DIRETORIA DE ENSINO LESTE 4 JOSÉ CARLOS FRANCISCO
DIRIGENTE REGIONAL DE ENSINO
ORIENTAÇÃO TÉCNICA DE QUÍMICA “OFICINAS TEMÁTICAS NO ENSINO PÚBLICO”
PCNP Cida Temple – 24/04/2012
Autoria do material
“Oficinas Temáticas no
Ensino Público”:
GEPEQ/USP
Contextualização no ensino de
química: possibilidades
GEPEQ – grupo de pesquisa em educação química Instituto de Química
USP
GEPEQ – grupo de pesquisa em educação química Instituto de Química
USP
Fábio Luiz de Souza Luciane H Akahoshi
Miriam P Carmo Alexandra Epoglou
Maria Eunice R Marcondes Dayse P Silva (CENP)
Ensino de química
deve contribuir para a formação da
cidadania ética e crítica
Conhecimentos para a interpretação da
realidade e o exercício da cidadania
Conhecimentos para o desenvolvimento
pessoal
Contextualização no Ensino de química
Diferentes perspectivas
Aplicação do conhecimento químico (AC) –
ilustrações e exemplos de fatos do cotidiano ou
aspectos tecnológicos
Descrição científica de fatos e processos (DC) –
explicações para fatos do cotidiano e de
tecnologias, estabelecendo ou não relação com
questões sociais. A Temática é escolhida em função
dos conteúdos
Contextualização no Ensino de química
Diferentes perspectivas
Compreensão da realidade social (CRS) – O
conhecimento químico é utilizado como ferramenta
para o enfrentamento de situações problemáticas
Transformação da realidade social (TRS) –
discussão de situações problemas de interesse
social, buscando que o aluno se posicione e
proponha formas de intervenção. Os conteúdos
estão em função da problemática em estudo
Abordagem temática
Possíveis objetivos
tema como pretexto para o
desenvolvimento dos conteúdos químicos
informação sobre o mundo físico,
processos produtivos
conhecimento da realidade, julgamento e
intervenção
rupturas
Contextualização social dos conteúdos químicos
Organização do conteúdo a partir de um tema – relevante
socialmente (escolha nossa)
AIKENHEAD, G. S.The social contract of science: implications for teaching science. In: SOLOMON, J. e AIKENHEAD, G. (Eds.), STS education - International perspectives on reform. New York: Teachers College Press, 1994.
PROBLEMATIZAÇÃO
INICIAL
Motivador
-Ligação entre o
conteúdo e situações
reais que os alunos
conhecem e vivenciam
-Manifestação das
concepções prévias
sobre as questões
colocadas para a
problematização
-Professor atua como
um problematizador
Os três momentos pedagógicos – (Delizoicov,Angotti e Pernambuco, 2002)
ORGANIZAÇÃO DO
CONHECIMENTO
Desenvolvimento dos
conteúdos a partir do
conhecimento
científico
-Percepção de outras
explicações para as
questões
problematizadas
-Comparação entre os
conhecimentos para
resolução das
questões desafiadoras
APLICAÇÃO DO
CONHECIMENTO
Conteúdo escolar é
usado para
reinterpretar as
questões
problematizadoras
iniciais
-Novas questões
que podem
transcender o
cotidiano do aluno
Organização de uma oficna temática
Problema ambiental,
social, político,
econômico, industrial
relacionado à química
Visão geral do
problema
Visão específica
ligada à química
Nova leitura do
problema
ORGANIZAÇÃO
DO
CONHECIMENTO
APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO
PROBLEMATI-
ZAÇÃO INICIAL
contextualização social dos conteúdos químicos
Organização do conteúdo a partir de um tema – relevante
socialmente (escolha nossa)
AIKENHEAD, G. S.The social contract of science: implications for teaching science. In: SOLOMON, J. e AIKENHEAD, G. (Eds.), STS education - International perspectives on reform. New York: Teachers College Press, 1994.
contextualização social dos conteúdos químicos
Currículo do Estado de São Paulo
• deve contribuir para a formação da
cidadania ética e crítica
Conhecimentos para a interpretação da
realidade e o exercício da cidadania
Conhecimentos para o desenvolvimento
pessoal
temáticas sócio-científicas que dialoguem com o contexto da escola, com a realidade do aluno e que transcendem seu universo vivencial
conteúdos em nível de complexidade compatíveis com a maturidade esperável da faixa etária de cada série
atividades com participação ativa dos alunos, preferencialmente demandando consulta e cooperação entre os pares
currículo de
Química
Baseado em Menezes, 2011
contextualização social dos conteúdos químicos
Currículo do Estado de São Paulo
temáticas sócio-
científicas que
dialoguem com o
contexto da escola,
com a realidade do
aluno e que
transcendem seu
universo vivencial
Compromisso com
conteúdos explícitos no
currículo
restrição conceitual
amplitude social,
tecnológica ou ambiental
refletir a “química real”
Exemplo de utilização do material:
Metais: propriedades e utilização
Objetivos:
Compreender a importância histórica dos metais no
desenvolvimento das civilizações.
Estudo dos metais visando a construção de
conceitos químicos de maneira contextualizada e
interelacionadas com as questões tecnológicas,
ambientais e sociais.
Entender as propriedades dos metais com estreita
relação de sua aplicabilidade no cotidiano e
sistema produtivo.
Analisando a condutibilidade elétrica de
alguns materiais
Precauções:
• Cuidado com choques
elétricos.
• Quando do manuseio do
aparelho de condutibilidade
elétrica.
• Ao testar o aparelho unindo
os fios desencapados.
• Cada vez que for limpar os
terminais com palha de aço,
desligar da tomada o
aparelho.
Conceitos que podem ser construídos com
o experimento
Condutibilidade
elétrica
Ligas metálicas
Condutores e isolantes elétricos
Ligação metálica
Propriedades físicas
Simbologia química
Modelo atômico
Questões para provocar interesse e
evocação das idéias
Quais os materiais utilizados?
Complete a tabela indicando os materiais que permitem
que a lâmpada acenda ou não:
O aço pintado conduz a corrente elétrica?
O que apresentam em comum os materiais que
conduzem a corrente elétrica?
Acende a lâmpada Não acende a lâmpada
Questões para provocar interesse e
evocação das idéias
Compare o latão e o aço: o que apresentam em comum?
O que são ligas metálicas?
Compare a condutibilidade elétrica da água do mar com
a dos metais que permitam que a lâmpada acenda?
Por que alguns materiais não conduzem a corrente
elétrica como nos metais?
Outras sugestões de trabalho considerando a a
condutibilidade elétrica como foco:
Corrosão dos metais
Emprego dos metais no cotidiano ( Construção de tabelas do tipo)
metais Alguns usos símbolo
Ouro jóias, uso dentário, dispositivos eletrônicos
Au
Prata jóias, utensílios de casa Ag
Ferro aço, uso em construção, máquinas Fe
Alumínio utensílios de casa, fabricação de aviões, em construção
Al
Cobre fios elétricos Cu
Mercúrio termômetros, dentário, em lâmpadas
Hg
urânio usinas e armas nucleares U
Analisando a densidade de alguns materiais
Objetivo:
Compreender o conceito de densidade e verificar a densidade
de alguns metais.
Analisando a densidade de alguns materiais
Recomendações Técnicas:
Organize grupos de no máximo 4 alunos.
Oriente os alunos para anotarem a massa da
amostra, o volume inicial da água na proveta antes da
adição da amostra na água.
A amostra deverá ter diâmetro menor do que o de
uma proveta de 25mL.
O volume inicial da água deve ser tal que possa
cobrir totalmente a amostra.
Auxilie os alunos a organizarem uma tabela para
anotação dos dados.
Analisando a densidade de alguns materiais
Questões para provocar interesse e
evocação das idéias
Quais metais você conhece e para que são
utilizados?
Como podemos identificar os metais?
Você já deve ter ouvido falar que o ferro é mais denso
do que o alumínio. Como você explica este fato?
Compare os valores obtidos da densidade do metal
por você obtida com a tabela a seguir e identifique
este metal.
METAL
DENSIDADE (g/cm3)
METAL
DENSIDADE (g/cm3)
Alumínio 2,7
Mercúrio
13,5
Chumbo
11,3
Níquel
8,9
Cobre
8,9
Ouro
19,3
Estanho
7,2
Platina
21,4
Ferro
7,8
Prata
10,5
Magnésio
1,7
Titânio
4,5
Tabela 1- Densidade de alguns metais. (Handbook of Chemistry and
Physics).
Conceitos químicos que podem ser desenvolvidos com o experimento:
Densidade dos metais
densidade
extensão
Propriedades específicas
(dureza; P.F, PE)
Massa e volume
Aplicações do metais na sociedade de acordo com a densidade.
Substituição dos metais por outros materiais, tais como: plásticos, destacando os aspectos positivos e negativos.
Reciclagem de metais
Dilatação térmica dos metais.
Os metais e o meio Ambiente
Outras sugestões de trabalho considerando a
densidade dos metais como foco:
Analisando a reatividade dos metais
Objetivo:
Interação dos metais com outras substâncias e o
problema da corrosão.
Classificar metais segundo sua reatividade, através da
reação com ácido (HCl)
Reação dos metais com ácido
Precauções e recomendações técnicas:
Orientar o aluno :
A respeito das técnicas e regras de segurança no manuseio do HCl.
Para observar com detalhes os metais: cor, brilho, maleabilidade, etc.
Identificarem cada tubo de ensaio e o respectivo metal.
Colocarem ao mesmo tempo os metais nos tubos de ensaio.
Não inalaram os vapores desprendidos pelo experimento.
Cuidados com o descarte dos materiais.
.
Reação dos metais com ácido
Questões para provocar interesse e
evocação das idéias
O que aconteceu?
Ocorreu uma transformação química? Qual a
evidência?
Que gás liberou?
O que aconteceu com o metal?
O que tem na solução após a interação do metal com
o ácido?
O que provocou a formação do gás?
Por que o H2(g) não ficou na solução?
Questões para provocar interesse e
evocação das idéias
Muitos acabamentos metálicos de ferro, como os de portões,
grades, recebem antes da pintura uma camada de zarcão. Qual a
finalidade desta camada? Justifique.
Você já deve ter tido contato com: uma colher de aço, uma
medalha de bronze, um utensílio de latão. O que significa para
você as palavras aço, bronze e latão?
Conceitos químicos que podem ser desenvolvidos com o experimento:
Reatividade dos metais com ácido
Transformações químicas
Oxidação/redução
corrosão
Rapidez da
reação
Reações exotérmicas
Reatividade/Tabela
periódica
Metais - Reatividade
tubo Metal Transformação com HCl (aq)
Rapidez da reação
1
2
3
4
Sugestão de tabela para organização dos dados
Metais - Reatividade. Discussões:
Mg (S) + HCl (aq.) MgCl2 (aq.) + H 2(g)
Zn (S) + HCl (aq.) ZnCl2 (aq.) + H 2(g)
Fe (S) + HCl (aq.) FeCl2 (aq.) + H 2(g)
Cu (S) + HCl (aq.) x
•Ordem crescente de reatividade: Mg>Zn>Fe>Cu
Oficina: Água do Mar
Devemos considerar que:
Provoquem a
especulação de idéias.
Possibilitem a
Construção de
conceitos .
Possibilitem o
Estabelecimento de
relações conceituais
Ser abordados em um
nível suficiente para
entendimento;
Ser retomados em outros
níveis de
aprofundamento.
Os experimentos:
Os conceitos químicos devem...
Sugestões para o desenvolvimento
da Atividade Experimental
• Focalizar no objetivo do tema
• Questões para o provocar interesse e evocação de idéias.
• Conceitos químicos que podem ser abordados.
• Ações Pedagógicas.
• Recomendações Técnicas.
• Sugestões de trabalhos a partir do tema.
Salinidade da água do mar
Objetivo:
Conhecer a composição e algumas propriedades físicas e químicas da água do
mar (maior parte da água que compõe nosso planeta).
Salinidade é definida como a massa de sais, em gramas,dissolvidos em 1kg de
água do mar.
Precauções:
Segurança no manuseio da lamparina a álcool
Cabelos compridos amarrados.
Cuidados com manuseio de vidro quente.
Utilização da água do mar filtrada.
Questões para o provocar
interesse e evocação de idéias.
• 1. O que você entende pelas expressões: água
doce e água salgada?
• 2. Ao receber um recipiente contendo água do
mar, como você determinaria a quantidade de
sais dissolvidos nessa água?
• 3. Como você separaria o sal da água do mar?
• 4. Você já pensou sobre a composição química
da água do mar? Sabe dizer qual é?
Mediação do Professor:
Questões do tipo:
O que significa, teor de sal na água do mar?
O que fizeram?
Quanto pesaram?
O que aconteceu com a massa que pesaram?
O que aconteceu durante o aquecimento?
Depois da evaporação quanto restou do sal?
(Sugestão: faça um levantamento dos dados com os alunos e uma média dos valores obtidos)
Por exemplo: 0,31g ; 0,43g(duas vezes) ; 0,36g
Média= 0,475g
Logo: 0,36g → 10g de água
x → 1000g x= 36g/1000g
Explicar este valor:
< 35 (proximidade da água doce)
> 35 ( proximidade da água salgada)
Conceitos químicos que podem ser
desenvolvidos com o experimento
Salinidade
Mistura de substâncias
fases
soluções
solubilidade Densidade
Cálculo de concentrações
Outras sugestões de trabalho considerando a
salinidade como foco:
• Interpretação da qualidade e quantidade de salinidade da
água mineral por intermédio da análise de rótulos.
• Texto ou tabela com dados sobre a composição da água do
mar, para que se possa explorar sua composição em termos
de íons presentes e a importância destes.
• Comparação da salinidade (interpretando tabelas) de
diferentes águas naturais,
• propondo exercícios que permitam o desenvolvimento do
raciocínio proporcional.
• Discussão de técnicas de separação de misturas nos
sistemas produtivos.
(veja: “Química e a Sobrevivência: Hidrosfera - Fonte de
Matérias”1 ).
1-GEPEQ/IQ-USP, Química e a Sobrevivência: Hidrosfera – fonte de materiais.
São Paulo: Edusp, 2005.
Solubilidade e a densidade
Objetivo:
Relacionar as propriedades solubilidade e densidade com estreita relação ao desenvolvimento da vida no nosso planeta.
Relacionar a solubilidade dos sais com a alteração de propriedades da água, com foco na mudança de densidade.
O que essa atividade possibilita:
• Ampliação do conceito de
solubilidade.
• Considerar as concepções que os
alunos já apresentam sobre
densidade alternativas).
• Abordagem conceitual em níveis
diferenciados dependendo do público
alvo (1ª,2ª ou 3ª séries do E.M)
Precauções: • Uso simplificado da linguagem química
reforçando concepções alternativas.
Questões para o provocar
interesse e evocação de idéias.
• 1) O que ocorre quando colocamos uma colher de sal de
cozinha (cloreto de sódio – NaCl) em um copo com água?
E se continuarmos adicionando outras colheres de sal o que
ocorrerá?
• 2) Quando adicionamos uma colher do sal carbonato de cálcio
(CaCO3) em pó em um copo com água e agitamos, observa-
se que a mistura torna-se turva e que o sal após algum tempo
se deposita no fundo do copo. Explique essa observação.
• 3) Quando colocamos um cubo de gelo em um copo com
água, observa-se que o cubo não afunda ficando na superfície
do líquido. Como você explicaria esse fato?
Conceitos químicos que podem ser
desenvolvidos com o experimento
Solubilidadee densidade
Determinação da densidade de plásticos
soluções
solubilidade Densidade
Cálculo de concentrações
Mediação do Professor:
Questões do tipo:
• Chamar atenção para as mudanças
que ocorrem em cada béquer.
• O que cada sal causou na água?
• O cal dissolve ou não?
• O que ocorreu no sistema 3 que não
ocorreu no sistema 2?
Outras sugestões de trabalho
considerando a solubilidade e a densidade
como foco:
• Estabelecer relações entre a densidade e a
utilização de alguns tipos de plásticos.
• Pesquisa sobre a concentração do Mar Morto,
explicando por que uma pessoa não afunda no
mesmo.
Dissolução de gás em água
Objetivo:
Conhecer sobre a dissolução de
gases em água para o
entendimento de muitos fenômenos
e processos observados na
natureza e no sistema produtivo.
Precauções:
Segurança no
manuseio da
lamparina a
álcool
Cabelos
compridos
amarrados.
Cuidados com
manuseio de
vidro quente.
Questões para o provocar
interesse e evocação de idéias.
Ao abrir duas garrafas de refrigerante, uma gelada e outra em temperatura ambiente, observa-se maior liberação de gás no refrigerante que está em temperatura ambiente. Como você
explicaria esse fato?
Você acha que gases se dissolvem em água? Explique.
Como os peixes respiram sob a água?
Conceitos químicos que podem ser
desenvolvidos com o experimento
Solubilidade dos Gases em
água
Transformação química
soluções
solubilidade
Densidade
pH
Ácidos e bases
Observando o Experimento
1- água de cal + CO2 + indicador universal pH≈ 10
CO2(g) + H2O(l) ═ H2CO 3 (aq)
H2CO3(aq) ═ HCO3- (aq) + H +(aq)
═ CO3 2-
(aq) + 2H+ (aq)
CaO (s) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)
Ca 2+ (aq) + CO3- (aq) → CaCO3 (s)
H+ (aq) + OH- (aq) → H2O (l)
Padrão de cores para indicador
universal verde
2- água do mar + CO2 + indicador universal pH≈ 8 →6/7
Observando o Experimento
Com a dissolução de CO2 na água do
mar observa-se a mudança mais lenta do pH
devido a presença de íons que provocam
efeito tampão, o qual é responsável pela
resistência à variação de pH.
O efeito tampão é caracterizado pela
mistura de ácidos fracos e suas bases
conjugadas como, por exemplo, o sistema
HCO3-/CO3
2- que é um dos responsáveis por
esse efeito na água do mar.
Observando o Experimento
3- água de torneira+ CO2 + indicador universal pH≈ 7→4
CO2(g) + H2O(l) ═ H2CO 3 (aq)
H2CO3(aq) ═ HCO3- (aq) + H +(aq)
═ CO3 2-
(aq) + 2H+ (aq)
Mediação do Professor:
Questões do tipo:
Chamar atenção para as mudanças que ocorrem em cada erlenmeyer?
Na escala, qual o pH de cada frasco?
O que fizeram depois?
O que aconteceu com o CO2 em água?
Frasco- 1
O que ocorreu com o cal?
Que evidência pode ser observada?
Frasco -2
Por que o pH inicial não abaixa para menor que 6?
Frasco-3
O que ocorreu quando se introduziu o CO2?
Depois de aquecer o frasco o que ocorreu?
Outras sugestões de trabalho considerando a
solubilidade dos gases como foco:
A importância da solubilidade dos gases
em ambientes marinhos
A formação de corais e estalactites.
A dissolução dos gases em processos
industriais.
Condutibilidade elétrica da água do mar
Objetivo:
Reconhecer a condutibilidade elétrica como uma propriedade importante para o
entendimento de fenômenos que ocorrem na natureza e nos processos.
Compreender o fenômeno da dissolução como um processo de interação entre as
partículas constituintes da mesma.
Precauções
: • Segurança no
manuseio do aparelho de condutibilidade elétrica, evitando choque elétrico.
• Desligar o aparelho a cada teste realizado para evitar acidentes.
• Cuidados quando da lavagem das pontas de teste do aparelho de condutibilidade.
Dispositivo para teste de condutibilidade elétrica de materiais
Questões para o provocar
interesse e evocação de idéias.
A água do mar conduz eletricidade. Como você pode justificar essa afirmação?
Para que a água seja condutora de eletricidade, é preciso que substâncias sejam dissolvidas nela. Comente esta frase.
Conceitos químicos que podem ser
desenvolvidos com o experimento
Condutibilidade elétrica da água
do mar
Sólidos:
iônicos
Ligações químicas
solubilidade
Interações interpartículas
pH
dissociação iônica
Eletrólitos
Substância Lâmpada de maior potência
Lâmpada de menor potência
1-Água destilada _ +
2- Água destilada + açúcar
_ +
3- Água destilada + CaO _ +
5- Água destilada + NaCl
+ +
6- Água do mar + +
Tabela para auxiliar as discussões
Mediação do Professor:
Questões
1. O que tem em comum o grupo de substâncias que acenderam a
lâmpada de menor potência do aparelho de condutibilidade elétrica?
2. O que tem em comum o grupo de substâncias que acenderam a
lâmpada de maior potência do aparelho de condutibilidade elétrica?
3. Porque a condutibilidade elétrica do CaO + água destilada é baixa?
4. Por que a condutibilidade elétrica da água destilada é muito baixa? A
água pode ser classificada como boa ou má condutora de
eletricidade?
5. Por que a solução de sacarose acende somente a lâmpada de
menor potência?
4- O açúcar ionizou ou dissociou ?
6. Por que a condutibilidade elétrica da água do mar é alta?
Outras sugestões de trabalho considerando a
condutibilidade elétrica da água como foco:
A importância da água no mundo
Extrapole com a atividade, permitindo ao aluno refletir sobre a
existência de processos industriais que aproveitam este
fenômeno para gerar outros produtos de importância para a
sociedade (cloro, soda cáustica).
Retome os outras questões com base no conhecimento
adquirido neste experimento:
( Mar Morto/ solubilidade de gás em água)
Obrigada por
sua
participação!
Prof.ª Cida Temple
PCNP de Química
Núcleo Pedagógico
Diretoria de Ensino Leste 4
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