learning more effective and contextualized. In this context, this study investigated the role of investigative experimentation in teaching optical isomerism in a techni cal Chemistry course, through the construction and implementation of an alternative polarimeter made from low-cost materials. The objectives included evaluating the pedagogical potential of this approach, contextualizing the content through inquirybased learning, developing and applying a didactic sequence, and using the alternative polarimeter as a teaching tool. This applied, exploratory, and investigative research was conducted with 15 students from the second module of a technical Chemistry course at a public school in Ituverava, São Paulo. The methodology involved implementing a didactic sequence composed of theoretical and experimental activities carried out in both classroom and laboratory settings. Data collection and analysis combined qualitative and quantitative methods to assess learning progress. The construction and use of the alternative polarimeter enabled students to observe, in a practical manner, the effects of optical rotation in chiral substances, enhancing their understanding of optical isomerism and polarimetry. The analysis of questionnaires applied throughout the sequence indicated positive learning outcomes. Questionnaire 3 showed an increase in correct responses compared to Questionnaire 2. In identifying the type of isomerism, the accuracy rate rose from 47% to 87%, and in differentiating spatial isomers using the polarimeter, the rate improved from 53% to 87%. Students were able to experimentally interpret the relationship between solution concentration and rotation angle, which followed a linear model with correlation coefficients (R²) ranging from 0.9929 to 0.9945. The average specific rotation obtained was +65 ± 4.3 degrees, with a relative error of -1.5% compared to the theoretical value, confirming the reliability of the data. The graphs constructed by the students reinforced their understanding of the mathematical relationship between experimental variables and fundamental concepts of optical isomerism. Student reports indicated that experimentation with the alternative polarimeter fostered greater engagement between theoretical and practical activities. The interpretation of experimental data, observation of optical rotation, and graph construction were identified as essential elements of the learning process. The results demonstrated that investigative experimentation stimulated scientific reasoning, contributing to more active learning. The adopted strategy proved effective in integrating theory and practice, highlighting the potential of the alternative polarimeter as an accessible and functional didactic resource for teaching optical isomerism in school contexts with limited infrastructure.
Palavras-chave: Isomeria óptica.
Experimentação investigativa.
Polarimetria.
Ensino de Química.
Recursos didáticos alternativos.
Optical isomerism.
Investigative experimentation.
Polarimetry.
Chemistry teaching.
Alternative didactic resources.
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da Instituição: UFTM
metadata.dc.publisher.department: Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE
metadata.dc.publisher.program: Programa de Mestrado Profissional em Química em Rede Nacional
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/2072
Data do documento: 23-Jun-2025
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