Usare i rifiuti come strumento per l’educazione ambientale e l’insegnamento della chimica

ARTIGO ORIGINAL

MIRANDA, Igor de Sousa ^[1], SANTOS, Cleidison da Silva ^[2], MENDES, Manoel Henrique de Souza ^[3], MIRANDA, Adriele Mayara Soares ^[4]

MIRANDA, Igor de Sousa. Et. Usare i rifiuti come strumento per l’educazione ambientale e l’insegnamento della chimica. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. anno 04, Ed. 07, Vol. 10, pp. 70-86. luglio 2019. ISSN: 2448-0959, collegamento di accesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/quimica-it/usare-i-rifiuti

RIEPILOGO

L’obiettivo principale di questo lavoro è quello di produrre gesso e vernice ecologica con residui di gusci d’uovo. Inoltre, sappiamo che il riutilizzo di questi rifiuti mira ad ottenere nuovi materiali, quindi diventa uno strumento indispensabile per gli studenti nella riflessione sulle questioni ambientali nella propria comunità. Questo risveglia nel bambino una maggiore capacità di valutare l’importanza di preservare l’ambiente per la salute della società in cui è inserito. Ogni sviluppo dello studio ruota intorno alla consapevolezza dell’ambiente e all’insegnamento della chimica come strumento stimolante. A questo scopo, un programma di attività con tutti gli studenti di seconda elementare dell’istituto è stato organizzato nel campus IFPA di Óbidos-PA. Abbiamo elaborato il progetto con la comunità e le collezioni sono state effettuate per un periodo di una settimana, confrontando la quantità di rifiuti prodotti dalle residenze e dai punti commerciali. I residui del guscio d’uovo sono stati trattati e utilizzati come materia prima per la produzione di gesso e vernici ecologiche. La comunità ha avuto l’opportunità di partecipare alla settimana ambientale prodotta dall’IFPA, dove sono stati dimostrati i risultati del lavoro degli studenti. Il risultato finale del lavoro è stato soddisfacente, perché è stato raggiunto l’obiettivo di produrre materiali industriali con l’uso di gusci d’uovo come proposta per insegnare l’educazione ambientale e chimica. I risultati delle valutazioni scritte hanno mostrato che il concetto di contenuto è stato effettivamente fissato e compreso dagli studenti, quindi l’apprendimento è stato più significativo in quanto ha stimolato la creatività tra gli studenti e la ricerca come strumento per imparare la chimica e la formazione del cittadino con consapevolezza ambientale e sociale.

Parole chiave: Educazione Ambientale, Intonaco, Vernice Ecologica, Chimica, Sperimentazione.

1. INTRODUZIONE

I Parametri Curriculari Nazionali (PCN) della chimica delle scuole superiori stabiliscono fondamentalmente un rapporto comune tra le scienze che costituiscono l’area, questo rapporto consiste nell’indagine della natura e dello sviluppo tecnologico come parametro che la scuola deve condividere e articolare come un linguaggio comune che crea una cultura scientifica in grado di produrre una conoscenza scolastica legata ai concetti di vita quotidiana e all’universo culturale di questa scienza.

Anche se ci sono questi parametri che guidano come articolare un contenuto all’interno della disciplina della chimica, le difficoltà del rapporto tra l’insegnamento e la chimica dell’apprendimento sono diventate oggetto di dibattito al giorno d’oggi, perché la maggior parte degli studenti non può mettere in relazione i contenuti insegnati con la loro vita quotidiana (PAZ, et al. 2010).

Seguendo l’idea comune che si basa l’istruzione, che è la formazione dei cittadini con consapevolezza sociale e ambientale, possiamo evidenziare la scienza chimica e l’educazione ambientale come strumenti stimolanti per aumentare la consapevolezza dei problemi ambientali, formando in questo contesto cittadini con una maggiore consapevolezza ambientale e sociale.

Secondo SANTOS, et al (2011) l’apprendimento della chimica come strumento per l’educazione ambientale può trasformare l’insegnamento in un processo di valorizzazione permanente delle varie forme di conoscenza con l’obiettivo di formare un cittadino che abbia consapevolezza locale e planetaria. In questo contesto, l’autore ha proposto di utilizzare la spazzatura e il riciclaggio come tema motivante per affrontare i contenuti chimici relativi ad alcune questioni sociali e ambientali. Seguendo questo tema, il contenuto trasmesso ha fornito allo studente una percezione scientifica e critica del problema presentato, rendendo l’apprendimento più dinamico e significativo.

Durante la ricerca, gli studenti hanno selezionato un problema ambientale che è in aumento negli ultimi anni, che è stato anche lavorato come tema motivante per l’insegnamento della scienza, questo tema, legato all’industrializzazione e all’aumento del consumo di uova in tutto il mondo, perché di conseguenza, il numero di residui di gusci d’uovo è aumentato in modo significativo negli ultimi anni. Secondo FREIRE et al. (2006) Solo in Brasile vengono generate circa 120.000 tonnellate di guscio d’uovo all’anno, la maggior parte delle quali vengono scaricate in modo improprio nell’ambiente, contribuendo così all’aumento degli impatti ambientali.

Considerando questo problema, diversi autori hanno studiato la composizione dei residui di guscio d’uovo e vari modi per riutilizzarli come fonte di materia prima per le industrie. Per esempio, FREIRE et al. (2008), quando si conduce uno studio sul guscio d’uovo, notato attraverso analisi di diphratogramma a raggi X che questo residuo è composto prevalentemente da carbonato di calcio, una componente essenziale nella formulazione del silicato di calcio e la principale fonte per la produzione industriale di ossido di calcio. Lo stesso autore menziona anche che, attraverso analisi termogravimetriche, è stato possibile prevedere che il carbonato di calcio presente nel guscio dell’uovo si decompone in ossido di calcio fondamentalmente a una temperatura pari o superiore a 800^oC.

Secondo VIEIRA (2004), la polvere di carbonato di calcio, ottenuta dal guscio d’uovo, può agire come agente nella rimozione di metalli pesanti in un mezzo moltooso, e RODRIGUES et al. (2015) ha presentato la possibilità di riutilizzare guscio d’uovo come fonte di CaCO₃ e CaO, soprattutto nell’industria farmaceutica che potrebbe produrre farmaci per le persone che hanno problemi di salute legati alla mancanza di calcio nel corpo. Un’altra possibilità è anche l’applicazione di questi residui in orti o terreni destinati alla coltivazione di piantagioni, con l’obiettivo di correggere il pH di terreni molto acidi.

Secondo SOARES (2005), mescolando carbonato di calcio con acido solforico in proporzioni dovute, è possibile ottenere solfato di calcio, che è il principale componente del gesso, ampiamente utilizzato nel campo della medicina e dell’artigianato. Nonostante l’abbondanza di materie prime per la fabbricazione del gesso nelle industrie, l’idea di riutilizzare i rifiuti come proposta per la produzione di questo materiale diventa un’alternativa significativamente attraente, poiché una delle causalità della discussione tra i gestori e la società sono la generazione e lo smaltimento finale dei rifiuti, quindi l’uso di gusci d’uovo significa una riduzione dello smaltimento di questi residui con elevati inquinatori nelle discariche.

L’ossido di calcio, che può essere generato dalla calcinazione dei residui del guscio d’uovo, è un solido bianco, basso solubile in acqua a temperatura ambiente e genera soluzioni con alta alcalinità, pH intorno a 12,8. La cosiddetta acqua di calce è una soluzione satura di ossido di calcio. Nell’industria della vernice CaO è utilizzato principalmente nella produzione di vernice calce, generalmente utilizzato per la pittura, noto anche come whitefall, è stato utilizzato fin dall’antichità per correggere le imperfezioni della parete (MORAES et al, 2015). L’uso di vernici al lime del CaO prodotto dalla calcinazione dei residui di guscio d’uovo potrebbe garantire prodotti più economici e processi chimici più sicuri e più puliti dal punto di vista ambientale (GIULIO, 2007).

Secondo tutto ciò che è stato esposto, l’idea di in relazione l’insegnamento delle aree della chimica con l’educazione ambientale diventa abbastanza attraente, perché questa approssimazione dei problemi legati allo smaltimento inadeguato dei rifiuti e al riutilizzo dei rifiuti al fine di ottenere nuovi materiali finisce per fornire agli studenti, che seguono il progetto, la possibilità di riflettere sulle questioni ambientali nella propria comunità , risvegliando nel bambino una maggiore capacità di valutare l’importanza di preservare l’ambiente per la salute della società in cui è inserito. Tutte le conoscenze acquisite nella scuola possono anche alimentare l’idea che lo studente può cambiare la realtà della sua comunità in modo positivo. La produzione di materiali da rifiuti di guscio d’uovo può anche fornire allo studente e alla comunità l’opportunità di nuove forme di impresa e sviluppo di tecnologie ambientali più pulite.

Il lavoro sulla produzione di materiali da residui di guscio d’uovo è stato sviluppato presso l’Istituto Federale di Pará (IFPA) campus di Óbidos-PA. L’obiettivo principale del lavoro era quello di fornire agli studenti l’opportunità di discutere questioni ambientali utilizzando la chimica come strumento per riutilizzare i rifiuti scaricati in modo inappropriato e disordinato in natura, riducendo così al minimo molti impatti ambientali generati da smaltimento improprio di materiali che possono essere utili come prodotto riciclato.

In un panorama pedagogico, le attività sviluppate sul lavoro possono emergere come uno strumento che permette l’apprendimento dei concetti chimici in modo contestualizzato e legato al tema dell’educazione ambientale, fornendo così una base teorica e pratica in modo che lo studente possa sviluppare concetti critici e scientifici sul tema coinvolto nel progetto.

I concetti principali utilizzati durante lo sviluppo della ricerca sono stati: inquinamento ambientale e ambientale, soluzioni chimiche, stocamemetria, reazioni chimiche, equilibrio chimico, termochimica, educazione ambientale e sviluppo sostenibile. Poiché gran parte del contenuto presentato è stato inserito nel curriculum delle classi del secondo anno, questi sono stati selezionati per la preparazione della ricerca, per un totale di 3 classi con circa 40 studenti in ciascuno.

2. MATERIALI E METODI

Tutta l’elaborazione del lavoro è stata sviluppata con come obiettivo principale la consapevolezza dell’ambiente e l’insegnamento della chimica come strumento stimolante per la produzione di tecnologie che aiutano a garantire la riduzione dei rifiuti in natura. A tale scopo, un programma di attività con tutti gli studenti del secondo grado di scuola superiore dell’istituto è stato organizzato nel campus IFPA della città di Óbidos-PA, dal momento che sono in grado di formare professionisti direttamente collegati con l’area ambiente.

In primo luogo, per avviare le attività, è stata sviluppata un’indagine in cui gli studenti sono stati incoraggiati a fare ricerche su varie questioni relative all’ambiente, tra cui le leggi e le tecnologie esistenti per il riciclaggio dei materiali. Per questo, sono stati formati team, in ogni classe, composta da 5 individui, lo scopo della ricerca era quello di raccogliere il maggior numero possibile di informazioni sull’argomento, e in questo modo è stato possibile tracciare una relazione tra lo studio della chimica e l’ambiente. Attraverso il sondaggio, tutte le squadre hanno presentato un tema relativo alla chimica e all’ambiente, questi temi sono stati messi ai voti dalle classi. Gli studenti di tutte le classi hanno scelto e creato un tema comune, chiamato dagli studenti stessi: “Uso dei rifiuti di guscio di pollo come proposta per la produzione di prodotti industriali a basso costo”. Da questo tema è stato elaborato un progetto pedagogico che dovrebbe soddisfare le esigenze delle classi teoriche e pratiche relative alla chimica e al tema ambientale scelto.

2.1 PROGETTO DIDATTICO-PEDAGOGICO

Uso di rifiuti di conchiglie di pollo come proposta per la produzione di prodotti industriali a basso costo

2.1.1 OBIETTIVO GENERALE

Utilizzare i processi di riutilizzo dei rifiuti chimici come strumento per insegnare chimica ed educazione ambientale.

2.1.2 OBIETTIVI SPECIFICI

• Incoraggiare lo studente a comprendere i concetti di base della chimica che sono legati al processo di riutilizzo dei residui del guscio d’uovo;
• promuovere la consapevolezza ambientale tra scuola e società;
• produrre una vernice ecologica e gesso utilizzando come residui di materia prima di guscio d’uovo di gallina;
• Produzione e analisi della resa dell’ossido di calcio, prodotta attraverso la calcinazione dei residui delle uova lavate;
• Produzione e analisi della resa del solfato di calcio, prodotta attraverso la reazione dell’acido solforico e guscio d’uovo schiacciato e lavato;
• Utilizzare le conoscenze utilizzate sul lavoro per stimolare l’apprendimento delle discipline di base, che sono legate all’educazione ambientale, nei vari corsi offerti dall’istituto.
• Utilizzare i concetti di chimica di base per promuovere l’educazione ambientale.

2.1.3 CONTENUTO

• Educazione ambientale
• Soluzioni chimiche
• Cinetica chimica
• Stochiometria
• Reazioni chimiche

Classi: Tutti i gradi del secondo anno tecnico integrati al liceo

Tempo stimato: 3 mesi

Materiale richiesto:

• Bequer
• Serra
• Alcol 70%
• Candeggina
• Acqua distillata
• Agitatore magnetico
• Acido solforico
• Colla PVA
• Muffola
• scala
• Vetro orologio
• Frullatore
• Gusci d’uovo schiacciati

2.1.4 SVILUPPO

Lo sviluppo del lavoro è stato elaborato in 3 fasi. Nella prima fase, abbiamo cercato di condurre un’indagine teorica sui temi legati al tema scelto dagli studenti e dalla chimica ambientale; la seconda fase consisteva nel metodo di preparazione dei materiali mediante l’uso di residui di guscio d’uovo; e l’ultima fase è stata la valutazione con l’obiettivo di verificare l’apprendimento degli studenti. Ogni passaggio è descritto di seguito:

• Fase 1: In questo primo momento saranno sollevate diverse questioni relative all’ambiente e ai rifiuti urbani, incoraggiando gli studenti a riflettere sugli impatti ambientali e sulle leggi elaborate dai dirigenti pubblici del comune e del pianeta. Dopo il dibattito e la ricerca condotta dagli studenti, saranno insegnati corsi di chimica che relazione il tema selezionato con la disciplina, mostrando allo studente l’importanza della conoscenza della chimica per promuovere la gestione dei rifiuti e la produzione di materiali che aiutano a ridurre l’impatto ambientale regionale e planetario. L’obiettivo finale di questa fase sarà quello di sviluppare nello studente uno spirito critico, scientifico e sociale su tutte le questioni legate all’ambiente.
• Passo 2: In questa fase, gli studenti saranno divisi in gruppi e incoraggiati a catalogare la quantità di rifiuti e uova di pollo di scarto che possono essere raccolti nelle loro case e nei punti di pasto vicino alle loro case al fine di essere utilizzati come materia prima nel funzionamento del lavoro. Per incoraggiare la raccolta, i gruppi dovrebbero distribuire in stabilimenti e case, opuscoli che parlano di consapevolezza ambientale. Durante la consegna degli opuscoli, ogni gruppo farà anche una presentazione orale sul lavoro e la sua importanza nella comunità. Oltre agli opuscoli, nella comunità saranno distribuiti anche contenitori per la raccolta di gusci d’uovo. Dopo la raccolta, gli studenti saranno portati in laboratorio per produrre i materiali dai residui del guscio d’uovo di gallina secondo il protocollo elaborato.
• Preparazione e pulizia dei rifiuti

Per la preparazione e la pulizia dei residui di guscio d’uovo, il materiale verrà prima lavato con candeggina. Dopo aver lavato i gusci, il materiale verrà essiccato in una serra con temperatura di 80 ^oC, durante il processo di essiccazione il materiale deve essere confinato in forno per 24 ore. Dopo queste procedure, saranno rimossi dalla membrana interna del guscio dell’uovo, seguita dalla macinazione del guscio. Al termine del processo, il materiale sarà pesato in equilibrio analitico e i dati saranno conservati per ulteriori comparazioni nelle analisi dei rendimenti (RODRIGUES, 2017).

• Produzione di ossido di calcio

Per la produzione di ossido di calcio, i gusci d’uovo schiacciati e puliti saranno sottoposti al processo di calcinazione in muffla per un tempo di 1h ad una temperatura di 800^oC.

• Ottenere solfato di calcio (Gypsum)

Per ottenere il solfato di calcio, prima una quantità di 200 g di guscio d’uovo precedentemente trattato e schiacciato sarà separato in un becher. Quindi, sul campione, verranno aggiunti 280 ml di soluzione di acido solforico molare, che sarà in costante agitazione in agitatore magnetico per un tempo di 30 minuti. Al termine del tempo di reazione, il materiale risultante verrà filtrato e prelevato per l’essiccazione in forno regolato a 105^oC per un periodo di 24 ore.

• Preparazione dell’inchiostro

Per preparare la vernice, 200 g di ossido di calcio, prodotto dal guscio dell’uovo, e 400 ml di acqua saranno mescolati in un contenitore. La miscela sarà mescolata per 10 minuti e lasciata riposare per altri 10 minuti. Successivamente, sulla soluzione devono essere aggiunti 100 ml di colla PVA, la miscela sarà mescolata di nuovo e presa per la prova.

• Fase 3: Una volta formato il prodotto finale, le questioni relative all’educazione ambientale, il ruolo sociale di ogni persona come cittadino e come possiamo applicare le conoscenze scientifiche come strumento per ridurre l’impatto ambientale in una società saranno nuovamente sollevate. Questa fase finale ha fondamentalmente due momenti valutativi, il primo consiste nell’osservare lo sviluppo di ogni squadra, analizzando le prestazioni e l’intraprendenza degli studenti nella presentazione e nella spiegazione del lavoro durante le loro presentazioni all’evento della Settimana dell’Ambiente offerto da IFPA campus di Óbidos-PA. Nel secondo momento di questa fase, una valutazione teorica sarà passata a ogni studente individualmente, dove il contenuto principale sarà basato sulle fasi pratiche di preparazione del progetto e il suo rapporto con i temi della chimica come: Stochiometria, Soluzioni Chimiche, Reazioni Chimiche e Cinetica Chimica.

2.1.5 PRODOTTO FINALE

• Seminari, a scuola e nella comunità, presentando i problemi e le possibili soluzioni alla spazzatura;
• Un campione presentato alla Settimana dell’Ambiente, che mostra a tutta la comunità la produzione di vernice ecologica e gesso come materiali industriali ottenuti dall’uso di residui dal guscio d’uovo dei polli.

3. RISULTATI E DISCUSSIONE

Nella fase di raccolta dei rifiuti, gli studenti hanno inizialmente condotto un’indagine sulla quantità di rifiuti generati nelle case e nei punti commerciali vicino alle loro case. Il risultato è stato che ogni residenza produceva circa 600 g di immondizia al giorno, di cui 24g erano rifiuti di guscio d’uovo, e gli stabilimenti commerciali (ristoranti e snack bar) hanno generato circa 4 Kg di immondizia al giorno, di cui circa 800g erano residui di guscio d’uovo. I risultati della raccolta totale eseguita dagli studenti nel corso di una settimana sono stati raccolti nella Tabella 1, nella tabella possiamo osservare che la quantità di immondizia prodotta da uno stabilimento commerciale equivale a circa una quantità di rifiuti prodotti per 7 giorni di residenza, in questo senso le politiche pubbliche legate alla raccolta selettiva, potrebbero iniziare gli incentivi per la raccolta con i ristoranti e le caffetterie del comune. Secondo l’indagine, il 100% della popolazione, che ha partecipato al lavoro, non ha selezionato la spazzatura e il materiale organico è stato mescolato con tutti i tipi di materiale riciclabile o meno. In questa fase, possiamo osservare che anche se i media svolgono una campagna sull’importanza di separare la spazzatura, molti residenti non hanno alcuna abitudine nel separare i rifiuti, la maggior parte dei cittadini sostengono che gli agenti di raccolta non fanno distinzione dalla spazzatura e anche il residente dopo aver separato la spazzatura, alla fine tutto è mescolato all’interno del camion di raccolta , e non vi è alcun incentivo per la raccolta selettiva da parte della città.

Tabella 1. Quantità di rifiuti e residui di guscio d’uovo prodotti da ciascuna residenza e da ciascun stabilimento commerciale.

Sito di raccolta	Quantità media di rifiuti prodotti in 7 giorni	Quantità media di residui di guscio d’uovo prodotti in 7 giorni
Residence	4,8 kg	1,5 kg
Ristorante e/o snack bar	28 kg	5,4 kg

Fonte: Autore

Dopo la fase di raccolta delle informazioni, sono stati selezionati 24 punti per la raccolta, 12 residenziali e 12 commerciali. Ogni gruppo era responsabile della raccolta e della spiegazione dell’importanza della raccolta nei punti selezionati, quindi le presentazioni sono state fatte utilizzando l’opuscolo intitolato: “Ambiente – Il problema della spazzatura”.

come illustrato nella Figura 1. Logo per l’evento della settimana dell’ambiente e l’immagine dei gruppi divisi per l’elaborazione del progetto.

Durante l’intera presentazione degli studenti nelle residenze e nei punti commerciali, sono state trasmesse informazioni sull’educazione ambientale e sui problemi ambientali causati da uno smaltimento inadeguato dei rifiuti, inoltre, i contenitori di plastica sono stati distribuiti nella comunità per la separazione e la successiva raccolta di gusci d’uovo di pollo. Sia i residenti che i dipendenti degli stabilimenti commerciali, hanno proposto di partecipare ai lavori e di monitorare l’esito del processo durante la riunione sull’ambiente che si sarebbe svolta durante l’evento della settimana dell’ambiente del campus IFPA . I risultati del processo di riutilizzo sono serviti anche come strumento di dissezione e incoraggiamento per la partecipazione dei genitori e della comunità all’evento sull’ambiente offerto dall’IFPA in collaborazione con l’Università Federale di Western Pará (UFOPA). Durante l’evento, gli studenti hanno presentato i risultati e spiegato il processo che mostra ogni fase per la produzione di vernice ecologica e gesso, e una piccola quantità del materiale prodotto è stato distribuito tra gli ascoltatori. In questo momento, l’insegnante ha anche partecipato all’evento e valutato la presentazione dei gruppi al lavoro. È stato osservato che tutti gli studenti hanno partecipato durante la spiegazione del progetto e anche che tutti hanno spiegato correttamente i processi chimici e fisici, dimostrando che la raccolta dei dati eseguita dai gruppi in realtà serviva come strumento per l’apprendimento della chimica e dell’educazione ambientale.

come illustrato nella Figura 2. Immagine dei gruppi separando il materiale raccolto e pulendo i gusci d’uovo schiacciati.

Il 2010 ha analizzato il processo di insegnamento-apprendimento della chimica del secondo grado di scuola superiore in alcune scuole pubbliche. I dati raccolti dagli autori hanno mostrato che circa il 70% degli studenti di questa serie ha grandi difficoltà nell’imparare la disciplina perché ha problemi legati ai calcoli, e ancora circa il 30% ha problemi legati alla mancanza di classi pratiche. Secondo gli autori, la metodologia utilizzata dall’insegnante è una ragione notevole per questo, perché finisce per enfatizzare la memorizzazione delle formule, e quindi, i calcoli sono prioritari e la sperimentazione e la costruzione della conoscenza scientifica viene svalutata, rendendo gli studenti hanno grandi difficoltà a imparare la disciplina in questa fase.

Seguendo la realtà e il problema legato ai calcoli chimici, durante il lavoro gli studenti sono sempre stati incoraggiati a eseguire tutti i calcoli attraverso osservazioni ed esperimenti, ad esempio, per la produzione di ossido di calcio è stato osservato da ogni gruppo che in media 1 Kg di residuo dal guscio di uovo schiacciato, prodotto, dopo il processo di calcinazione, circa 480g di materiale (ossido di calcio) , con questi risultati, è stato possibile per gli studenti trovare la resa della reazione attraverso la relazione stochiometrica tra CaCO₃ e CaO secondo l’equazione 1:

CaCO₃(s) ^Δ CaO(s) + CO₂(g) Equazione (1)

(Peso molecolare CaCO₃: 100g) (Peso molecolare CaO: 56g)

Teorico: (1kg CaCO₃) (560g CaO)

Sperimentale: (guscio d’uovo schiacciato: 1Kg) (Materiale prodotto: 480g)

Teoricamente e senza prendere in considerazione la purezza del materiale, con circa 1 Kg di residui di guscio d’uovo (fondamentalmente composto da CaCO₃) sarebbe possibile ottenere circa 560g di materiale calcinato (composto fondamentalmente da CaO). Attraverso le informazioni e i risultati trovati nell’esperimento, è stato dimostrato dagli studenti che questa reazione ha avuto un rendimento di circa l’86%.

Nella produzione di gesso dal residuo del guscio d’uovo schiacciato, prima i gruppi dovevano calcolare la quantità di acido solforico necessaria per preparare 300 ml di una soluzione con concentrazione di 8 Molari. Con i risultati ottenuti, il tecnico di laboratorio dell’istituto che gestisce l’intera procedura e gli studenti hanno avuto l’opportunità di seguire l’intero processo produttivo della soluzione, a causa di problemi di sicurezza e mancanza di materiale di protezione personale per gli studenti, questa fase è stata limitata solo nell’osservazione. L’obiettivo di questa attività era fondamentalmente quello di dimostrare la produzione di soluzioni chimiche in laboratorio. Dopo la produzione della soluzione, la miscela è stata fatta tra il residuo del guscio d’uovo e la soluzione, in questo processo gli studenti non sono stati forniti alla reazione in questione e ogni gruppo ha dovuto scrivere la possibile equazione tra la miscela composta fondamentalmente da CaCO₃ (residuo schiacciato) e H₂SO₄ (soluzione acida). Tutti i gruppi sono stati in grado di trovare correttamente l’equazione coinvolta nel processo e anche correttamente bilanciato come mostrato di seguito (equazione 2):

CaCO₃(s) + H₂SO₄(aq) CaSO₄(s) + H₂O(l) + CO₂(g) Equazione (2)

Dura_nte la fase di produzione del materiale, è stato possibile osservare che praticamente tutti gli studenti volevano essere coinvolti nel progetto, questo dimostra che la sperimentazione svolge un ruolo molto importante nella costruzione e nell’incoraggiamento della conoscenza per la disciplina chimica. Il deficit di attenzione durante le spiegazioni di ogni parte del contenuto era minimo e la grande difficoltà del rapporto di calcoli matematici con la disciplina era bassa. È stato osservato durante il lavoro che la maggior parte degli studenti aveva conoscenze di base della matematica, ma una grande difficoltà nell’applicare le equazioni in un problema di chimica. Era evidente, durante il progresso della ricerca, che con l’osservazione e la sperimentazione diventa molto più pratico e facile per lo studente applicare i calcoli per uno scopo adeguato in un esperimento di laboratorio, in questo modo la disciplina non è fondamentalmente limitata solo nelle equazioni e nei calcoli decorativi e poco attraente.

Molti autori rafforzano l’idea del miglior apprendimento in chimica ottenuta attraverso la sperimentazione, ad esempio, SILVA JÚNIOR (2016) espone una riflessione sulla sperimentazione nell’insegnamento della chimica. Per l’autore, l’uso della sperimentazione permette allo studente di sperimentare situazioni reali che si presentano nei concetti di chimica, e quindi lo studente tende a partecipare di più alla classe e allo stesso tempo gli permette di mettere in relazione la teoria con la pratica. L’autore aggiunge che le attività pratiche in chimica hanno come scopo sviluppare gli studenti in modo più efficace nel processo di apprendimento, quindi è necessario creare nuovi modi che promuovano l’insegnamento della chimica in modo investigativo e motivano gli studenti a imparare come elaborare le ipotesi, raccogliere e analizzare i dati e strutturare le proprie conclusioni al fine di applicarle nella società di cui fanno parte.

SILVA (2016) ammette che i processi di apprendimento dei contenuti concettuali e procedurali si arricchisce attraverso attività investigative, questi tipi di attività, indipendentemente dall’ambiente in cui vengono eseguite, forniscono e promuovono un ruolo più attivo per gli studenti nello sviluppo delle classi, quindi la costruzione della conoscenza è molto maggiore attraverso osservazioni e indagini rispetto a una classe puramente teorica.

Nel lavoro sviluppato, circa il 90% di tutti gli studenti coinvolti è stato in grado di ottenere un punteggio superiore o uguale alla media scolastica nella valutazione scritta (teorica). Ciò dimostra che l’uso di risorse didattiche-pedagogiche coinvolte nelle attività ha influenzato e motivato il processo di insegnamento-apprendimento, perché l’uso della chimica come strumento per la produzione di materiali ha stimolato la pratica e la sperimentazione scientifica dei contenuti coinvolti nelle attività. La valutazione è stata suddivisa in 15 domande di tesi, 5 sull’ambiente e 10 sulla chimica che copre il contenuto della soluzione chimica, della cinetica chimica, della stocamemetria e delle reazioni chimiche. L’obiettivo principale di questa fase di valutazione era quello di osservare se c’era la fissazione della parte teorica della materia da parte degli studenti, poiché la stragrande maggioranza ha avuto successo durante la valutazione scritta, si conclude che l’uso delle risorse pedagogiche utilizzate serviva come strumento per insegnare la disciplina insegnata. Dopo il lavoro, la media totale in termini di grado studentesco nella disciplina con relazioni per gli anni precedenti, praticamente aumentata dell’80% e il numero di studenti trattenuti per il recupero ha raggiunto circa lo zero.

4. CONCLUSIONE

Il lavoro e l’indagine delle informazioni svolte dagli studenti sono servite da strumento stimolante per la ricerca di conoscenze legate all’ambiente, hanno incoraggiato la ricerca sul problema della spazzatura, sviluppando negli studenti una visione critica di come vive la società attuale e di quanto ogni essere umano si occupi efficacemente di questo tema.

I dati trovati dagli studenti nell’esperimento di produzione di materiali mediante l’uso di residui di guscio d’uovo di gallina sono stati presentati come un ottimo metodo per motivare l’insegnamento della chimica. L’idea di dimostrare l’importanza e lo scopo dell’uso di calcoli matematici nella fabbricazione di materiali ha generato una diminuzione degli alti tassi di difficoltà degli studenti nel relazione dell’uso dei calcoli con la chimica. Ciò che può aver contribuito a questo successo è stato quello di utilizzare i calcoli per uno scopo pratico, mostrando allo studente che le formule utilizzate sono anche parte dell’esperimento, e quindi i calcoli hanno un’obiettività, dal momento che sono essenziali per iniziare e finire l’esperimento.

L’utilizzo del progetto ha anche finito per incoraggiare la partecipazione della comunità all’evento della settimana ambientale offerta dall’IFPA, perché durante la presentazione dei lavori, molti residenti hanno avuto l’opportunità di esporre come hanno partecipato all’esecuzione del progetto e come il progetto ha influenzato il punto di vista di ogni residente sul tema dell’ambiente e sul tema dei rifiuti urbani.

Il risultato finale del lavoro è stato soddisfacente, perché è stato raggiunto l’obiettivo di produrre materiali industriali con l’uso di gusci d’uovo come proposta per insegnare l’educazione ambientale e chimica. I risultati delle valutazioni scritte hanno mostrato che il concetto di contenuto è stato effettivamente fissato e compreso dagli studenti, quindi l’apprendimento è stato più significativo in quanto ha stimolato la creatività tra gli studenti e la ricerca come strumento per imparare la chimica e la formazione del cittadino con consapevolezza ambientale e sociale.

Anche se il lavoro ha contribuito a sensibilizzare una parte della comunità e gli studenti, dovrebbero essere prodotti nuovi lavori sull’educazione ambientale e allo stesso tempo utilizzati per la formazione dei cittadini e l’apprendimento delle scienze nel suo complesso.

5. RIFERIMENTI

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^[1] Laurea magistrale in Chimica presso l’Università Federale di Parà.

^[2] Dottorando in Educazione: Università Nazionale di Rosario.

^[3] Laurea in chimica presso l’Università Federale di Parà.

^[4] Laurea magistrale in Bioscienze presso l’Università Federale di Western Parà.

Inviato: Luglio, 2019.

Approvato: luglio 2019.