Carbópolis: meio ambiente, resolução de problemas e software educacional

Marcelo L. Eichler e José Claudio Del Pino
Área de Educação Química, Instituto de Química, UFRGS
Av. Bento Gonçalves, 9500 Campus do Vale Porto Alegre/RS/BRASIL
Fone (051) 316-6270 FAX (051) 319-1499 e-mail: aeqiq@if.ufrgs.br

As propostas elaboradas pela Área de Educação Química contém no seu cerne um modelo pedagógico impregnado de um fazer educação através do ensinar química. Para a operacionalização de tal modelo é necessário uma produção de material instrucional alternativo aos softwares e livros didáticos, já que estes além de serem deficientes, quando utilizados no ensino tradicional, são totalmente inadequados para serem empregados nas propostas de ensino de química que temos construído. Este material se diferencia dos apresentados pelas mídias usualmente utilizadas em sala de aula pela temática e pela abordagem.

Em nossos materiais instrucionais utilizamos temas do cotidiano como fio condutor do ensino de química, porque acreditamos que:

Uma química contextualizada e útil para o aluno, futuro cidadão, deve ser uma química do cotidiano, que pode ser caracterizada como uma aplicação do conhecimento químico estruturado na busca de explicações para a facilitação da leitura dos fenômenos químicos presentes em diversas situações na vida diária. Os Ambientes Virtuais de Aprendizagem que estamos modelando tem como tema gerador e desencadeador das estratégias de ensino os meios de produção de energia elétrica, como, hidroelétrica, termonuclear, termelétrica, geotérmica, solar e eólica. A partir dos possíveis impactos ambientes destes meios de produção de energia elétrica são construídas simulações, que permitem ao usuário:
  •  identificar as suas causas e as conseqüências;
  • propor possíveis soluções;
  • decidir sobre os procedimentos de emergência a serem tomados, a partir do estudo das legislações pertinentes;
  • estudar e analisar casos que permitam tomar providências no sentido de evitar possíveis impactos; e
  • escolher o meio de produção de energia a ser ampliado em função do aumento da demanda no consumo.
  • Este tema gerador, e suas simulações, permite abordar uma diversidade de assuntos, entre eles:
  • poluição, através dos meios dispersantes água, ar e solos, e em manifestações particulares, como a poluição dos grandes centros urbanos e/ou industriais;
  • produção, disposição e reciclagem de lixo urbano e rejeitos industriais;
  • uso de adubos e defensivos agrícolas e seus efeitos na agricultura e no ambiente;
  • mineração e processos de manufatura de artefatos metálicos;
  • extração e refino de petróleo; e
  • riscos decorrentes de acidentes industriais.
  • No estudo dos assuntos e na descrição de seus processos e produtos são apresentados os conteúdos teóricos que os explicam e os fundamentam a partir de ferramentas hipertextuais, desenhos, animações e simulações, em substituição a simples estrutura discursiva e textual de transmissão do conhecimento.

    As simulações, que são estudadas a partir de situações-problema colocadas ao usuário por uma fictícia Agência de Proteção Ambiental (Figura 1), são apresentadas em regiões de um mapa inventado.
     
     

    Figura 1 - Tela onde são apresentadas as situações problema para o usuário resolver.


    O conteúdo temático para a primeira atividade foi baseado no impacto ambiental causado por uma usina termelétrica sem tratamento dos gases provenientes da queima de seu combustível. A queima do carvão libera o dióxido de enxofre (SO2) na atmosfera, que reage com a água da chuva, causando a precipitação com caráter mais ácido do que a da chuva em regiões não poluídas. Este caráter ácido da chuva causa danos as plantações de soja e a criação de gado da região. O mapa da cidade de Carbópolis, onde se simula esta atividade, é representado na Figura 2.

    Figura 2 - Mapa da fictícia cidade de Carbópolis, onde podem ser identificadas as regiões afetadas pelos problemas, coletar amostras de ar e de água da chuva para posteriormente serem analisadas e, a partir da comparação dos resultados obtidos, supor a origem do problema.

    O problema apresentado em Carbópolis consiste na diminuição da produção agropecuária em uma localidade próxima a uma usina termelétrica. Para resolvê-lo o aluno-usuário deve verificar os danos causados, a origem dos mesmos e propor uma solução que venha a diminuí-los. A sua disposição tem alguns eventos que permitem que tome conhecimento da situação da região, por exemplo, ele pode "entrevistar" alguns agricultores, a relações-públicas da usina, um guarda florestal e um secretário da prefeitura. Também são colocados instrumentos para a amostragem e análise da qualidade do ar e da água da chuva, bem como uma vasta biblioteca para consultas diversas, que além de textos possui animações dos fluxos e ciclos envolvidos, como os ciclos biogeoquímicos, por exemplo.

    A testagem de hipóteses e o conhecimento por simulação são evidenciados a partir das possíveis causas do problema que podem ser atribuídas pelo aluno-usuário. Para verificar se sua hipótese realmente é a causa do problema ele pode recorrer aos instrumentos de controle de poluição utilizados para a hipótese correspondente, voltar a coletar e analisar amostras e evidenciar a melhora, ou não, da qualidade do ar e da água da chuva.

    A biblioteca consiste de rotinas hipertextuais, o que faz com que a abordagem do conhecimento químico envolvido não seja linear e escalonada. A partir das linkagens possíveis, é a curiosidade e a necessidade do aluno-usuário que irá determinar o caminho utilizado para a leitura.

    Esta atividade resultou no software educativo Carbópolis, implementado em Visual Delphi 1.0 da Borland, com o conteúdo hipertextual da Biblioteca de consulta utilizando o próprio interpretador Help do Microsoft Windows 3.1, desenvolvido segundo a linguagem de Script. Esta etapa de implementação foi realizada com o suporte do Programa Especial de Treinamento do Instituto de Informática da UFRGS. Atualmente seguimos o trabalho com este modelo no sentido de disponibilizá-lo para acesso remoto via Internet.

    Prevê-se a expansão das atividades em duas cidades novas, que estão sendo criadas e modeladas, Cidade do Átomo e Vale Rochoso. Na primeira cidade será estudada os processos de produção de energia termonuclear a partir do estudo sobre as possíveis conseqüências de um acidente em usina nuclear. Na segunda será verificado a produção de energia hidroelétrica e o impacto causado pelo lago criado com a represa da usina.

    Além dos estudos dos conceitos relativos a produção de energia elétrica essas cidades abrem a possibilidade de ligação com diversos conhecimentos que ali estão representados, como por exemplo:

  • Em Carbópolis, produtividade agrícola, nutrição animal, esgotamento dos solos, mineração, poluição de cursos dágua, poluição urbana, entre outros.
  • Na Cidade do Átomo, a poluição de ambientes aquáticos marinhos, extração de petróleo e seu refino, efeitos curativos das areias monazíticas, entre outros.
  • No Vale Rochoso, o impacto sobre a fauna e a flora características da região (com algumas espécies em processo de extinção), alagamento de um sítio arqueológico, deslocamento dos habitantes da região, entre outros.
  • As atividades e os modelos aqui apresentados estão sendo implementados em convênio com um grupo de pesquisadores do Instituto de Informática da UFRGS.

    Os Ambientes Virtuais de Aprendizagem são ainda alvos de pesquisa em linhas que visam avaliar as interações entre homem X máquina e homem X máquina X homem a partir das navegações realizadas sobre estes sistemas.
     

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