Ciências, Vida & Universo - 9º Ano

MANUAL DO PROFESSOR

ENSINO FUNDAMENTAL ANOS FINAIS COMPONENTE CURRICULAR: CIÊNCIAS

Leandro Godoy • Wolney Melo

COMPONENTE CURRICULAR: CIÊNCIAS

MANUAL DO PROFESSOR

LEANDRO PEREIRA DE GODOY (Leandro Godoy)

Mestre em Microbiologia pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR). Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pela UEL-PR.

Atuou como professor na rede particular de Ensino Superior. Ministrou aulas na rede estadual de ensino do Paraná para o Ensino Fundamental - Anos Finais, Ensino Médio e Ensino Técnico.

Realiza palestras, cursos e assessorias para professores em escolas públicas e particulares. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

WOLNEY CANDIDO DE MELO (Wolney Melo)

Doutor em Educação, Mestre em Ciências e Licenciado em Física pela Universidade de São Paulo (USP-SP).

Licenciado em Pedagogia pela Universidade Bandeirante de São Paulo (Uniban-SP).

Ministrou aulas em cursos pré-vestibulares e na rede particular de ensino de São Paulo.

Realiza palestras e cursos para estudantes e professores, além de assessorias para escolas e secretarias de educação. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

Copyright © Leandro Pereira de Godoy, Wolney Candido de Melo, 2022.

Direção-geral Ricardo Tavares de Oliveira

Direção de Conteúdo e Negócios Cayube Galas

Direção editorial adjunta Luiz Tonolli

Gerência editorial Roberto Henrique Lopes da Silva

Edição João Paulo Bortoluci (coord.)

Aline Tiemi Matsumura, Flávia Milão Silva, Paula Signorini, Rafael Braga de Almeida

Preparação e Revisão Maria Clara Paes (coord.)

Ana Lúcia P. Horn, Mariana Padoan

Gerência de produção e arte Ricardo Borges

Design Andréa Dellamagna (coord.), Sergio Cândido

Projeto de capa Andréa Dellamagna

Imagens de capa Chris Rife/500px/Getty Images, Tyler Stableford/Getty Images

Arte e Produção Isabel Cristina Corandin Marques (coord.)

Debora Joia, Eduardo Augusto Ascencio Benetorio, Gabriel Basaglia, Kleber Bellomo Cavalcante, Rodrigo Bastos Marchini

Diagramação VSA Produções

Coordenação de imagens e textos Elaine Bueno

Licenciamento de textos Erica Brambilla, Mylena Santos Pereira

Iconografia Luciana Ribas Vieira, Emerson de Lima (trat. imagens)

Ilustrações Adilson Secco, Alan Carvalho, Alex Silva, Allmaps, Bentinho, Cris Alencar, Daniel Bogni, Eber Evangelista, Editoria de arte, Eduardo Francisco, Estúdio Ampla Arena, Fabio Eugenio, Gabi Vasko, Héctor Gómez, Ivan Coutinho, Lápis 13B, Leo Teixeira, Lucas Farauj, Luis Moura, Luiz Rubio, Maal Ilustra, Marcel Borges, Marcos Aurélio, Paulo Cesar Pereira, Rafael Herrera, Rafael Maragni, Renan Leema, Rubens Gomes, Selma Caparroz, Sirio Cançado, Sonia Vaz, Tarumã, Tel Coelho/Giz de Cera, Vanessa Novais, Vespúcio Cartografia, Vinícius Fioratti, Wandson Rocha

Imagens de capa

Fotografia do interior de um observatório astronômico. O desenvolvimento de diferentes tecnologias permitiu ao ser humano explorar o Universo e o meio em que vive. A Ciência tem papel fundamental no desenvolvimento e na aplicação destas tecnologias.

Fotografia de caverna na geleira Langjökull, na Islândia. Regiões que abrigam seres vivos mesmo em condições ambientais extremas são muito importantes em estudos que investigam a possibilidade de vida em locais similares fora da Terra.

Reprodução proibida: Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados à

EDITORA FTD

Rua Rui Barbosa, 156 – Bela Vista – São Paulo – SP

CEP 01326-010 – Tel. 0800 772 2300

Caixa Postal 65149 – CEP da Caixa Postal 01390-970 www.ftd.com.br

central.relacionamento@ftd.com.br

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Godoy, Leandro Pereira de Ciências vida & universo : 9o ano : ensino fundamental : anos finais / Leandro Pereira de Godoy, Wolney Candido de Melo. – 1. ed. – São Paulo : FTD, 2022.

Componente curricular: Ciências.

ISBN 978-85-96-03667-2 (aluno)

ISBN 978-85-96-03668-9 (professor)

1. Ciências (Ensino fundamental) I. Melo, Wolney Candido de. II. Título.

22-116591

CDD-372.35

Índices para catálogo sistemático:

1. Ciências : Ensino fundamental 372.35

Cibele Maria Dias - Bibliotecária - CRB-8/9427

Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada.

Impresso no Parque Gráfico da Editora FTD CNPJ 61.186.490/0016-33

Avenida Antonio Bardella, 300

Guarulhos-SP – CEP 07220-020

Tel. (11) 3545-8600 e Fax (11) 2412-5375

APRESENTAÇÃO

Queridas professoras e queridos professores, passamos por tempos de mudanças na educação. Novos caminhos nos são apresentados, o que nos leva a novos desafios, e vocês exercem um papel preponderante nessa caminhada.

Produzimos esta coleção de Ciências com a intenção de auxiliar vocês nesse processo. Nela, os temas, as habilidades e as competências propostos pela BNCC, além dos assuntos tradicionalmente abordados em Ciências, são trabalhados de maneira objetiva, com uma linguagem clara e com exemplos atrativos e próximos do cotidiano dos estudantes. Dessa maneira, esperamos que as Ciências da Natureza se tornem parte integrante da vida dos estudantes, despertando a curiosidade e a criticidade perante diferentes assuntos que impactam não apenas a vida pessoal deles, mas também a sociedade.

Nesta coleção, vocês vão perceber uma preocupação com a formação integral dos estudantes. Isso estará presente em práticas e em assuntos que promovem a mobilização de habilidades e de competências para o século XXI, fundamentais para formar cidadãos críticos, conscientes e colaborativos.

Por meio deste Manual do professor, vocês perceberão que a abordagem das habilidades e das competências propostas pela BNCC é realizada de maneira integrada entre os Volumes da coleção, permitindo um aprofundamento natural dos assuntos. Todo esse conteúdo é intermeado com textos complementares e sugestões de leitura, que vão colaborar para sua formação continuada, além de sugestões de atividades extras e sites com materiais complementares para professores e estudantes.

Desejamos a vocês, professoras e professores, que esta coleção seja um apoio eficiente para suas aulas e que seu trabalho traga muitos frutos.

Um abraço fraterno.

Os autores

PROPOSTA ORGANIZACIONAL DA COLEÇÃO

ORIENTAÇÕES GERAIS

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

METODOLÓGICAS

Trabalho interdisciplinar ....................................................................

Espaços não formais de aprendizagem ..................................................

Planejamento no ensino de Ciências ........................................................

Avaliação da aprendizagem de Ciências

PROPOSTA ORGANIZACIONAL DA COLEÇÃO LIVRO

DO ESTUDANTE

Esta coleção foi elaborada para contemplar o componente curricular Ciências, em atendimento aos estudantes dos anos finais do Ensino Fundamental, sendo composta de quatro Volumes (6o, 7o, 8o e 9o anos). Em consonância com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), a coleção contempla as habilidades relativas às três unidades temáticas: Matéria e energia, Vida e evolução e Terra e Universo Os conteúdos distribuem-se em oito Unidades por Volume. Cada Unidade é subdividida em Temas, que apresentam o conteúdo seguido da seção Atividades . Esse arranjo propicia aos estudantes verificar seu conhecimento sobre determinado assunto e oferece ao professor a oportunidade de um diagnóstico prévio, identificando as principais dúvidas dos estudantes e auxiliando na proposição de rotas e na correção de defasagens, caso exista a necessidade.

No decorrer das Unidades, há seções que utilizam diversas estratégias para aprofundar e ampliar o conteúdo trabalhado, integrar componentes curriculares e desenvolver habilidades socioemocionais relacionadas ou não aos temas transversais.

As seções do Livro do estudante são estruturadas da seguinte maneira:

Abertura de Unidade

A fotografia e o breve texto, em página dupla, contextualizam os principais assuntos a serem trabalhados na Unidade, além de despertarem a curiosidade do estudante.

Há perguntas a serem respondidas oralmente, que têm o objetivo de motivar os estudantes e levantar conhecimentos prévios, além de conectar o conteúdo que será trabalhado nas aulas com o cotidiano deles.

Atividades

ADÃO

Questões presentes nas aberturas das Unidades e durante o desenvolvimento dos Temas auxiliam a identificar a heterogeneidade dos saberes entre os estudantes e permitem ao professor fazer um diagnóstico dos conhecimentos prévios e/ou uma avaliação, a fim de abordar um ou outro assunto com mais destaque, reconhecendo possíveis defasagens e, também, possíveis interesses dos estudantes que permitam melhor contextualização dos conteúdos a serem desenvolvidos.

INTEGRANDO ARTE com

A produção da voz

2. Nos homens, em média, as pregas vocais são mais grossas e longas do que nas mulheres. Essas características fazem as pregas vocais masculinas vibrarem menos, resultando em um tom de voz geralmente mais grave do que o das mulheres.

3. Evitar tossir ou produzir ruídos com a garganta na tentativa de eliminar secreções, para não irritar as pregas vocais. Em vez disso, o ideal é tomar água e engolir saliva para retirar secreções. Evitar gritar ou falar alto e evitar competição sonora – abaixar o volume da TV, do rádio etc. Evitar ingerir alimentos sólidos ou líquidos muito quentes ou muito gelados, dando preferência à ingestão de água à temperatura ambiente. Além disso, é importante buscar cuidados médicos em caso de dor ou problemas contínuos.

A voz é um instrumento de interação entre as pessoas. A comunicação pela voz não ocorre somente por meio das palavras, mas também é possível expressar sentimentos por meio da entonação ou fazer arte por meio de um canto, por exemplo. Mas de onde vem a voz?

Representação da cabeça e do pescoço humano, em vista lateral, com algumas estruturas internas visíveis, em corte ou transparência.

Durante a expiração, quando o ar passa pelas pregas vocais, elas vibram. Essa vibração gera o som. A voz é o resultado do equilíbrio entre duas vibrações: a vibração do ar que sai dos pulmões e a vibração muscular da laringe. Parte do som sai pela boca parte passa pela cavidade nasal. A boca e a língua auxiliam no controle da fala. Quanto maior for a pressão do ar que sai dos pulmões e passa pelas pregas vocais, maior será a intensidade do som.

1. É um empreendimento científico que envolve diferentes disciplinas que visam responder a questões como a origem da vida, seu futuro e se ela existe em outros locais no Universo, além da Terra.

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

2. a) Não, pois Marte não se localiza em uma zona habitável e, portanto, até agora, tudo indica que é um planeta sem água no estado líquido.

4. a) O investimento em pesquisas e explorações espaciais que buscam vida, no caso, em Marte; enquanto na Terra as atividades humanas que exploram os recursos estão destruindo a vida.

4. b) Resposta pessoal.

As atividades têm o objetivo de mobilizar habilidades e competências relacionadas aos objetos de conhecimento tratados nos Temas e empregam diferentes recursos que as tornam mais lúdicas e prazerosas para os estudantes, além de aprimorar sua competência leitora. As atividades podem ser de sistematização – nas quais os questionamentos estão focados na verificação dos conceitos – ou contextualizadas – que permitem aos estudantes aplicar o conhecimento assimilado por meio de avaliação e de análise de situações cotidianas e podem exigir a resolução de problemas. Algumas questões contextualizadas podem seguir as tendências apresentadas nos exames nacionais, como o Saeb ou o Enem, mas com conteúdos desenvolvidos com os estudantes dos anos finais do Ensino Fundamental. As propostas possibilitam a aplicação dos conhecimentos científicos em áreas de interesse dos estudantes, como em novas tecnologias, na sociedade, no ambiente e na saúde. Além disso, a seção propicia aos estudantes observar as diversas interações entre os assuntos, tornando os conteúdos e conceitos mais significativos.

5. b) Problemas na produção de células de defesa do corpo; concentração dos fluidos corporais na parte superior do corpo; problemas de visão; mudanças na pressão sanguínea; alterações na coordenação motora, no equilíbrio e na locomoção; perda de massa e força dos músculos esqueléticos; perda da densidade dos ossos; maior risco de desenvolvimento de cálculos renais; maior suscetibilidade a alergias.

5. Leia um trecho da reportagem a seguir e responda às questões.

Missões de longo prazo no espaço afetam cérebro dos astronautas

Passar longos períodos no espaço não gera apenas atrofia muscular e reduções na densidade óssea nos astronautas, mas também parece ter efeitos duradouros no cérebro.

MISSÕES de longo prazo no espaço afetam cérebro dos astronautas. Diário da saúde s .], 14 out. 2021. Disponível em: https://www.diariodasaude.com.br/news.php?article=missoes-longo-prazo-espaco-afetam-cerebroastronautas&id=14978. Acesso em: 18 maio 2022. a) Para você, que fatores, entre os quais você aprendeu, podem estar associados às alterações notadas no corpo dos astronautas? b) Cite algumas outras possíveis consequências para a saúde do ser humano após a permanência no espaço por muito tempo.

6. Gliese 581 é uma estrela que está a 20 anos-luz da Terra. O sistema planetário dessa estrela é constituído de seis planetas: Gliese 581 e, Gliese 581 b, Gliese 581 c, Gliese 581 g, Gliese 581 d e Gliese 581 f, sendo alguns considerados habitáveis. A seguir, há um esquema da zona habitável no sistema planetário de Gliese 581, em comparação com o nosso Sistema Solar.

SELMA CAPARROZ

a zona habitável na galáxia, um estudante fez a seguinte afirmação: “A Terra é o único planeta em que existe vida no Universo por causa de suas condições únicas de temperatura, que permitem a existência de água no estado líquido”. Você concorda com o estudante? Justifique sua resposta.

4. Analise a charge a seguir e responda às questões.

a) O que é representado na charge?

b) Essa charge pode ser interpretada como uma crítica à exploração espacial que busca condições favoráveis à vida, considerando que não exploramos o nosso planeta de forma a valorizar e a preservar a vida aqui existente. Você concorda com essa crítica? Por quê?

c) Alguns cientistas apresentam argumentos favoráveis à exploração espacial, independentemente de como vem sendo feita a exploração dos ambientes da Terra.

Explique alguns desses argumentos.

d) Elabore uma tirinha, uma música ou um poema que mostre e contraste ambos os entendimentos em relação à exploração espacial. Apresente o material produzido aos seus colegas.

Resposta pessoal.

4. d) Resposta pessoal.

ADÃO. [Acabo de encontrar vida em Marte!!!]. O Mundo Maravilhoso de Adão Iturrusgarai .], 2003. GALVÃO, Jean. [Charge Marte e Amazônia]. Folha de S. Paulo São Paulo, 28 jun. 2008.

2. b) Existência de uma estrela estável, de vida longa; ser um planeta rochoso; ter água líquida em sua superfície; ter uma atmosfera semelhante à da Terra.

Para algumas pessoas, além de ser um instrumento que possibilita a interação humana, a voz é um instrumento de trabalho. Radialistas, locutores e cantores são exemplos de profissionais que dependem da voz para trabalhar. Para esses profissionais, o cuidado com a voz é essencial, além do aperfeiçoamento dela em aulas regulares de canto ou cursos de locução.

Para evitar problemas com a voz, alguns cuidados são necessários.

• Evite tossir ou produzir ruídos com a garganta na tentativa de eliminar secreções. Isso pode irritar as pregas vocais. Tome água e engula saliva para retirar secreções.

Evite gritar ou falar alto. Sempre que possível, aproxime-se da pessoa para conversar e procure evitar competição sonora, por exemplo, abaixando o volume da TV, do rádio etc.

• Evite ingerir alimentos sólidos ou líquidos muito quentes ou muito gelados, dando preferência à ingestão de água à temperatura ambiente. Desse modo, o organismo mantém-se hidratado e evita tensões nas pregas vocais.

• Em caso de dor ou problemas contínuos na voz, procure um médico ou fonoaudiólogo.

JEAN

GALVÃO/FOLHAPRESS

PROPORÇÃO.

Prega vocal aberta Prega vocal fechada

Elaborado com base em: TORTORA, Gerard J.; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Livro digital não paginado.

DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS. As pregas vocais são estruturas localizadas na laringe formadas por um tecido elástico de revestimento mucoso, estendido como uma corda de violão. Na produção do som, músculos alteram a posição dessas pregas.

Apresentação da Orquestra Juvenil de Heliópolis – Coral da Gente, na Sala São Paulo, São Paulo (SP), em 2016. Existem projetos sociais no Brasil que incentivam jovens e trazem novas perspectivas de futuro para seus integrantes.

NÃO ESCREVA

Nos homens, em média, as pregas vocais são mais grossas e mais longas do que nas mulheres. Essas características fazem as pregas vocais masculinas vibrarem menos, resultando em um tom de voz geralmente mais grave.

1. Durante a expiração, quando o ar passa pelas pregas vocais, elas vibram. A voz é o resultado do equilíbrio entre duas vibrações: a vibração do ar que sai dos pulmões e a vibração muscular da laringe. Parte do som sai pela boca, e parte passa pela cavidade nasal.

os radialistas, locutores e cantores, os professores são profissionais que utilizam a voz como instrumento de trabalho. Converse com o professor sobre os cuidados que ele tem com a voz. Anote o resultado encontrado.

Resposta pessoal.

5 Nos últimos anos, diversas bandas musicais se popularizaram pela recriação de sucessos sem instrumentos musicais, usando apenas vozes. Esse estilo musical, conhecido popularmente como “à capela”, inspirou a criação de jingles isto é, músicas que promovem uma marca ou um produto em campanhas publicitárias. Forme um grupo com os colegas e produzam um jingle utilizando as próprias vozes.

Resposta pessoal.

77

Sol Gliese 581 Distância da estrela (AU)

Massa da estrela (em massas solares) eb cg df

Zona habitável

Possível extensão da zona habitável relacionada a diversas variáveis

1 0,1 0,1 1,0 10

Elaborado com base em: GALANTE, Douglas al (org.). Astrobiologia uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição:

IAG/USP, 2016. p. 350.

Zona de habitabilidade do sistema planetário de Gliese 581, comparada à do Sistema Solar. As escalas utilizadas no esquema não apresentam proporção.

a) O que é zona habitável?

b) Qual(is) planeta(s) do sistema planetário de Gliese 581 está(ão) classificado(s) na zona habitável? c) Com a tecnologia de que dispomos atualmente, seria possível realizar uma viagem tripulada ao(s) planeta(s) habitável(is) do sistema planetário de Gliese 581? Justifique sua resposta.

5. a) Professor, espera-se que os estudantes citem a ausência de gravidade no espaço. Considerar correto se eles citarem a radiação e o fato de os astronautas ficarem na mesma posição na nave por muito tempo.

Integrando com...

Nessa seção, são trabalhados temas complementares que recebem um olhar integrado com outros componentes curriculares, como História, Geografia, Língua Portuguesa, Arte e Matemática. Essa relação busca romper com os limites entre as diferentes áreas de conhecimento e integrá-las, proporcionando uma aprendizagem mais efetiva por meio de uma compreensão abrangente da realidade, além de desenvolver competências importantes para a vida dos estudantes.

4. c) O entendimento de que a exploração espacial será essencial para a sobrevivência de nossa espécie a longo prazo. Outros

CLAUS LUNAU/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA, VECTOR MEMORY/ SHUTTERSTOCK.COM, STRIZH-/SHUTTERSTOCK.COM INSTITUTO BACCARELLI

OFICINACIENTÍFICA

2. A sobreposição das luzes vermelha e verde reflete a cor amarela na parede. As luzes vermelha e azul refletem a cor magenta. Já as cores verde e azul refletem a cor ciano. Isso ocorre porque a parede pintada na cor branca reflete todas as cores. Ao refletir as duas cores incidentes simultaneamente, nossos olhos recebem a informação da sobreposição das cores e o encéfalo interpreta essa combinação como amarelo, magenta ou ciano.

Compondo cores

Primeiras ideias Como é possível verificar e evidenciar que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz que podem ser captadas pela visão do ser humano?

• Preciso de...

• 3 lanternas;

• papel celofane de cores vermelha, azul e verde; • fita adesiva; • tesoura com pontas arredondadas.

Mãos à obra

A. Recorte um pedaço de papel celofane de cada cor e cubra a saída da luz de cada lanterna com uma cor diferente. Fixe o papel com a fita adesiva, evitando rugosidades.

B. Em um ambiente fechado, com paredes de cor branca, apague a luz e acenda a lanterna recoberta com celofane vermelho, direcionando-a para uma parede. Observe a cor projetada na parede. Depois, apague essa lanterna e repita o procedimento com as outras duas lanternas, uma de cada vez.

C. Utilizando as lanternas que você recobriu com papel celofane, planeje um procedimento para identificar a cor que resulta da junção de duas cores. Sugestão: utilize a parede branca como tela de projeção. Descreva o procedimento que planejou e as cores obtidas nas projeções.

D. De forma semelhante, planeje outro procedimento que permita identificar, agora, a cor que resulta da junção das três cores (vermelha, azul e verde). Descreva o procedimento elaborado e as observações realizadas com a projeção feita na parede.

• E aí? NO LIVRO.

Oficina científica

3. Observou-se a cor branca,

ILUSTRAÇÕES: BENTINHO

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Representação de etapas da atividade. DE PROPORÇÃO.

1 O que foi observado na realização do procedimento B? Explique o motivo dos resultados.

2 O que foi observado na realização do procedimento C? Organize, em um quadro no caderno, os resultados observados. Em seguida, proponha uma explicação para o que observou.

3 O que foi observado na realização do procedimento D? Explique o motivo do resultado.

1. Quando a parede de cor branca foi iluminada com a luz vermelha, foi observado reflexo na cor vermelha. Quando foi iluminada pela luz verde, observou-se reflexo verde e, quando foi iluminada pela luz azul, observou-se reflexo azul. Isso ocorre porque a parede era branca e essa cor é capaz de refletir todas as cores que a compõem. Resposta nas Orientações para o professor

4 O que se pode dizer sobre a cor que observamos em um objeto?

Entre contextos

Essa seção apresenta textos diversos que propiciam aos estudantes interligar conhecimentos, tornando os conteúdos e os conceitos mais significativos. Os textos de fontes variadas auxiliam no aprimoramento da competência leitora e, com as atividades propostas, contribuem com a formação cidadã dos estudantes, incentivando-os a transformar conscientemente sua realidade e se comprometer com a construção de novos hábitos de vida, de forma pessoal e coletiva.

PENSE BEM

Ações sustentáveis no cotidiano

A sustentabilidade está cada vez mais em evidência em nossa sociedade. Além das entidades governamentais, muitas empresas têm implementado práticas sustentáveis em suas operações.

No entanto, também é dever de cada cidadão agir de forma sustentável, na preservação e na conservação do meio ambiente.

A seguir há uma lista com exemplos de ações sustentáveis individuais que podemos adotar em nosso cotidiano.

Essa seção trabalha atividades práticas ou experimentais com o objetivo de desenvolver o pensamento científico. Ela se inicia com o tópico “Primeiras ideias”, que contextualiza e direciona a prática, além de, eventualmente, sugerir o levantamento de hipóteses com base em observações ou ideias. Na sequência, há a lista de materiais necessários, o “Preciso de...”, e dos procedimentos, o “Mãos à obra”. Ao final da seção, o tópico “E aí?” traz questionamentos sobre os resultados observados e retoma as hipóteses, as quais podem ter sido confirmadas ou refutadas pelos resultados obtidos.

2. Nos seres humanos, pode gerar perda de audição e elevação da pressão arterial, além de estar relacionada ao estresse e à redução de desempenho de estudantes e trabalhadores. Nos ecossistemas, níveis sonoros de alta intensidade podem causar problemas para que algumas espécies se comuniquem, se reproduzam, encontrem alimentos e fujam de predadores, o que prejudica a sobrevivência e pode provocar a redução das populações.

saúde

[...] [...] Nossa sociedade é barulhenta. E o barulho a cacofonia estridente da vida moderna, também nos adoece, com danos diretos, como perda de audição e elevação da pressão arterial, mas também indiretos, como a redução do desempenho dos estudantes, aumento do estresse e diminuição da produtividade dos trabalhadores. Considerada a segunda maior forma de poluição, atrás apenas da poluição do ar, a poluição sonora é capaz de gerar efeitos nocivos crônicos à saúde.

[...] DOMÊNICO, Cláudio. O que a poluição sonora tem ver com sua saúde. Veja Saúde São Paulo, 24 jun. 2021. Disponível em: https://saude.abril.com.br/coluna/com-a-palavra/o-que-a-poluicao-sonora-tem-a-ver-com-a-sua-saude/.

O tempo de exposição tolerável a um som também varia de acordo com a intensidade dele. Observe na tabela o limite indicado para alguns níveis de ruído. Observe também a seguir alguns exemplos de sons e seu nível sonoro em escala.

dos dados: BRASIL. Ministério do Trabalho Previdência. NR 15 atividades operações insalubres. Brasília, DF: MTP, 29 out. 2020. Disponível em: https://www.gov.br/trabalho-e-previdencia/pt-br/composicao/ orgaos-especificos/secretaria-de-trabalho/inspecao/seguranca-e-saude-notrabalho/normas-regulamentadoras/nr-15.pdf. Acesso em: 28 abr. 2022.

Elaborado com base em: WESTIN, Ricardo. Poluição sonora prejudica a saúde e preocupa especialistas. Senado Notícias Brasília, DF, 29 maio 2018. Disponível em: https://www12.senado.leg.br/noticias/especiais/especial-cidadania/poluicao-sonora-prejudica-a-saude-epreocupa-especialistas/poluicao-sonora-prejudica-a-saude-e-preocupa-especialistas. Acesso em: 28 abr. 2022. Representação de escala de nível sonoro em decibéis (dB), com alguns exemplos. Sons acima de 70 dB são considerados, em geral, desconfortáveis; acima de 85 dB, prejudiciais à saúde auditiva; e acima de 100 dB, podem causar danos irreversíveis.

Pense bem

Reduzir o consumo de produtos descartáveis e priorizar o consumo de produtos reutilizáveis.

Separar os resíduos produzidos e descartá-los em locais adequados.

Destinar resíduos eletrônicos em pontos de coleta seletiva específicos.

Glossário

Esse boxe apresenta o significado contextualizado das palavras que podem ser desconhecidas dos estudantes. Sua ocorrência no Volume é variável.

Resíduos

Recolher as embalagens de produtos consumidos em praias, parques e locais públicos e descartá-las de forma adequada.

Não jogar lixo nas ruas ou em corpos-d’água e descartá-lo de forma adequada.

Diversas atitudes contribuem com a redução do desperdício de água, proporcionando economia de seu consumo. Outras evitam sua contaminação, favorecendo a manutenção de sua qualidade. A seguir estão algumas atitudes voltadas para o cuidado com a água.

Fechar a torneira ao escovar os dentes, ao ensaboar as mãos e ao lavar a louça.

Água Ar

Tomar banhos de curto período e fechar o chuveiro ao se ensaboar.

Lavar calçadas, carros e regar as plantas com água de reúso.

Não descartar resíduos na rua nem em córregos, rios ou no oceano e descartá-los de forma adequada.

Não despejar óleo de cozinha usado no ralo e descartá-lo de forma adequada.

Não descartar medicamentos na pia ou no vaso sanitário e descartá-los de forma adequada.

Dar preferência para alimentos orgânicos e de produção local, livres de agrotóxicos e fertilizantes.

Evitar comprar quantidade de alimento além da que será consumida.

Pegar somente a quantidade de alimento que vai comer, ao se servir em uma refeição.

O cuidado com a qualidade do ar pode ser feito em conjunto com ações que evitam, ou ao menos reduzem, a emissão de poluentes na atmosfera, como as que estão a seguir.

Dar preferência para o uso de transporte coletivo no lugar de automóveis.

Utilizar bicicletas ou optar por caminhadas para se deslocar a curtas distâncias.

Fornecer ou pegar carona com pessoas conhecidas e de confiança sempre que possível.

Preferir biocombustíveis, como o etanol, a derivados de petróleo, como a gasolina.

Não realizar queimadas e não destruir a vegetação nativa.

Plantar árvores em sua residência ou no bairro onde reside, com autorização legal.

Alimentos

Os resíduos que produzimos em nossas residências também devem receber nossa atenção, para que não se acumulem no ambiente de forma indevida. Alguns cuidados com os resíduos são apresentados a seguir. Também podemos agir de forma sustentável com relação ao consumo de alimentos, pensando em evitar seu desperdício, por meio das ações a seguir.

Aproveitar integralmente os alimentos, utilizando, quando possível, talos, folhas e cascas.

Encaminhar os resíduos orgânicos para uma composteira.

1. Resposta pessoal. Professor, o objetivo da atividade é fazer os estudantes refletirem sobre a importância das ações individuais para a sustentabilidade e a conservação do ambiente.

Atividades

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

1 Você acha que essas ações são importantes? Explique.

2 Escolha um grupo de pessoas, como os colegas de sala, a comunidade escolar, as pessoas com quem você mora, ou de outro grupo que considerar adequado e, com base na lista de ações anteriores, proponha colocar em prática uma ou mais delas.

3 Com base nas ações relacionadas, faça uma autoanálise e crie um quadro com duas colunas para registrar as ações que você pratica e as que não pratica. Em seguida, elabore estratégias para incluir em seu cotidiano as que ainda não pratica.

Resposta pessoal. Professor, auxiliar os estudantes na autoanálise e na elaboração das estratégias.

Essa seção aborda assuntos relacionados à ética e à cidadania a partir de contextos científicos. A promoção da discussão sobre temas como direitos e deveres, princípios gerais de valores, convivência democrática e inclusão social colabora com a formação humana integral dos estudantes e ajuda na formação do caráter, que, segundo estudos, pode ser aprendido e aprimorado (LICKONA, 2004 apud FADEL; BIALIK; TRILLING, 2015), além de ser uma das competências que se destacam para o século XXI. Assim, a seção também auxilia na formação de cidadãos autônomos e críticos, aptos a enfrentar situações de exclusão, preconceito e discriminação das mais variadas formas.

porque a parede pintada dessa cor reflete todas as cores. Quando nossos olhos recebem a informação da sobreposição do vermelho, do verde e do azul, o encéfalo interpreta essa combinação como cor branca.

O assunto é...

Essa seção apresenta temas que se relacionam de maneira complementar ao conteúdo abordado na Unidade, podendo ou não ser transversais ou interdisciplinares. A seção promove a formação de estudantes críticos sobre diversos temas de seu cotidiano, mediante a construção de argumentos fornecidos pelos textos ou por sugestões de pesquisa. Os assuntos podem ser apresentados por meio de infográficos, uma linguagem contemporânea para a apresentação de informações que tem o objetivo de chamar a atenção dos estudantes. As questões no final da seção exploram o conteúdo, possibilitam o trabalho em grupo e sugerem assuntos para pesquisas.

O ASSUNTO É...

Spin-offs

Diversas tecnologias foram criadas com o objetivo de garantir o sucesso de missões espaciais tripuladas, oferecendo aos astronautas condições seguras de sobrevivência no espaço. Muitas dessas tecnologias foram adaptadas para uso em nosso cotidiano; elas são conhecidas como spin-offs Observe alguns exemplos.

PURIFICADOR DE ÁGUA O purificador de água utilizado em residências derivou de um sistema de filtros capaz de limpar as fontes de água de naves espaciais.

ALIMENTOS LIOFILIZADOS Os alimentos liofilizados apresentam baixíssimo teor de água e devem ser hidratados no momento do consumo. Esse tratamento é interessante para a conservação do alimento, pois reduz a decomposição e a contaminação e aumenta a estabilidade. Eles foram desenvolvidos para alimentar astronautas durante viagens espaciais longas.

MATERIAIS NÃO INFLAMÁVEIS Os materiais não inflamáveis que constituem os uniformes dos bombeiros foram fabricados, inicialmente, para uso em trajes e naves espaciais.

Assistir

DE APRENDER OUTRAS MANEIRAS

Visitar

• Centro de Ciências da Universidade Federal de Juiz Fora Rua José Lourenço Kelmer, s/n, Praça Cívica do campus da Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora (MG). Disponível em: https://www2.ufjf. br/centrodeciencias/.

• Museu Interativo da Física –UFPA Av. Augusto Correa, 1, Campus Básico do Guamá, Belém (PA). Disponível em: https://www.minf.ufpa.br/.

• Museu Virtual da Evolução

Humana

Rua do Matão, 277, Cidade Universitária, São Paulo (SP). Disponível em: https:// evolucaohumana.ib.usp.br/.

• Parque Nacional da Chapada dos Guimarães Rodovia Emanuel Pinheiro, MT-251, km 50, Chapada dos Guimarães, Cuiabá (MT). Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/parna guimaraes/guia-do-visitante.html.

• Monumento Natural Estadual das Árvores Fossilizadas Bielândia, a 50 km de Filadélfia (TO). Disponível em: https://pit.turismo. to.gov.br/pt/atracoes/filadelfia/natureza/ monaf-monumento-natural-das-arvoresfossilizadas-do-tocantins.

Observatório Astronômico – UESC Rodovia Jorge Amado, km 16, bairro Salobrinho, Ilhéus (BA) Disponível em: https://www.oauesc.org/.

• Planetário de Vitória – UFES Av. Fernando Ferrari, 514, Goiabeiras, Vitória (ES). Disponível em: https://www. ufes.br/planet%C3%A1rio.

• Planetário – UFSM Praça Santos Dumont, prédio 45, Cidade Universitária, Santa Maria (RS). Disponível em: https://www.ufsm.br/ orgaos-suplementares/planetario/.

(Acessos em: 14 jun. 2022.)

• Césio 137 − O brilho da morte, de Luiz Eduardo Jorge. Brasil: 2003. (25 min).

O documentário retrata o maior acidente radioativo da história do Brasil, em que dois catadores de resíduos sólidos encontram Césio 137 de um aparelho radiológico. Passado de mão em mão, o elemento químico, que brilhava no escuro, contaminou centenas de moradores.

• Uma dobra no tempo, de Ava DuVernay. Estados Unidos: Whitaker Entertainment Pictures, 2018. (109 min).

Dr. Murry, com seu incrível conhecimento de física, consegue desenvolver um dispositivo que transforma ondas sonoras em ondas e luz; essa invenção cria uma instabilidade temporal que gera uma dobra no espaço, ocasionando a abertura de um portal para outros planetas.

• Extraordinário, de Stephen Chbosky. Estados Unidos: Paris filmes, 2017. (113 min). Auggie Pullman apresenta alterações no formato de seu rosto por causa de uma síndrome genética que afeta o desenvolvimento dos ossos. Por alguns anos de sua vida, ele foi educado em casa, por seus pais. Aos 10 anos de idade, ele começa a frequentar uma escola regular, onde terá novas experiências. O filme destaca questões relacionadas à discriminação, ao preconceito e à inclusão social, sobretudo escolar.

• Criação, de Jon Amiel. Inglaterra: Recorded Picture Company (RPC), 2009. (108 min).

Charles Darwin tem alguns bloqueios para analisar os dados coletados durante a expedição que fizera ao redor do mundo, o que dificulta a redação de sua obra A origem das espécies Esses bloqueios se relacionam às crises que enfrenta por causa da morte de sua filha, Anna, e ao dilema oriundo de suas crenças religiosas.

• Wall-e, de Andrew Staton. Estados Unidos: Pixar Animation Studios, 2008. (98 min).

As ações não sustentáveis dos seres humanos foram responsáveis pela destruição do planeta Terra, tornando-o inadequado à existência de vida. Por isso, a humanidade passa a viver em uma gigantesca nave no espaço. O plano era que esse retiro perdurasse por alguns anos, enquanto robôs realizassem a limpeza do excesso de entulhos que recobria a superfície do planeta. Durante seu trabalho, o último desses robôs, Wall-e, depara-se acidentalmente com uma planta, o que deixa os seres humanos esperançosos para retomar sua vida na Terra.

• Geração Marte, de Michael Barnett. Estados Unidos: Netflix, 2017. (97 min).

O documentário mostra o treinamento de adolescentes que desejam ser astronautas em um acampamento educacional nos Estados Unidos. O treinamento é direcionado à exploração do planeta Marte. Perdido em Marte, de Ridley Scott. Estados Unidos: 20th Century Fox, 2015. (144 min).

Uma forte tempestade atinge Marte durante uma exploração por um grupo de astronautas, o que obriga o cancelamento da missão. O grupo é forçado a retornar à Terra sem um de seus membros, Mark Watney, que foi dado como morto. Watney, no entanto, está vivo. Sozinho e com poucos recursos, ele precisa lutar por sua sobrevivência no planeta marciano, utilizando seus conhecimentos para produzir alimentos, água e gás oxigênio, e tentar se comunicar com a

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO POR SATÉLITES GPS, televisões, internet e monitoramento do tempo, de queimadas e de desmatamentos são algumas das utilizações dos satélites atuais.

ESPUMA VISCOELÁSTICA A espuma viscoelástica atualmente utilizada em travesseiros e colchões ortopédicos foi desenvolvida para absorver impactos em assentos de ônibus espaciais.

#FICA A DICA

Nesse boxe são indicados textos de ampliação de conteúdo, visitas virtuais, imagens, infográficos, simuladores, vídeos ou jogos. Essas indicações, para acesso dos estudantes, visam ampliar e reforçar o conhecimento construído em sala de aula por meio da utilização de tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC).

TÊNIS ESPORTIVOS O solado de borracha de alguns modelos de tênis esportivos foi fabricado com base em um procedimento de moldagem capaz de absorver impactos. Esse procedimento foi inicialmente realizado nas borrachas dos capacetes de astronautas.

DETECÇÃO DE VAZAMENTO DE GÁS Os instrumentos criados para identificar a presença de gás metano em Marte (o que seria um indício de vida) auxiliam a detectar vazamentos em ductos de gás natural na Terra.

ÓCULOS DE SOL A tecnologia capaz de filtrar a radiação ultravioleta utilizada nas lentes de óculos de sol foi derivada de cortinas de soldagem. Essas cortinas foram criadas em laboratórios espaciais para absorver, filtrar e dispersar a radiação danosa produzida em trabalhos com laser e soldagem.

Atividades

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

1 O que são spin-offs? Cite um exemplo.

PURIFICADOR DE AR O purificador de ar utilizado em residências e em estabelecimentos comerciais para eliminar eventuais patógenos no ambiente derivou de depuradores de ar criados para eliminar a presença de gás etileno, responsável por acelerar o amadurecimento de frutos. A presença desse gás não é desejável em viagens espaciais muito longas, nas quais os astronautas possivelmente precisarão cultivar seu próprio alimento em estufas espaciais.

2 A partir dos exemplos citados, é possível dizer que a Astronomia influencia o cotidiano da sociedade humana? Por quê?

pois para uma missão espacial,

3 O Programa Espacial Brasileiro, desenvolvido pela Agência Espacial Brasileira (AEB), também contribuiu com o desenvolvimento de novas tecnologias. Um exemplo é a produção de um aço leve e de alta resistência. Esse material é utilizado nos trens de pouso de aviões comerciais, além de ter outras aplicações. Você sabia que, no Brasil, também há uma agência espacial? Qual é a importância disso?

4 Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre outras duas tecnologias que foram desenvolvidas para pesquisas espaciais, destacando qual foi sua finalidade inicial e qual é sua utilização aqui na Terra. Com os resultados obtidos, produzam um vídeo e o compartilhem em redes sociais ou no site da escola.

Outras maneiras de aprender

Seção localizada no final do Volume que apresenta sugestões de locais para visitar, livros e filmes com diferentes temáticas, todas elas relacionadas aos conteúdos trabalhados no Volume, visando contribuir para o aprendizado dos estudantes.

No Brasil, vários povos indígenas explicam a origem da Terra, do Sol e da Lua pela lenda de Nhamandu Em uma das variações dessa lenda, Nhamandu, ou Nhanderuvuçu, existia antes do início de tudo. Ele criou, apenas com um sopro, Kuaray. Kuaray fez surgir Tupã de seu coração. Tupã, ao dançar e cantar, criou o Sol, as estrelas e a Terra. Na Terra, Tupã criou os mares, as montanhas e o primeiro humano, Tupã-Mirim. Este, por sua vez, criou os animais, as plantas e a primeira mulher, Mavutzinim, que se tornou sua esposa. Juntos, deram origem a diversos povos que hoje existem. Cansado de andar pela Terra, Tupã-Mirim decidiu partir e seu espírito voltou para o Sol; sua esposa, então, decidiu fazer o mesmo, transformando-se na Lua. Desde esse momento, eles ficaram no céu, olhando e cuidando dos povos tupi-guarani: Tupã-Mirim, de dia, e Mavutzinim, à noite.

Representação artística da lenda tupi-guarani da formação do Sol e da Lua por Tupã.

FICA A DICA Acesse o link a seguir e aprenda mais sobre os mitos. Disponível em: https://mirim.org/pt-br/ como-vivem/mitos. Acesso em: 18 maio 2022.

Ciência em ação

MANUAL DO PROFESSOR

CIÊNCIA EM AÇÃO

5 Ao final de cada etapa, produzam um relatório com os materiais e os procedimentos utilizados na produção desenvolvida pelo grupo.

DICA: Registrar as etapas possibilita identificar problemas com mais agilidade e achar soluções. Algumas soluções podem ser replicadas com mais facilidade quando há um histórico registrado.

Atividade 1 • Mapa mental

Considere que...

Uma Organização Não Governamental (ONG) educacional quer ensinar estudantes a produzirem mapas mentais para ajudar em seus estudos. Seu grupo deve desenvolver um manual digital que auxilie outros estudantes a produzir mapas mentais para estudar qualquer tema que queiram.

O manual deve conter explicações sobre como elaborar um mapa mental, como utilizar essa estratégia para estudar e três exemplos de mapas mentais. O primeiro exemplo deve trazer os principais conceitos da Unidade 1 deste livro.

O segundo deve ser sobre os conceitos da Unidade 2; e o último, sobre os da Unidade 3. Assim, os assuntos centrais serão: matéria, ondas sonoras e ondas eletromagnéticas.

FICA A DICA

#

Criem

um logotipo para o grupo.

3 Leiam as informações, procurem prever os possíveis problemas e identificar momentos em que a atividade pode ser decomposta em tarefas menores. Se as tarefas menores forem divididas entre os participantes do grupo, a atividade pode ser resolvida mais rapidamente. Anotem as dúvidas.

4 Elaborem uma lista de materiais necessários para cada atividade.

6 Com a ajuda do professor, elaborem um cronograma para a execução das tarefas e para a apresentação dos resultados.

7 A cada atividade, o líder deve organizar uma conversa para distribuir as tarefas e definir as responsabilidades de cada integrante.

O manual digital deve ser um documento que possa ser publicado na internet e que tenha, ao menos, um link para um vídeo produzido pelo grupo para auxiliar na compreensão das instruções. Após a produção, o vídeo pode ser publicado em uma rede social ou em uma plataforma de vídeos da internet, para gerar um link ativo. O próprio manual digital pode ser inserido em redes sociais ou no site da escola. Para realizar esta atividade, acesse os links disponibilizados no #FICA A DICA. Se necessário, faça outras pesquisas sobre o assunto.

O mapa mental pode ser considerado uma técnica de estudo. Leia algumas estratégias para organizar um mapa mental e onde encontrar aplicativos que facilitam sua criação. • NOVO, Benigno N. O que é um mapa mental? Para que serve? Passos para fazer um. Jusbrasil S. l.], 23 ago. 2020. Disponível em: https:// benignonovonovo.jusbrasil.com. br/artigos/916473889/o-quee-um-mapa-mental-para-queserve-passos-para-fazer-um.

• MELHORES aplicativos para criar mapas mentais. Porvir São Paulo, 15 jul. 2019. Disponível em: https:// porvir.org/melhores-aplicati vos-para-criar-mapas-mentais/. Acessos em: 14 jun. 2022.

Os trabalhos em grupo favorecem a mobilização de habilidades como comunicação, gestão de tempo, solução de problemas, autoconfiança e cooperação, habilidades muito procuradas por empresas de todos os segmentos.

O Manual do professor está organizado da maneira descrita a seguir.

PRODUÇÃO DE ANÁLISES CRÍTICAS

[...] agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 10.

Nesta obra, valores são trabalhados em atividades e em seções, especialmente, na seção Pense bem

TEMAS CONTEMPORÂNEOS TRANSVERSAIS (TCTs)

E O ENSINO DE CIÊNCIAS

Conforme a BNCC, os 15 temas contemporâneos transversais, ou TCTs, estão distribuídos em seis macroáreas temáticas:

ECONOMIA Trabalho

Educação financeira

Educação fiscal

SAÚDE

BRASIL. Ministério da Educação. Temas contemporâneos transversais na BNCC propostas de práticas de implementação. Brasília, DF: MEC, 2019. p. 7. Disponível em: http://basenacionalcomum. mec.gov.br/images/implementacao/guia_pratico_temas_contemporaneos.pdf. Acesso em: 14 jun. 2022.

Esses temas apresentam características interdisciplinares, pois permeiam todas as áreas de conhecimento e devem ser trabalhados de modo transversal e integrado, efetivo e dinâmico. Essa abordagem contemporânea auxilia na aproximação de aspectos práticos que impactam a vida em todas as esferas – pessoal, comunitária e global. Os conceitos presentes nos temas contemporâneos referem-se a valores básicos da cidadania e trazem à tona questões importantes e urgentes da sociedade atual. Assim, devem ser trabalhados de modo coordenado e contextualizado, para que os estudantes construam significados, deem sentido àquilo que aprendem e possam atuar de modo efetivo no seu cotidiano, com o intuito de atuar na realidade e transformá-la.

Nesta coleção, os TCTs são trabalhados em diversos momentos: no texto principal, em seções ou em atividades. Como exemplo, é possível citar a avaliação dos impactos causados pelas ações do ser humano no ambiente em que vive, a reflexão sobre um modo de vida sustentável e possibilidades de atuação em questões do cotidiano, como praticar o consumo consciente e descartar corretamente resíduos domésticos.

Como já ressaltado neste Manual do professor estudantes, professores e demais agentes escolares estão envolvidos constantemente com inúmeras informações de diferentes naturezas e contextos. É importante que todos estejam atentos para analisá-las de forma crítica, posicionando-se de forma fundamentada diante delas. Diferentemente do que é dito no senso comum, a análise crítica não se configura como uma busca por defeitos ou aspectos negativos daquilo que é examinado. Pelo contrário, ela envolve interpretações, avaliações, correlações entre diferentes saberes, reflexões e até o questionamento de valores, ou seja, habilidades de ordem cognitiva e socioemocional. Para produzir análises críticas, é preciso envolver-se intimamente com o material que será analisado. Faz-se importante compreender os objetivos e as intenções do autor durante o desenvolvimento do material, além de correlacionar seu conteúdo ao contexto histórico, social, cultural, político e econômico em que foi produzido. Também é preciso entender o papel que esse material assume nas circunstâncias em que é analisado, bem como as implicações que traz a elas. Assim, ampliando-se os sentidos construídos diante da leitura do conteúdo de um texto, de uma imagem ou de um áudio, é possível posicionar-se criticamente diante desse material. A produção de análises críticas é essencial para solucionar os problemas que cercam as pessoas e para tomar decisões nas vivências cotidianas de forma prudente e embasada em princípios éticos e democráticos. Por isso, é importante que o processo de escolarização também almeje o desenvolvimento e o exercício do pensamento crítico, contribuindo para capacitar os estudantes a analisar e atuar sobre a realidade em que vivem e, assim, questioná-la e transformá-la de forma significativa. Nesta coleção, são previstas atividades que propiciam aos estudantes exercerem o pensamento crítico para se posicionarem diante de diversas situações-problema, estimulando-os a defender pontos de vista que promovam sua consciência socioambiental.

CAPACIDADE ARGUMENTATIVA (ORAL E ESCRITA)

A formação de indivíduos autônomos, com visão crítica de seu mundo, depende de sua capacidade de formular opiniões sobre assuntos cotidianos e temas variados que os cercam. Por isso, a educação deve proporcionar não somente a aquisição de conhecimento, mas estimular a capacidade de os estudantes exporem suas opiniões e formularem argumentos. Conforme a competência geral 7 da BNCC, a argumentação deve ser feita: [...] com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 9.

Em uma sociedade livre e democrática, é natural que haja debates sobre os mais variados temas do cotidiano, inclusive no âmbito da saúde, da política ou da Ciência. Contudo, para que o debate seja legítimo, é necessário que ele seja amparado em argumentos que reflitam a realidade dos indivíduos, de maneira a possibilitar-lhes uma revisão de atitudes e perspectivas do discurso frente ao mundo. Todo argumento, nesse sentido, busca encontrar respaldo em dados, teses e fatos a fim de apoiar uma visão da realidade. Se for apenas uma opinião, fruto de convicções pessoais desvinculadas de evidências e fatos, então não se trata de argumento.

BENTINHO LEMBREM-SE: existem diversas maneiras de se construir um mapa mental. Escolham a maneira que mais agrade ao grupo. Exemplo de mapa mental com o assunto central “foco nos estudos”.

Essa seção está presente no final do Volume e compreende atividades que devem ser desenvolvidas em grupo. Nessas atividades, os estudantes devem procurar soluções para problemas desafiadores, trabalhando com as tendências “faça você mesmo”, as competências para o século XXI e as habilidades socioemocionais, com destaque para a investigação, a reflexão, a análise crítica, a curiosidade, a criatividade, a liderança e a comunicação. A seção também colabora com o desenvolvimento do pensamento computacional e com as habilidades de gestão de tempo, de cooperação e de resolução de problemas, que são relacionadas ao mundo do trabalho. Por esses motivos, ela tem como propósito a consolidação de competências gerais, com destaque para a competência geral 9, e de competências específicas da área de Ciências da Natureza indicadas pela BNCC. A seção é composta de três atividades a serem desenvolvidas durante o ano, a partir de um planejamento prévio. Cada atividade se relaciona com um dos eixos temáticos da BNCC para as Ciências da Natureza e traz situações contextualizadas para diferentes problemas que não têm resposta única ou óbvia. Para auxiliar os estudantes no desenvolvimento do trabalho, há um roteiro com alguns passos, como o estabelecimento de um líder por grupo a cada etapa, que tem como atribuições dividir as tarefas, estimular as discussões e estabelecer prazos para a entrega final. Alternativamente, o trabalho com essa seção pode ser desenvolvido no início da Unidade e estender-se durante toda a abordagem da unidade temática.

ORIENTAÇÕES GERAIS, DIDÁTICAS E METODOLÓGICAS

A primeira parte deste Manual do professor apresenta as orientações gerais, didáticas e metodológicas para aperfeiçoamento e expansão de estudos sobre a prática docente na área de Ciências da Natureza. Além disso, apresenta a proposta de organização desta coleção.

ORIENTAÇÕES GERAIS

A BASE NACIONAL COMUM CURRICULAR E AS CIÊNCIAS DA NATUREZA

A Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB, lei no 9.394/1996) estabelece que a educação deve objetivar o pleno desenvolvimento dos indivíduos, preparando-os para exercer sua cidadania e sua qualificação para o trabalho. Para isso, determina-se que o ensino deve ter uma base nacional comum, a qual deve ser complementada com base no contexto regional e local no qual os estudantes estão inseridos, considerando suas necessidades e características culturais, sociais e econômicas.

Em consonância com essa lei, foi homologada pelo Ministério da Educação (MEC) a Base Nacional Comum Curricular (BNCC), um documento de caráter normativo e definidor do conjunto orgânico e progressivo de aprendizagens a serem desenvolvidas pelos indivíduos ao longo de sua escolarização básica. Dessa forma, a BNCC busca contribuir para o alinhamento de políticas e ações referentes ao pleno desenvolvimento da educação, tais como a elaboração de conteúdos educacionais e a formulação dos currículos dos sistemas e redes escolares estaduais e municipais. Para tanto, esse documento estabelece aprendizagens essenciais que todos os estudantes devem desenvolver na Educação Infantil, no Ensino Fundamental e no Ensino Médio, as quais devem possibilitar, da mesma maneira, o desenvolvimento de competências, definidas como:

[...] a mobilização de conhecimentos (conceitos e procedimentos), habilidades (práticas, cognitivas e socioemocionais), atitudes e valores para resolver demandas complexas da vida cotidiana, do pleno exercício da cidadania e do mundo do trabalho.

As competências que devem ser aprimoradas pelos estudantes são classificadas pela BNCC como competências gerais e competências específicas. As competências gerais são aquelas comuns a todas as áreas do conhecimento e visam à formação humana integral, objetivando a construção de uma sociedade justa. Já as competências específicas devem estimular o interesse e a curiosidade científica dos estudantes. Visando contribuir para a formação dos estudantes como cidadãos atuantes na sociedade, ambas devem ser trabalhadas de forma integrada e articulada.

Em relação aos conteúdos escolares do Ensino Fundamental, a BNCC os organiza em unidades temáticas , as quais contemplam conjuntos de objetos de conhecimento em cada área do conhecimento. Na área de Ciências da Natureza, existem três unidades temáticas: Matéria e energia; Vida e evolução; e Terra e Universo.

A unidade temática Matéria e energia envolve o estudo da natureza da matéria e dos diferentes usos da energia. Assim, nessa unidade temática são contemplados estudos relacionados aos materiais e às suas transformações, ao uso de recursos naturais e energéticos e à maneira com que foram apropriados pelos seres humanos ao longo da história, considerando sua relação com a sociedade e a tecnologia.

A unidade temática Vida e evolução envolve o estudo dos seres vivos (incluindo os seres humanos) e questões relacionadas a eles. Assim, nessa unidade temática são contemplados estudos referentes às características dos seres vivos, à sua organização estrutural, às formas com que se relacionam entre si e com o ambiente, aos processos evolutivos relativos à sua diversidade e à importância da preservação da biodiversidade.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 8.

A unidade temática Terra e Universo envolve o estudo das características da Terra e dos corpos celestes que constituem o Sistema Solar e o Universo, de forma geral. Assim, nessa unidade temática são contemplados estudos relacionados à composição, à dimensão, à localização e aos movimentos da Terra, da Lua e do Sol, além de se promover a observação do céu e de fenômenos celestes e de ser investigada a interpretação desses fenômenos por diversas civilizações ao longo da história.

Os objetos de conhecimento de cada uma das unidades temáticas constituem aprendizagens essenciais que devem ser desenvolvidas pelos estudantes nas diferentes etapas de sua escolarização. Tais aprendizagens são organizadas pela BNCC por meio de habilidades, cuja complexidade aumenta ao longo dos anos. As habilidades são descritas por verbos que expressam os processos cognitivos envolvidos na habilidade, associados ao objeto de conhecimento da aprendizagem que se espera que os estudantes adquiram. Por exemplo, a habilidade EF06CI01 refere-se a:

(EF06CI01) Classificar como homogênea ou heterogênea a mistura de dois ou mais materiais (água e sal, água e óleo, água e areia etc.).

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 345.

Nessa habilidade, o processo cognitivo envolvido é determinado pelo verbo “classificar”, e o objeto de conhecimento a ele associado refere-se a misturas homogêneas e heterogêneas. Assim, considera-se que os estudantes tenham desenvolvido essa habilidade quando são capazes de classificar misturas de materiais em homogênea ou heterogênea. No entanto, para desenvolvê-la, devem ser trabalhados alguns conteúdos relacionados aos materiais, como os conceitos de substâncias puras e misturas, e exemplos cotidianos de cada um deles, aproximando os estudantes do conteúdo.

Essa e as demais habilidades são identificadas por códigos alfanuméricos, compostos de dois pares de letras e de dois pares de números. O primeiro par de letras indica a etapa da escolarização; o primeiro par de números indica o ano ao qual se refere a habilidade; o segundo par de letras indica o componente curricular; e o segundo par de números indica a posição da habilidade na numeração sequencial do ano. No exemplo dado, a habilidade EF06CI01 refere-se: à etapa do Ensino Fundamental (EF); ao 6o ano (06); ao componente curricular de Ciências (CI); e à habilidade número um desse ano (01).

Cada componente curricular apresenta um objetivo relacionado às habilidades que são trabalhadas. Em relação ao componente de Ciências, as habilidades:

[...] mobilizam conhecimentos conceituais, linguagens e alguns dos principais processos, práticas e procedimentos de investigação envolvidos na dinâmica da construção de conhecimentos na ciência.

BRASIL.

Dessa forma, tendo um compromisso com o desenvolvimento das habilidades de Ciências, bem como das competências gerais e específicas estabelecidas pela BNCC, almeja-se que os estudantes compreendam os fenômenos naturais, sociais e tecnológicos do mundo ao seu redor e até temáticas amplas e globais, a fim de que, utilizando os conhecimentos científicos que vão construir ao longo de sua escolarização, desenvolvam e formem conjuntos de atitudes e de valores orientados por princípios éticos e políticos, visando a uma sociedade justa, democrática e inclusiva, nos termos da LDB.

Nesta coleção, as habilidades estabelecidas pela BNCC podem ser desenvolvidas a partir do trabalho com os conteúdos a elas relacionados. Além disso, podem ser mobilizadas pelos estudantes durante a realização de diversas atividades presentes ao final dos Temas e em algumas seções, as quais utilizam diversos recursos, como textos citados, mapas, tabelas, quadros, tirinhas, charges e outros. O uso de recursos variados também objetiva que desenvolvam práticas de seleção de informações e dados, argumentos e outras referências em fontes confiáveis. Para auxiliar o trabalho com as habilidades, há orientações didáticas ao longo das Unidades.

Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 330.

É importante ressaltar, no entanto, que algumas Unidades não trabalham habilidades específicas da BNCC, mas trazem conteúdos importantes e necessários para o desenvolvimento posterior delas. Um exemplo é a Unidade 3 do 6o ano. Essa Unidade traz alguns conteúdos relativos à Ecologia, como os conceitos de hábitat, nicho ecológico, cadeias alimentares e relações ecológicas dos seres vivos. Não existe habilidade na BNCC que estabeleça a abordagem desses conteúdos para esse ano. Entretanto, além do fato de terem sido tradicionalmente trabalhados no 6o ano por um longo período, sua abordagem é importante para o desenvolvimento de habilidades posteriores, como as relacionadas a ecossistemas e impactos nos ecossistemas, vistas no 7o ano (habilidades EF07CI07 e EF07CI08).

É importante destacar que, além das habilidades da BNCC possibilitarem ligações entre diversos assuntos necessários para sua assimilação, elas também permitem uma complementação e um aprofundamento de conceitos durante todo o Ensino Fundamental.

Vamos retomar e aprofundar o exemplo da habilidade EF07CI07. Ao iniciar o 7o ano, tem-se o foco da Unidade 1 no Tema Biodiversidade. É coerente dizer que a apresentação de termos e conteúdos relacionados à Zoologia, como a nomenclatura, a classificação e as características dos seres vivos, são importantes para a maior efetividade do trabalho com essa habilidade, já que ela aborda as características dos ecossistemas brasileiros e sua relação com a flora e a fauna. Concomitantemente, ao abordar esses assuntos foram resgatadas e aprofundadas as habilidades EF03CI04, EF03CI05 e EF03CI06, trabalhadas na unidade temática Vida e evolução do 3o ano. Dessa maneira, determinados conteúdos podem ser trabalhados de maneira espiral, complementando a formação do estudante.

Ao longo de todas as Unidades, o desenvolvimento de competências gerais e específicas também é propiciado, com destaque para as seções que constituem a coleção. O trabalho com aspectos da natureza da Ciência e de práticas investigativas, com linguagens e materiais digitais e com a valorização da autonomia dos estudantes, é exemplo de como as competências podem ser trabalhadas e incentivadas nesta coleção.

Todas essas informações, referentes às habilidades e competências da BNCC presentes nas Unidades da coleção, estão explicitadas neste Manual do professor, de modo a contribuir com a organização e o planejamento das aulas.

As competências gerais e as competências específicas das Ciências da Natureza

As competências gerais da BNCC trabalhadas nos anos finais do Ensino Fundamental estão listadas a seguir. O trabalho com as competências gerais nesta coleção é demonstrado a partir de exemplos presentes na seção BNCC na prática das Orientações específicas para o Volume.

COMPETÊNCIAS GERAIS DA EDUCAÇÃO BÁSICA

1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.

2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.

3. Valorizar e fruir as diversas manifestações artísticas e culturais, das locais às mundiais, e também participar de práticas diversificadas da produção artístico-cultural.

4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo.

5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva.

6. Valorizar a diversidade de saberes e vivências culturais e apropriar-se de conhecimentos e experiências que lhe possibilitem entender as relações próprias do mundo do trabalho e fazer escolhas alinhadas ao exercício da cidadania e ao seu projeto de vida, com liberdade, autonomia, consciência crítica e responsabilidade.

7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.

8. Conhecer-se, apreciar-se e cuidar de sua saúde física e emocional, compreendendo-se na diversidade humana e reconhecendo suas emoções e as dos outros, com autocrítica e capacidade para lidar com elas.

9. Exercitar a empatia, o diálogo, a resolução de conflitos e a cooperação, fazendo-se respeitar e promovendo o respeito ao outro e aos direitos humanos, com acolhimento e valorização da diversidade de indivíduos e de grupos sociais, seus saberes, identidades, culturas e potencialidades, sem preconceitos de qualquer natureza.

10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 9-10.

As competências específicas de Ciências da Natureza da BNCC trabalhadas nos anos finais do Ensino Fundamental estão listadas a seguir.

O trabalho com as competências específicas é demonstrado a partir de exemplos concretos na seção BNCC na prática das Orientações específicas para o Volume

COMPETÊNCIAS ESPECÍFICAS DE CIÊNCIAS DA NATUREZA PARA O ENSINO FUNDAMENTAL

1. Compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico.

2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.

3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

4. Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho.

5. Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza.

6. Utilizar diferentes linguagens e tecnologias digitais de informação e comunicação para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos e resolver problemas das Ciências da Natureza de forma crítica, significativa, reflexiva e ética.

7. Conhecer, apreciar e cuidar de si, do seu corpo e bem-estar, compreendendo-se na diversidade humana, fazendo-se respeitar e respeitando o outro, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza e às suas tecnologias.

8. Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais e a respeito da saúde individual e coletiva, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 324.

As habilidades de Ciências da Natureza na BNCC

As habilidades da BNCC trabalhadas nos anos finais do Ensino Fundamental, por ano e por unidade temática, estão listadas a seguir.

O trabalho com as habilidades é demonstrado a partir de exemplos concretos na seção BNCC na prática das Orientações específicas para o Volume

CIÊNCIAS • 6 o ANO

UNIDADES TEMÁTICAS OBJETOS DE CONHECIMENTO HABILIDADES

• (EF06CI01) Classificar como homogênea ou heterogênea a mistura de dois ou mais materiais (água e sal, água e óleo, água e areia etc.).

• Misturas homogêneas e heterogêneas

MATÉRIA E ENERGIA

• Separação de materiais

• Materiais sintéticos

• Transformações químicas

• (EF06CI02) Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.).

• (EF06CI03) Selecionar métodos mais adequados para a separação de diferentes sistemas heterogêneos a partir da identificação de processos de separação de materiais (como a produção de sal de cozinha, a destilação de petróleo, entre outros).

• (EF06CI04) Associar a produção de medicamentos e outros materiais sintéticos ao desenvolvimento científico e tecnológico, reconhecendo benefícios e avaliando impactos socioambientais.

• (EF06CI05) Explicar a organização básica das células e seu papel como unidade estrutural e funcional dos seres vivos.

• (EF06CI06) Concluir, com base na análise de ilustrações e/ou modelos (físicos ou digitais), que os organismos são um complexo arranjo de sistemas com diferentes níveis de organização.

VIDA E EVOLUÇÃO

• Célula como unidade da vida

• Interação entre os sistemas locomotor e nervoso

• Lentes corretivas

• (EF06CI07) Justificar o papel do sistema nervoso na coordenação das ações motoras e sensoriais do corpo, com base na análise de suas estruturas básicas e respectivas funções.

• (EF06CI08) Explicar a importância da visão (captação e interpretação das imagens) na interação do organismo com o meio e, com base no funcionamento do olho humano, selecionar lentes adequadas para a correção de diferentes defeitos da visão.

• (EF06CI09) Deduzir que a estrutura, a sustentação e a movimentação dos animais resultam da interação entre os sistemas muscular, ósseo e nervoso.

• (EF06CI10) Explicar como o funcionamento do sistema nervoso pode ser afetado por substâncias psicoativas.

• (EF06CI11) Identificar as diferentes camadas que estruturam o planeta Terra (da estrutura interna à atmosfera) e suas principais características.

• (EF06CI12) Identificar diferentes tipos de rocha, relacionando a formação de fósseis a rochas sedimentares em diferentes períodos geológicos.

TERRA E UNIVERSO

• Forma, estrutura e movimentos da Terra

• (EF06CI13) Selecionar argumentos e evidências que demonstrem a esfericidade da Terra.

• (EF06CI14) Inferir que as mudanças na sombra de uma vara (gnômon) ao longo do dia em diferentes períodos do ano são uma evidência dos movimentos relativos entre a Terra e o Sol, que podem ser explicados por meio dos movimentos de rotação e translação da Terra e da inclinação de seu eixo de rotação em relação ao plano de sua órbita em torno do Sol.

UNIDADES TEMÁTICAS OBJETOS DE CONHECIMENTO HABILIDADES

• (EF07CI01) Discutir a aplicação, ao longo da história, das máquinas simples e propor soluções e invenções para a realização de tarefas mecânicas cotidianas.

• (EF07CI02) Diferenciar temperatura, calor e sensação térmica nas diferentes situações de equilíbrio termodinâmico cotidianas.

MATÉRIA E ENERGIA

• Máquinas simples

• Formas de propagação do calor

• Equilíbrio termodinâmico e vida na Terra

• História dos combustíveis e das máquinas térmicas

• (EF07CI03) Utilizar o conhecimento das formas de propagação do calor para justificar a utilização de determinados materiais (condutores e isolantes) na vida cotidiana, explicar o princípio de funcionamento de alguns equipamentos (garrafa térmica, coletor solar etc.) e/ ou construir soluções tecnológicas a partir desse conhecimento.

• (EF07CI04) Avaliar o papel do equilíbrio termodinâmico para a manutenção da vida na Terra, para o funcionamento de máquinas térmicas e em outras situações cotidianas.

• (EF07CI05) Discutir o uso de diferentes tipos de combustível e máquinas térmicas ao longo do tempo, para avaliar avanços, questões econômicas e problemas socioambientais causados pela produção e uso desses materiais e máquinas.

• (EF07CI06) Discutir e avaliar mudanças econômicas, culturais e sociais, tanto na vida cotidiana quanto no mundo do trabalho, decorrentes do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias (como automação e informatização).

• (EF07CI07) Caracterizar os principais ecossistemas brasileiros quanto à paisagem, à quantidade de água, ao tipo de solo, à disponibilidade de luz solar, à temperatura etc., correlacionando essas características à flora e fauna específicas.

• Diversidade de ecossistemas

• (EF07CI08) Avaliar como os impactos provocados por catástrofes naturais ou mudanças nos componentes físicos, biológicos ou sociais de um ecossistema afetam suas populações, podendo ameaçar ou provocar a extinção de espécies, alteração de hábitos, migração etc.

VIDA E EVOLUÇÃO

• Fenômenos naturais e impactos ambientais

• Programas e indicadores de saúde pública

• (EF07CI09) Interpretar as condições de saúde da comunidade, cidade ou estado, com base na análise e comparação de indicadores de saúde (como taxa de mortalidade infantil, cobertura de saneamento básico e incidência de doenças de veiculação hídrica, atmosférica entre outras) e dos resultados de políticas públicas destinadas à saúde.

• (EF07CI10) Argumentar sobre a importância da vacinação para a saúde pública, com base em informações sobre a maneira como a vacina atua no organismo e o papel histórico da vacinação para a manutenção da saúde individual e coletiva e para a erradicação de doenças.

• (EF07CI11) Analisar historicamente o uso da tecnologia, incluindo a digital, nas diferentes dimensões da vida humana, considerando indicadores ambientais e de qualidade de vida.

• (EF07CI12) Demonstrar que o ar é uma mistura de gases, identificando sua composição, e discutir fenômenos naturais ou antrópicos que podem alterar essa composição.

• Composição do ar

• Efeito estufa

• Camada de ozônio

• (EF07CI13) Descrever o mecanismo natural do efeito estufa, seu papel fundamental para o desenvolvimento da vida na Terra, discutir as ações humanas responsáveis pelo seu aumento artificial (queima dos combustíveis fósseis, desmatamento, queimadas etc.) e selecionar e implementar propostas para a reversão ou controle desse quadro.

TERRA E UNIVERSO

• Fenômenos naturais (vulcões, terremotos e tsunamis)

• Placas tectônicas e deriva continental

• (EF07CI14) Justificar a importância da camada de ozônio para a vida na Terra, identificando os fatores que aumentam ou diminuem sua presença na atmosfera, e discutir propostas individuais e coletivas para sua preservação.

• (EF07CI15) Interpretar fenômenos naturais (como vulcões, terremotos e tsunamis) e justificar a rara ocorrência desses fenômenos no Brasil, com base no modelo das placas tectônicas.

• (EF07CI16) Justificar o formato das costas brasileira e africana com base na teoria da deriva dos continentes.

UNIDADES TEMÁTICAS OBJETOS DE CONHECIMENTO HABILIDADES

• (EF08CI01) Identificar e classificar diferentes fontes (renováveis e não renováveis) e tipos de energia utilizados em residências, comunidades ou cidades.

• (EF08CI02) Construir circuitos elétricos com pilha/bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e compará-los a circuitos elétricos residenciais.

MATÉRIA E ENERGIA

• Fontes e tipos de energia

• Transformação de energia

• Cálculo de consumo de energia elétrica

• Circuitos elétricos

• Uso consciente de energia elétrica

• (EF08CI03) Classificar equipamentos elétricos residenciais (chuveiro, ferro, lâmpadas, TV, rádio, geladeira etc.) de acordo com o tipo de transformação de energia (da energia elétrica para a térmica, luminosa, sonora e mecânica, por exemplo).

• (EF08CI04) Calcular o consumo de eletrodomésticos a partir dos dados de potência (descritos no próprio equipamento) e tempo médio de uso para avaliar o impacto de cada equipamento no consumo doméstico mensal.

• (EF08CI05) Propor ações coletivas para otimizar o uso de energia elétrica em sua escola e/ ou comunidade, com base na seleção de equipamentos segundo critérios de sustentabilidade (consumo de energia e eficiência energética) e hábitos de consumo responsável.

• (EF08CI06) Discutir e avaliar usinas de geração de energia elétrica (termelétricas, hidrelétricas, eólicas etc.), suas semelhanças e diferenças, seus impactos socioambientais, e como essa energia chega e é usada em sua cidade, comunidade, casa ou escola.

• (EF08CI07) Comparar diferentes processos reprodutivos em plantas e animais em relação aos mecanismos adaptativos e evolutivos.

• (EF08CI08) Analisar e explicar as transformações que ocorrem na puberdade considerando a atuação dos hormônios sexuais e do sistema nervoso.

•

•

• (EF08CI09) Comparar o modo de ação e a eficácia dos diversos métodos contraceptivos e justificar a necessidade de compartilhar a responsabilidade na escolha e na utilização do método mais adequado à prevenção da gravidez precoce e indesejada e de Doenças Sexualmente Transmissíveis (DST).

• (EF08CI10) Identificar os principais sintomas, modos de transmissão e tratamento de algumas DST (com ênfase na AIDS), e discutir estratégias e métodos de prevenção.

• (EF08CI11) Selecionar argumentos que evidenciem as múltiplas dimensões da sexualidade humana (biológica, sociocultural, afetiva e ética).

• (EF08CI12) Justificar, por meio da construção de modelos e da observação da Lua no céu, a ocorrência das fases da Lua e dos eclipses, com base nas posições relativas entre Sol, Terra e Lua.

• (EF08CI13) Representar os movimentos de rotação e translação da Terra e analisar o papel da inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à sua órbita na ocorrência das estações do ano, com a utilização de modelos tridimensionais.

TERRA E UNIVERSO

• Sistema Sol, Terra e Lua

• Clima

• (EF08CI14) Relacionar climas regionais aos padrões de circulação atmosférica e oceânica e ao aquecimento desigual causado pela forma e pelos movimentos da Terra.

• (EF08CI15) Identificar as principais variáveis envolvidas na previsão do tempo e simular situações nas quais elas possam ser medidas.

• (EF08CI16) Discutir iniciativas que contribuam para restabelecer o equilíbrio ambiental a partir da identificação de alterações climáticas regionais e globais provocadas pela intervenção humana.

UNIDADES TEMÁTICAS OBJETOS DE CONHECIMENTO HABILIDADES

• (EF09CI01) Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica.

• (EF09CI02) Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas.

MATÉRIA E ENERGIA

• Aspectos quantitativos das transformações químicas

• Estrutura da matéria

• Radiações e suas aplicações na saúde

• (EF09CI03) Identificar modelos que descrevem a estrutura da matéria (constituição do átomo e composição de moléculas simples) e reconhecer sua evolução histórica.

• (EF09CI04) Planejar e executar experimentos que evidenciem que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz e que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina.

• (EF09CI05) Investigar os principais mecanismos envolvidos na transmissão e recepção de imagem e som que revolucionaram os sistemas de comunicação humana.

• (EF09CI06) Classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações, discutindo e avaliando as implicações de seu uso em controle remoto, telefone celular, raio X, forno de micro-ondas, fotocélulas etc.

• (EF09CI07) Discutir o papel do avanço tecnológico na aplicação das radiações na medicina diagnóstica (raio X, ultrassom, ressonância nuclear magnética) e no tratamento de doenças (radioterapia, cirurgia ótica a laser, infravermelho, ultravioleta etc.).

• (EF09CI08) Associar os gametas à transmissão das características hereditárias, estabelecendo relações entre ancestrais e descendentes.

• (EF09CI09) Discutir as ideias de Mendel sobre hereditariedade (fatores hereditários, segregação, gametas, fecundação), considerando-as para resolver problemas envolvendo a transmissão de características hereditárias em diferentes organismos.

• Hereditariedade

• (EF09CI10) Comparar as ideias evolucionistas de Lamarck e Darwin apresentadas em textos científicos e históricos, identificando semelhanças e diferenças entre essas ideias e sua importância para explicar a diversidade biológica.

VIDA E EVOLUÇÃO

• Ideias evolucionistas

• Preservação da biodiversidade

• (EF09CI11) Discutir a evolução e a diversidade das espécies com base na atuação da seleção natural sobre as variantes de uma mesma espécie, resultantes de processo reprodutivo.

• (EF09CI12) Justificar a importância das unidades de conservação para a preservação da biodiversidade e do patrimônio nacional, considerando os diferentes tipos de unidades (parques, reservas e florestas nacionais), as populações humanas e as atividades a eles relacionados.

• (EF09CI13) Propor iniciativas individuais e coletivas para a solução de problemas ambientais da cidade ou da comunidade, com base na análise de ações de consumo consciente e de sustentabilidade bem-sucedidas.

• Composição, estrutura e localização do Sistema Solar no Universo

• Astronomia e cultura

• (EF09CI14) Descrever a composição e a estrutura do Sistema Solar (Sol, planetas rochosos, planetas gigantes gasosos e corpos menores), assim como a localização do Sistema Solar na nossa Galáxia (a Via Láctea) e dela no Universo (apenas uma galáxia dentre bilhões).

TERRA E UNIVERSO

• Vida humana fora da Terra

• Ordem de grandeza astronômica

• Evolução estelar

• (EF09CI15) Relacionar diferentes leituras do céu e explicações sobre a origem da Terra, do Sol ou do Sistema Solar às necessidades de distintas culturas (agricultura, caça, mito, orientação espacial e temporal etc.).

• (EF09CI16) Selecionar argumentos sobre a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, com base nas condições necessárias à vida, nas características dos planetas e nas distâncias e nos tempos envolvidos em viagens interplanetárias e interestelares.

• (EF09CI17) Analisar o ciclo evolutivo do Sol (nascimento, vida e morte) baseado no conhecimento das etapas de evolução de estrelas de diferentes dimensões e os efeitos desse processo no nosso planeta.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 344-351.

CONTEÚDOS DA COLEÇÃO

As Unidades de cada volume buscam apresentar os conteúdos de forma equilibrada e adequada ao momento escolar dos estudantes. Observe os quadros a seguir.

UNIDADE TEMÁTICA DA BNCC UNIDADE

Unidade 1

Organização dos seres vivos

Unidade 2

VIDA E EVOLUÇÃO

MATÉRIA E ENERGIA

Movimento, coordenação e sentido dos animais

Unidade 3 Ecologia

Unidade 4 Os materiais e o ambiente

Unidade 5 Investigando os materiais

Unidade 6 Misturas e separação de misturas

Unidade 7 Estrutura do planeta Terra

1. Características gerais dos seres vivos

2. O microscópio e o estudo das células

3. A organização do corpo humano

1. Movimentação dos animais

2. A coordenação dos animais

3. Percepção do ambiente

4. Corpo humano e saúde

1. Noções de Ecologia

2. Relações entre os seres vivos

Habilidades EF06CI05 EF06CI06

Habilidades

EF06CI07

EF06CI08

EF06CI09 EF06CI10

TERRA E UNIVERSO

Unidade 8

O formato e os movimentos da Terra

Unidade 1 Biodiversidade

VIDA E EVOLUÇÃO

Unidade 2

Biomas

1. Materiais naturais e materiais sintéticos

2. Impactos ambientais Habilidade EF06CI04

1. Transformações físicas e químicas dos materiais

2. Transformações químicas dos materiais

3. Propriedades dos materiais

1. Substâncias puras e misturas

2. Separação de misturas

1. O que conhecemos da Terra

2. O solo

1. O formato da Terra

2. Movimentos da Terra

CIÊNCIAS • 7o ANO

1. O que é biodiversidade?

2. Bactérias, protoctistas e fungos

3. Animais

4. Plantas

1. Biomas mundiais

2. Biomas Amazônia e Caatinga

3. Biomas Cerrado e Pantanal

4. Biomas Mata Atlântica e Pampa e ecossistemas costeiros

5. Impactos nos biomas

Habilidade EF06CI02

Habilidades EF06CI01 EF06CI03

Habilidades EF06CI11

EF06CI12

Habilidades EF06CI13 EF06CI14

Habilidades

EF07CI07

EF07CI08

VIDA E EVOLUÇÃO

MATÉRIA E ENERGIA

Unidade 3 Saúde pública

Unidade 4

Energia e força nos movimentos

Unidade 5 Energia térmica

Unidade 6 Energia térmica nos movimentos

Unidade 7

Atmosfera terrestre

1. A saúde da população

2. Avaliação da saúde

3. Manutenção da saúde

1. Força e movimento

2. Ampliando forças

3. Energia e movimento

1. Temperatura e calor

2. Propagação de calor

3. A energia térmica nos alimentos e em nosso corpo

1. Equilíbrio termodinâmico e máquinas térmicas

2. Evolução das máquinas térmicas

1. O ar, a Terra e o ser humano

2. Poluição do ar

Habilidades

EF07CI09

EF07CI10

EF07CI11

Habilidade

EF07CI01

Habilidades

EF07CI02

EF07CI03

Habilidades

EF07CI04

EF07CI05

EF07CI06

Habilidades

EF07CI12

EF07CI13

TERRA E UNIVERSO

Unidade 8 A dinâmica da Terra

1. A movimentação da crosta terrestre

2. Evidências da dinâmica da Terra

CIÊNCIAS • 8o ANO

1. Vida e reprodução

EF07CI14

Habilidades

EF07CI15

EF07CI16

VIDA E EVOLUÇÃO

MATÉRIA E ENERGIA

Unidade 1

Reprodução e desenvolvimento dos seres vivos

Unidade 2

Hormônios, sistema genital e puberdade

Unidade 3

Reprodução humana e sexualidade

Unidade 4

Recursos energéticos

Unidade 5

Energia elétrica

2. A reprodução e o desenvolvimento dos animais

3. A reprodução de bactérias, protozoários e fungos

4. A reprodução das plantas

1. As glândulas e os hormônios

2. Sistema genital e puberdade

1. Gestação e nascimento

2. Contracepção e prevenção

3. Sexo e sexualidade

1. Formas e fontes de energia

2. Matriz energética

1. Eletricidade

2. Circuito elétrico

3. Consumo de energia elétrica

Habilidade

EF08CI07

Habilidade

EF08CI08

Habilidades

EF08CI09

EF08CI10

EF08CI11

Habilidade

EF08CI01

Habilidades

EF08CI02

EF08CI03

EF08CI04

MATÉRIA E ENERGIA

CIÊNCIAS • 8o ANO

Unidade 6 Geração e consumo de energia elétrica

Unidade 7

Movimentos da Terra e da Lua

1. Usinas de geração de energia elétrica

2. Consumo sustentável de energia elétrica

1. Movimentos da Terra e as estações do ano

2. Movimentos e fases da Lua

Habilidades

EF08CI04

EF08CI05

EF08CI06

Habilidades

EF08CI12

EF08CI13

TERRA E UNIVERSO

Unidade 8 Tempo e clima

1. Previsão do tempo

2. Clima

CIÊNCIAS • 9o ANO

1. Estados e transformações físicas da matéria

2. Transformações químicas da matéria

Unidade 1 Investigando a matéria

3. A constituição da matéria

4. A tabela periódica

5. Balanceamento e análise de reações químicas no ambiente

Habilidades

EF08CI14

EF08CI15

EF08CI16

MATÉRIA E ENERGIA

Habilidades

VIDA E EVOLUÇÃO

Unidade 3

1. Introdução à Genética

2. A Genética e o ser humano

Unidade 5 Evolução 1. Origem da vida 2. Evolução dos seres vivos 3. Surgimento de novas espécies

Unidade 6

Unidade 8 Astronomia e sociedade

1. Os povos e os astros 2. Astrobiologia

Habilidades EF09CI08 EF09CI09

Habilidades

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ENSINO DAS CIÊNCIAS DA NATUREZA NO SÉCULO XXI

As descrições na Base Nacional Comum Curricular (BNCC), assim como a própria Constituição brasileira (Art. 205), deixam claro que a educação deve garantir o pleno desenvolvimento da pessoa, seu preparo para o exercício da cidadania e sua qualificação para o trabalho. Em um contexto de transformações, a modernização da sociedade impõe novas exigências educacionais, com repercussões tanto na interface da educação com o mundo do trabalho quanto na educação com a cidadania.

Assim, a educação científica deve promover o pensamento crítico, encorajar o letramento científico em uma perspectiva social e instrumentalizar as pessoas, diariamente confrontadas com questões éticas e morais, próprias da excessiva oferta de informação na sociedade tecnológica.

O papel da cultura científica, nesse contexto, é a formação e a capacitação de cidadãos para compreender e modificar o mundo, extrapolando a visão reducionista e parcial de um ensino apenas atento às expectativas do mercado.

Letramento científico

Especificamente na área de Ciências da Natureza, os objetivos educacionais incluem o letramento científico que envolve a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico) e de transformá-lo com base nos aportes teóricos e processuais das ciências (BRASIL, 2018). Dessa forma, a principal característica é a atuação efetiva na vida cotidiana em função da importância do papel da Ciência. Isso significa que a formação de uma população não deve se limitar à sua capacidade de ler e escrever, mas precisa envolver também uma alfabetização matemática, científica e tecnológica de qualidade, porque isso torna os indivíduos mais autônomos.

Na BNCC, o letramento científico:

[...] pressupõe organizar as situações de aprendizagem partindo de questões que sejam desafiadoras e, reconhecendo a diversidade cultural, estimulem o interesse e a curiosidade científica dos alunos e possibilitem definir problemas, levantar, analisar e representar resultados; comunicar conclusões e propor intervenções.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 322.

Quando falamos de letramento científico, estamos nos referindo a um conceito que envolve, simultaneamente, três dimensões. A primeira dimensão é aprender Ciência, ou seja, adquirir e desenvolver conhecimentos conceitualmente. A segunda dimensão diz respeito ao aprender sobre Ciência, ou seja, compreender a natureza e os métodos científicos, bem como a evolução e a história da própria Ciência e sua relação com a Tecnologia. Finalmente, a terceira dimensão implica aprender a fazer Ciência, ou seja, adquirir competências para desenvolver atividades relativas à Ciência e resolver problemas propostos (HODSON, 1998 apud CACHAPUZ; PRAIA; JORGE, 2004). Tais características demonstram a amplitude e a complexidade de trabalhar Ciências na escola e destacam o processo investigativo como elemento norteador da formação dos estudantes.

Partindo dessas premissas, o ensino de Ciências deve promover situações que possibilitem aos estudantes desenvolver aptidão para:

Definição de problemas

• Observar o mundo a sua volta e fazer perguntas.

• Analisar demandas, delinear problemas e planejar investigações.

• Propor hipóteses.

Levantamento, análise e representação

• Planejar e realizar atividades de campo (experimentos, observações, leituras, visitas, ambientes virtuais etc.).

• Desenvolver e utilizar ferramentas, inclusive digitais, para coleta, análise e representação de dados (imagens, esquemas, tabelas, gráficos, quadros, diagramas, mapas, modelos, representações de sistemas, fluxogramas, mapas conceituais, simulações, aplicativos etc.).

• Avaliar informação (validade, coerência e adequação ao problema formulado).

• Elaborar explicações e/ou modelos.

• Associar explicações e/ou modelos à evolução histórica dos conhecimentos científicos envolvidos.

• Selecionar e construir argumentos com base em evidências, modelos e/ou conhecimentos científicos.

• Aprimorar seus saberes e incorporar, gradualmente, e de modo significativo, o conhecimento científico.

• Desenvolver soluções para problemas cotidianos usando diferentes ferramentas, inclusive digitais.

Comunicação

• Organizar e/ou extrapolar conclusões.

• Relatar informações de forma oral, escrita ou multimodal.

• Apresentar, de forma sistemática, dados e resultados de investigações.

• Participar de discussões de caráter científico com colegas, professores, familiares e comunidade em geral.

• Considerar contra-argumentos para rever processos investigativos e conclusões.

Intervenção

• Implementar soluções e avaliar sua eficácia para resolver problemas cotidianos.

• Desenvolver ações de intervenção para melhorar a qualidade de vida individual, coletiva e socioambiental.

BRASIL. Ministério da Educação. Base

Assim, é importante que os estudantes tenham ferramentas para analisar os conhecimentos científicos apresentados, a ponto de questioná-los ou utilizá-los como instrumento de avaliação de situações vivenciadas fora da escola. Isso é fundamental, porque a Ciência e a Tecnologia estão presentes em vários momentos da vida, por meio de aparatos e invenções que modernizam, facilitam e, ao mesmo tempo, trazem novos problemas ambientais, sociais, econômicos, por exemplo, ao nosso cotidiano.

Conseguir que os estudantes se apropriem do conhecimento científico coloca-se como um desafio bastante atual para o professor, diante de todas as transformações que vêm ocorrendo na educação e na própria sociedade. A proposta de problematizações prévias do conteúdo como pontos de partida, a vinculação dos conteúdos ao cotidiano dos estudantes e o estabelecimento de relações interdisciplinares que estimulem o raciocínio, a resolução de problemas cotidianos e uma leitura de mundo complexa e reflexiva são maneiras de tornar o processo de ensino de Ciências mais efetivo.

Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 323.

DESAFIOS DO ENSINO E O PROFESSOR DE CIÊNCIAS DO SÉCULO XXI

É fato que a identificação cultural da atual geração de jovens se dá pela exposição cotidiana às mídias, como games, vídeos, redes sociais, além de seu contato com inúmeras formas visuais da publicidade. A oferta extraordinária de informação resultante dos avanços tecnológicos fez com que o principal desafio do cérebro humano deixasse de ser o de armazenar a maior quantidade possível de conhecimentos e passasse a ser o de conectar os aprendizados para a resolução de problemas de forma integrada às várias dimensões do ser humano, com suas aspirações, emoções, relações com as outras pessoas e com o ambiente, e demandasse cada vez mais possibilidades de reflexão e de ampliação da leitura de um mundo cada vez mais complexo.

Em tal contexto, em que a produção de informação parece não ter limites, ensinar e formar crianças, adolescentes e jovens torna-se um grande desafio. A prática docente, portanto, deve ser não apenas inovadora, mas também visar formar um estudante atuante e proativo, ao mesmo tempo protagonista e responsável pelos seus atos no presente e no futuro.

Com esse objetivo em mente, é importante que a prática do professor caminhe em direção ao aprendizado associado às práticas sociais e ao cotidiano do estudante. Dessa forma, a aprendizagem ganha significado e, assim, o aprendiz torna-se ativo em seu próprio processo de ensino e aprendizagem.

Os estudantes são os responsáveis finais pela sua aprendizagem, porque são agentes que atribuem significado e sentido aos conhecimentos. Entretanto, é o professor quem determina as estratégias que possibilitam a integração entre os conceitos, para que os significados sejam construídos. A mediação do professor nesse processo torna-se essencial para que os estudantes construam seus conhecimentos, a partir do acesso à informação relevante. A mediação também é fundamental para a reconstrução de representações a partir das experiências cotidianas dos estudantes. Assim, o ensino de Ciências deixa de ser transmissivo e passa a ser compreendido como um processo construtivo.

De acordo com essa perspectiva, os estudantes constroem significados relativos aos conteúdos escolares como resultado de uma dinâmica interna própria, mas a natureza cultural dos conteúdos marca a direção na qual esse processo construtivo deve ser orientado a partir do exterior, por meio da intervenção do professor. A prática docente expressa-se, portanto, na ação, reflexão e transformação do sujeito, constituindo a natureza não material da educação escolar, isto é, a produção de ideias, símbolos, hábitos, atitudes e habilidades.

Se os estudantes são os responsáveis finais pela sua aprendizagem, ao atribuir significado aos conteúdos, então, o professor, cumprindo seu papel de mediador, torna-se o responsável por orientar o processo de aprendizagem, a partir das atividades escolares e do gerenciamento em maior ou menor grau de amplitude e profundidade dos significados construídos.

Durante esse processo de orientação, é preciso ter consciência de que as decisões tomadas em sala de aula devem ser voltadas para o desenvolvimento de habilidades e competências, dando ênfase ao papel protagonista dos estudantes, capazes de desenvolver o aprendizado a partir da experimentação, da troca de informações e de vivências, da criação de modelos e de soluções e da resolução de problemas. Essa aprendizagem centrada nos estudantes favorece a socialização e a autonomia deles, fomentando o desenvolvimento de sujeitos cooperativos, dinâmicos, críticos, reflexivos, éticos e responsáveis, aptos para o exercício da cidadania. No entanto, é importante destacar que o protagonismo estudantil não implica depreciar o papel do docente, mas transformá-lo, pois, nessa perspectiva, o professor torna-se essencial para a mediação e a orientação do processo de ensino e aprendizagem.

Considerando a mediação como base para o aprendizado, é importante compreender a relação existente entre a mediação e as funções (ou processos) psicológicas superiores, proposta por Vygotski (2003). Estas se referem à atenção e à percepção; ao controle do comportamento; à linguagem e ao raciocínio; e à capacidade de memorização, de planejamento, de atenção e de abstração. Elas são desenvolvidas durante a formação do sujeito, a partir de suas experiências, relações sociais e culturais, bem como por meio da mediação por instrumentos e signos.

Os instrumentos são elementos materiais, físicos, concretos. Durante a aula, alguns exemplos que podem ser utilizados pelos professores são: equipamentos laboratoriais, jogos de tabuleiro, recursos tecnológicos (slides, vídeos, filmes, computadores, por exemplo), entre outros. Os signos, por sua vez, são as palavras, os conceitos, os significados, as representações mentais, ou seja, tudo aquilo que faz parte da cultura em que o indivíduo se encontra inserido. É a partir da mediação que os estudantes organizarão sua relação com os instrumentos e os signos e, apoiados nela e na interação consigo mesmos, com os outros e com os aspectos sociais e culturais do meio que os cerca, serão capazes de formar novos conceitos.

Logo, não basta apenas inserir instrumentos em sala de aula de forma contextualizada. É necessário incentivar a socialização entre os estudantes, explorar seus conhecimentos prévios, estimular seu raciocínio, sua autonomia e a cooperação, intervindo de forma a (re)organizar seus conhecimentos, favorecendo o desenvolvimento dos processos psicológicos superiores, anteriormente citados.

Ademais, deve-se considerar que, dentro da sala de aula, há diferentes indivíduos, que, mesmo reunidos em agrupamentos dadas as suas afinidades, aprendem de forma distinta. Portanto, diversificar os instrumentos didáticos utilizados em sala de aula é fundamental, de modo a estimular a memória visual, auditiva e cinestésica. Ainda, os estudantes apresentam diferentes graus de desenvolvimentos e dificuldades, os quais devem ser investigados e considerados durante a mediação e a avaliação. À vista disso, é primordial a criação de um relacionamento interpessoal entre o professor e os estudantes, sendo o diálogo o primeiro passo nesse processo.

Dentro da sala de aula, as relações interpessoais podem ser exploradas a partir do desenvolvimento de atividades e de trabalhos em grupo e por meio de pesquisas realizadas pelos estudantes, promovendo a socialização e a investigação.

Porém, na escola há várias formas de relações interpessoais que ultrapassam os limites da sala de aula e que podem ser estabelecidas entre os estudantes e diversos agentes, tendo em vista que a comunidade escolar é composta de gestores, professores, demais funcionários, estudantes e seus responsáveis, além da comunidade local. Dessa forma, a troca de saberes e experiências também ocorre por meio da socialização com esses indivíduos. Inclusive, essas trocas também se fazem relevantes para a reflexão e ressignificação da prática docente.

Com isso, a escola assume um novo papel, que não é limitado ao ensino de conteúdos estanques e organizados em componentes curriculares que não dialogam entre si. A escola do século XXI, pois, deve priorizar a formação integral dos indivíduos, para que sejam capazes de atuar de forma crítica, justa e significativa na realidade que os cerca.

Cultura juvenil, projeto de vida e saúde mental

A cultura juvenil é uma construção social multifacetada. Portanto, ao pensar nas juventudes, é importante considerar não apenas sua faixa etária, mas também as diferentes formas pelas quais os jovens se expressam e vivenciam essa etapa da vida. Essas vivências estão relacionadas às condições socioeconômicas, aos hábitos de consumo, aos gêneros estéticos na arte, como o cinema e a música, às dimensões da sexualidade, aos desejos e às vontades, entre outros aspectos.

Apesar de complexos, é possível estabelecer relações entre os modos de cultura, anseios e projetos de vida da juventude e o contexto histórico vivenciados pelos estudantes, isto é, com os movimentos sociais, culturais e políticos que marcam a época em que esses indivíduos se encontram inseridos. Por exemplo, ao final da década de 1950, a cultura jovem brasileira passou a ser influenciada pelo rock and roll, gênero musical oriundo dos Estados Unidos. Além das músicas, foram lançadas novas modas e praticados novos costumes, como a opção por cabelos longos e pelo uso de minissaias, calças justas e roupas coloridas.

Já em meados da década de 1960, com o cenário ditatorial, a juventude passou a incorporar sua insatisfação com a repressão militar em protestos sociais e estudantis que defendiam a liberdade de expressão, a igualdade entre os gêneros, os direitos humanos, os direitos trabalhistas e o direito ao voto. No período pós-ditadura, no final da década de 1980, gêneros musicais como o pop, o rock, o reggae e o punk popularizaram-se. Por causa da expansão do capitalismo, os jovens começaram a estudar e a trabalhar mais cedo, com o intuito de alcançar uma sonhada carreira profissional e a estabilidade financeira.

Com a ascensão da internet e das redes sociais, na década de 2000, as formas de consumo e relações sociais foram novamente alteradas. Com a globalização e a quebra de fronteiras, as informações ficaram mais acessíveis aos jovens. Assim, houve um choque entre diferentes tendências, estilos e influências musicais. No geral, a cultura juvenil associou-se aos hábitos de consumo da cultura pop, compreendida como um conjunto de símbolos, valores e práticas que se registram principalmente no intenso consumo midiático de gêneros musicais populares, moda, revistas em quadrinhos, cinema, novelas, séries, entre outros produtos de circulação nos meios de comunicação. Esse período também foi marcado pela luta contra a discriminação e os preconceitos, bem como pelo movimento em prol da sustentabilidade e pela sensibilização relativa às causas ambientais.

Atualmente, a cultura juvenil materializa-se nos ambientes digitais das redes sociais, que se apresentam como norteadoras da construção identitária de muitos jovens e como influenciadoras de seus projetos de vida. Pela internet, os jovens podem expressar-se livremente, engajar-se em movimentos sociais, políticos, ambientais e desenvolver forte senso crítico. Por meio das redes sociais, os jovens também podem se relacionar virtualmente com pessoas do mundo inteiro, conhecer outras culturas, lançar e seguir tendências. É possível dizer que, hoje, compreender o comportamento de jovens e adolescentes significa explorar seus hábitos de consumo em uma mídia profundamente marcada pela velocidade da informação.

Apesar de serem inúmeros os benefícios dessa cultura juvenil digital, as relações sociais reais, físicas, entre colegas, amigos e familiares, tornam-se menos sólidas. Ainda, há de se considerar que os jovens podem ter suas vidas e opiniões expostas abertamente, sendo alvo tanto de elogios como de críticas, o que pode favorecer que sejam expostos à prática de cyberbullying. Além disso, no que tange aos conteúdos publicados e consumidos na internet, sabe-se que os jovens podem se deparar com fake news capazes de provocar reações diversas, como medo, angústia, ódio e raiva. Também podem encontrar publicações, notícias, vídeos que reforçam padrões sociais e estéticos que contribuem para o desenvolvimento de ansiedade e a diminuição da autoestima.

De acordo com uma pesquisa realizada com crianças e adultos de 21 países pelo Fundo das Nações Unidas para a Infância (Unicef) em conjunto com uma empresa privada de pesquisa de opiniões, cerca de 19% dos adolescentes e jovens (de 15 a 24 anos) que foram entrevistados disseram que, muitas vezes, se sentem deprimidos ou desmotivados para a realização de alguma tarefa. Esses dados destacam a importância de prestar atenção à saúde mental dos jovens, que pode ser negativamente afetada pelo isolamento, pela exposição on-line, pelo consumo de conteúdos publicados na internet, somados à insegurança com o futuro.

A saúde mental é definida pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como:

[...] um estado de bem-estar mental que permite que as pessoas lidem com o estresse da vida, percebam suas habilidades, aprendam e trabalhem bem e contribuam para sua comunidade. É um componente integral da saúde e do bem-estar que sustenta nossas habilidades individuais e coletivas para tomar decisões, construir relacionamentos e moldar o mundo em que vivemos. A saúde mental é um direito humano básico. E é crucial para o desenvolvimento pessoal, comunitário e socioeconômico.

MENTAL health: strengthening our response. World Health Organization. Genebra, 17 jun. 2022. Tradução livre dos autores. Disponível em: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/mental-healthstrengthening-our-response. Acesso em: 18 jul. 2022.

Considerando a definição exposta, pode-se dizer que a busca pelo bem-estar mental vai ao encontro da manutenção de uma cultura de paz nos ambientes e nas relações sociais que se estabelecem no cotidiano. Ou seja, também implica ser capaz de reconhecer e respeitar a diversidade das formas de pensar e de agir dos indivíduos, além de abandonar, reprimir e combater atitudes violentas em prol do estabelecimento do diálogo para a mediação na resolução de conflitos.

XXVIII

Sendo a escola um local de formação e socialização, a cultura juvenil vai se expressar entre os estudantes. Portanto, cabe à comunidade escolar, composta de gestores, professores, demais funcionários, estudantes e seus responsáveis, além da comunidade local, conhecer essa cultura, bem como identificar e dialogar com os estudantes sobre os riscos da mídia para a saúde mental. Ademais, é necessário propor ações que incentivem o respeito entre os estudantes, levando-os a compreender e a valorizar as diferenças, mantendo a cultura de paz.

No processo de ensino e de aprendizagem, o conhecimento da cultura juvenil é capaz de nortear os professores a organizar as aulas de forma a ampliar a conexão dos jovens com a realidade vivenciada por eles fora da escola, despertando seus interesses e sua curiosidade e ampliando o engajamento e a motivação deles.

Em alguns momentos desta coleção, como durante a realização de atividades presentes ao final dos temas e em seções, oportunizam-se situações para que os estudantes expressem elementos de sua cultura, como a criação de vídeos curtos, de músicas, poemas e peças de teatro, por exemplo. É importante que o professor identifique e explore esses momentos, incentivando o trabalho em grupo, a cooperação e o respeito, promovendo uma cultura de paz.

Fake news

A facilidade de acesso aos diversos meios de comunicação existentes em nossa sociedade oportuniza a aquisição de uma grande variedade de informações, além de possibilitar sua difusão praticamente instantânea ao redor do mundo. Contudo, essa permissividade também contribui, de certa forma, para a desinformação, já que parte do que é divulgado pode não ser verdade e não ter origem em fontes confiáveis de informação. Nesse cenário, as fake news ganham destaque.

Os apontamentos de Lazer et al. (2018) permitem caracterizar as fake news como informações falsas que são propagadas como verdadeiras, criadas com o objetivo de receber vantagens, às vezes financeiras, às vezes somente reforçando uma posição, um pensamento ou uma crença. Elas atraem a atenção do público e, geralmente, causam reações intensas, como surpresa, espanto e indignação, ou, ainda, confirmam suspeitas pessoais para as quais não existe comprovação. Essas reações acabam mobilizando as pessoas a prontamente compartilhá-las e, assim, contribuir para sua rápida propagação.

O termo fake news existe há muitos anos, mas popularizou-se recentemente. No Brasil, ganhou notoriedade durante a pandemia da covid-19, na qual inúmeras notícias falsas circularam, dificultando, por vezes, o combate à doença. Esse é um exemplo que evidencia o impacto negativo que informações falsas podem trazer a uma pessoa ou a uma população.

Atualmente, um dos grandes desafios da educação escolar é capacitar os estudantes a organizar, analisar, interpretar e assimilar as informações de forma crítica. Em se tratando de fake news, é possível orientar os estudantes a considerar, quando lerem ou ouvirem notícias em seu cotidiano, alguns pontos para identificar se elas são verdadeiras ou falsas, antes de compartilhá-las. Entre eles:

Onde essa notícia foi publicada?

Uma das primeiras etapas para descobrir se algo é falso é olhar onde a notícia foi publicada. Se aquela informação foi dada por um grande veículo de imprensa, como um jornal ou revista de circulação nacional, um telejornal que você conhece ou um site de notícias conhecido, a chance de ser uma fake news é mínima. [...]. Sites governamentais ou de universidades também são boas fontes de informações confiáveis, além de agências de fomento ou organismos multilaterais internacionais. [...]

A informação apareceu em mais de um veículo de comunicação?

Outro aspecto que deve ser levado em consideração é a replicação da notícia.

[...] Se a mesma informação foi noticiada em vários jornais e sites, dificilmente vai ser falsa.

Quem é o autor da matéria?

Divulgar o nome do autor de uma matéria é uma ação corriqueira e costuma trazer credibilidade para as informações que estão sendo passadas. Quando a matéria tem autor, vale a pena pesquisar o nome para ver se ele realmente existe. [...]

[...]

Quando essa notícia foi publicada?

Às vezes uma notícia é verdadeira, mas tirada de contexto ela se torna falsa.

[...] Por isso, a data de publicação é outro fator importante para verificar. Com o tempo, resultados e fatos mudam.

[...]

ALÉM da covid-19, enfrentamos outra epidemia: a de fake news; saiba como se proteger desse “vírus”. Instituto Butantan. São Paulo, 17 fev. 2022. Disponível em: https://butantan.gov.br/ bubutantan/alem-da-covid-19-enfrentamos-outra-epidemia-a-de-fake-news--saiba-como-se-protegerdesse-%E2%80%9Cvirus%E2%80%9D. Acesso em: 18 jul. 2022.

É importante que os professores instruam os estudantes a checar as informações, sobretudo, sua fonte, autoria e data de publicação. Dessa forma, docentes de diferentes áreas do conhecimento podem atuar ativamente no combate à propagação de notícias falsas.

Nesta obra, algumas atividades e seções, em diferentes contextos, incentivam os estudantes a identificar notícias falsas e a propor formas de combatê-las. Também são proporcionados momentos de criação de conteúdo relevante, embasado nos conhecimentos científicos, para a comunidade e para compartilhamento em panfletos, cartazes, vídeos, áudios ou outras formas de divulgação que possam ser publicadas em redes sociais.

O trabalho com pseudociências e etnociências na educação científica

O contato com diversas informações, possibilitado pelo fácil acesso aos meios de comunicação, pode, por um lado, aproximar os estudantes dos conhecimentos científicos e, por outro, afastá-los, prejudicando sua formação escolar.

Teorias pseudocientíficas podem popularizar-se com facilidade na sociedade. Ler sobre a descoberta de um medicamento que aparenta proporcionar cura milagrosa para uma doença, por exemplo, pode ser muito mais atrativo do que ler sobre um estudo que investiga a eficácia potencial de um princípio ativo para o tratamento da mesma doença.

Essa notoriedade, de certa forma, pode ser relacionada ao fato de pseudociências oferecerem, muitas vezes, respostas prontas e imediatas que satisfazem as necessidades emocionais das pessoas, o que dificilmente é ofertado pela Ciência. Nesse contexto, distinguir Ciência e pseudociência acaba se tornando cada vez mais difícil. Conclusões científicas demandam tempo para serem formuladas (em virtude dos inúmeros estudos que são realizados, do valor dos investimentos necessários à condução de pesquisas, da quantidade de profissionais qualificados envolvidos, entre outros fatores) e podem, ainda, ser revisadas e refutadas, já que estão em constante construção.

É preciso ter em mente que a Ciência é um empreendimento humano que se dedica ao estudo de fenômenos que ocorrem na natureza e no Universo. Os conhecimentos científicos são obtidos por meio de investigações cujos procedimentos são rigorosos, sistematizados e validados pela comunidade científica. Em contrapartida, as pseudociências, podem abarcar temáticas acerca de fenômenos sobrenaturais. Além disso, como o próprio nome diz, pseudociências dizem ser embasadas em procedimentos validados pela comunidade científica, mas, de fato, não o são. Ou seja, tentam atingir um status científico, mas, na realidade, utilizam premissas não científicas para defender aquilo que sustentam.

A popularidade das pseudociências entre o público em geral é preocupante, pois pode dificultar a concretização dos objetivos almejados para um ensino de Ciências de qualidade. Um exemplo seria o terraplanismo, teoria pseudocientífica que defende que o formato da Terra é plano, embasando-se em conclusões obtidas por procedimentos enviesados, sem rigor científico. Sua popularização alerta sobre a necessidade de repensar as práticas de ensino nas escolas, já que, há séculos, é plenamente aceito que o formato da Terra é de um geoide (aproximadamente esférico), para o qual existem diversas evidências reconhecidas, demonstradas e comprovadas na comunidade científica.

Nesse cenário, o desafio que é colocado aos professores de Ciências é o de instruir os estudantes a reconhecer e distinguir explanações científicas daquelas que não o são e, então, combater a desinformação da sociedade que os cerca. Para tanto, sugere-se que, durante sua escolarização, os estudantes participem de discussões sobre as características da Ciência e do fazer Ciência, realizem procedimentos e práticas científicas e exerçam habilidades cognitivas relativas à produção de análises e de interpretações baseadas em evidências, modelos e conhecimentos científicos.

Contudo, é importante esclarecer as diferenças entre pseudociências e etnociências, para que não sejam confundidas. Segundo o levantamento bibliográfico feito por Wieczorkowki, Pesovento e Téchio (2018), pode-se compreender a etnociência, em um sentido mais amplo, como a compreensão dos saberes das populações humanas sobre fenômenos e processos que ocorrem na natureza. Ou seja, quais são os entendimentos de diferentes povos sobre os fenômenos naturais e como eles se refletem em seu modo de vida e em sua cultura. A existência do prefixo “etno”, nesse caso, implica linguagens, códigos, símbolos, atitudes e valores, isto é, elementos culturais. As etnociências, portanto, devem ser reconhecidas, respeitadas e valorizadas.

Nesta coleção, existem atividades e seções que envolvem os estudantes com práticas científicas, sobretudo, na seção Oficina científica e na seção Ciência em ação. Além disso, há momentos que oportunizam o reconhecimento de características da Ciência, por exemplo, durante a condução dos contextos históricos relativos à formulação de certos conhecimentos científicos estabelecidos ou já refutados, como quando são apresentados historicamente os modelos atômicos.

O trabalho com etnociências ocorre de maneira contextualizada no texto principal, em seções ou em atividades. Nas orientações didáticas específicas deste Manual do professor, nas laterais ou na base das páginas, são propiciadas abordagens sobre esse assunto. Nessas ocorrências, incentiva-se que a etnociência seja valorizada e respeitada pelos estudantes, cabendo ao professor reforçar sua diferenciação das pseudociências.

PROCESSO E PROGRESSÃO DA APRENDIZAGEM DE CIÊNCIAS

No modelo da aprendizagem significativa, os conceitos estão hierarquicamente organizados na estrutura cognitiva de um sujeito, e a aprendizagem depende de um vínculo de conceitos inclusores, já existentes na estrutura cognitiva do aprendiz.

Em outras palavras, a estrutura cognitiva apresenta-se como uma hierarquia de conceitos, que são abstrações da experiência do indivíduo e que podem servir de base para a ancoragem de novas ideias ou conceitos. A aprendizagem, pois, é um processo de construção do conhecimento, em que o aprendiz utiliza o seu conhecimento anterior para construir o novo (MOREIRA; MASINI, 2006).

Assim, aprender significa organizar e integrar os saberes na estrutura cognitiva. Considerando o contexto da sala de aula, pode-se dizer que a construção dos significados conceituais depende de esquemas cognitivos prévios de cada estudante e da interação discursiva com o professor, que seleciona, organiza, encadeia e comunica certo conteúdo.

Porém, para que ocorra aprendizagem significativa, é necessário que o conteúdo a ser aprendido seja incorporável à estrutura cognitiva do aprendiz de modo não literal, mas com significado. Novas ideias e informações podem ser aprendidas na medida em que os conceitos relevantes e inclusivos estejam adequadamente claros e disponíveis na estrutura cognitiva do indivíduo e funcionem, dessa forma, como ponto de ancoragem às novas ideias e aos novos conceitos.

Um dos princípios da aprendizagem significativa é a organização dos conceitos em um processo denominado diferenciação progressiva, um movimento contínuo no qual os significados mais abrangentes se estabelecem em novas relações conceituais.

A aprendizagem, assim, caracteriza-se pela interação entre o novo conhecimento e o conhecimento prévio de forma não literal e não arbitrária: o novo conhecimento adquire significados para o aprendiz e o conhecimento prévio fica mais rico, mais diferenciado, mais elaborado em termos de significados, adquirindo mais estabilidade (AUSUBEL; NOVAK; HANESIAN, 1980). Em contraste com a aprendizagem significativa, na aprendizagem mecânica, as novas informações têm pouca ou nenhuma interação com conceitos relevantes da estrutura cognitiva e, nesse caso, pode-se dizer que a nova informação é armazenada de maneira arbitrária.

Seguindo esse raciocínio, a estrutura conceitual mantém-se de forma não rígida, mas busca as relações entre as significações conceituais e proposicionais, de acordo com as diferenças e as similaridades, na busca de uma reconciliação integrativa entre os conceitos prévios e os que estão sendo incorporados nessa estrutura mental (AUSUBEL, 2000).

Esse processo de interiorização é mediado por interações e intercomunicações sociais, nas quais a linguagem é fundamental. Praticamente tudo o que chamamos “conhecimento” é linguagem. Isso significa que a chave da compreensão de um “conhecimento”, ou de um “conteúdo”, é conhecer sua linguagem.

Problemas linguísticos estão relacionados à aquisição de uma cultura científica, pois os estudantes precisam aprender a usar termos científicos específicos, mas, às vezes, não possuem familiaridade com tais termos ou desconhecem o significado do conceito. Além disso, o conhecimento científico é complexo e estruturado. Para construí-lo, os estudantes precisam traduzi-lo ou decodificá-lo com base em seus conhecimentos prévios.

Considerando que cada modo comunicativo contribui de maneira especializada e cooperativa para dar significado e explicitar conceitos, o uso de multimodos de representação apresenta relação direta com a aprendizagem significativa de conceitos. Um episódio de ensino-aprendizagem caracteriza-se pelo compartilhar de significados entre estudantes e professor, sobre conhecimentos veiculados por materiais educativos do currículo, no qual há a busca da congruência de significados.

Há um reconhecimento entre os pesquisadores da área de que os significados das representações estão diretamente relacionados ao processo de construção e abstração de um conceito científico. Para que haja intercâmbio e “negociação” de significados, a linguagem torna-se um instrumento básico e essencial (MOREIRA; MASINI, 2006).

Assim, a construção de novas significações não é vista como exclusivamente dependente da linguagem (escrita ou falada), mas como resultado da interação entre diversos sistemas de representação, que incluem imagens, gráficos e diagramas, passando pelo uso de gestos e atividade física, como a observação e a manipulação de objetos.

A percepção e a compreensão das características que definem um conceito são imprescindíveis para o aprendizado. Toda palavra e cada figura, diagrama, equação ou símbolo envolvido por trás das ações e dos procedimentos pertencem a um contexto e são parte de uma possível troca de significados entre diferentes membros de uma comunidade.

Por isso, as dificuldades do aprendizado de Ciências vão além dos problemas advindos das tentativas de apropriação da chamada “linguagem da Ciência”. Aprender Ciências não significa somente se apropriar do discurso científico ou decorar determinados termos científicos; aprender Ciências é ultrapassar a esfera puramente conceitual e envolver simultaneamente a compreensão de diferentes linguagens.

Dessa forma, para que ocorra a aprendizagem significativa, o conhecimento deve ser transferido em um contexto diferente daquele em que a aprendizagem ocorreu, e os novos conhecimentos (conceitos, ideias, proposições, modelos ou fórmulas) passam a significar algo para o aprendiz, que se torna capaz de explicar situações ou resolver problemas. Assim, a aprendizagem passa a existir quando um mesmo conceito ou uma mesma proposição consegue ser expressa de diferentes maneiras, mas equivalentes em termos de significados.

É preciso ressaltar, entretanto, que muitas vezes, nas aulas de Ciências, os estudantes não têm a oportunidade de trabalhar com um modo específico de representação de um conceito. É necessária a integração de diferentes linguagens, em particular as dimensões discursivas e imagéticas, nos processos de ensino e aprendizagem de Ciências. As pesquisas nessa área consideram que a construção de um conceito pode ser desenvolvida a partir da compreensão dos diversos modos utilizados para representá-lo.

EDUCAÇÃO PARA A CIDADANIA: ENSINO DE VALORES

O termo cidadania é utilizado frequentemente em diferentes contextos e pode ser entendido como a qualidade de ser cidadão, de exercer seus direitos e deveres como tal. Porém, deve-se considerar que:

[...]

Juridicamente, cidadão é o indivíduo no gozo dos direitos civis e políticos de um Estado. Em um conceito mais amplo, cidadania quer dizer a qualidade de ser cidadão, e consequentemente sujeito de direitos e deveres.

[...]

[...]

O conceito de cidadania vai muito além, pois ser cidadão significa também tomar parte da vida em sociedade, tendo uma participação ativa no que diz respeito aos problemas da comunidade. [...]

Colocar o bem comum em primeiro lugar e atuar sempre que possível para promovê-lo é dever de todo cidadão responsável. A cidadania deve ser entendida, nesse sentido, como processo contínuo, uma construção coletiva que almeja a realização gradativa dos Direitos Humanos e de uma sociedade mais justa e solidária.

PARANÁ. Governo do Estado. O que é Cidadania? Curitiba: SEJUF, [2019?]. Disponível em: https://www.justica.pr.gov.br/Pagina/O-que-e-Cidadania. Acesso em: 17 jul. 2022.

Nesse sentido, a educação para a cidadania requer que questões sociais sejam apresentadas para a aprendizagem e a reflexão dos estudantes, com a finalidade de estimular ações que contribuam para a transformação da sociedade humana, tornando-a não apenas mais justa, mas, também, voltada para a preservação da natureza.

É importante que, ao longo de sua escolarização, os estudantes se envolvam em situações que oportunizem o exercício de habilidades socioemocionais e de valores, entre eles a empatia, o diálogo, a cooperação, a resolução de conflitos, o respeito e a valorização da diversidade humana, considerando as diferentes identidades e culturas dos grupos existentes em nossa sociedade, conforme previsto na Base Nacional Comum Curricular (BNCC). O objetivo maior, pois, é a formação do cidadão, com base no princípio da dignidade do ser humano, como prescreve a Constituição brasileira, em um país cuja diversidade social, econômica, racial e cultural é significativamente grande.

Uma sala de aula pode ser entendida como uma pequena sociedade, e, assim, o cotidiano escolar constitui uma esfera definida no tempo e no espaço, sendo socialmente autônoma. A interação dos que fazem parte do cotidiano escolar dá lugar a uma troca de saberes, valores e ideias, em que o comportamento de cada indivíduo cria uma nova dinâmica e redefine o contexto. Nesse sentido, cabe ao professor em sala de aula mobilizar, além dos conteúdos curriculares, esses conhecimentos valorativos e afetivos que permeiam o processo de ensino, considerando os estudantes como sujeitos singulares, mas objetivando a formação integral deles.

Assim, o ensino torna-se uma prática social que contribui também para a socialização, considerando que a apropriação de valores permite que ideias, conceitos e normas de conduta colaborem na atuação ativa e crítica dos indivíduos na sociedade. A apropriação desses conhecimentos culturais permite às crianças e aos jovens não somente se integrarem ao grupo, mas tornarem-se capazes de:

[...] agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 10.

Nesta obra, valores são trabalhados em atividades e em seções, especialmente, na seção Pense bem

TEMAS CONTEMPORÂNEOS TRANSVERSAIS (TCTs)

E O ENSINO DE CIÊNCIAS

Conforme a BNCC, os 15 temas contemporâneos transversais, ou TCTs, estão distribuídos em seis macroáreas temáticas:

MEIO AMBIENTE

Educação ambiental Educação para o consumo

ECONOMIA

Trabalho

CIÊNCIA E TECNOLOGIA

Ciência e Tecnologia

MULTICULTURALISMO

Diversidade cultural Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

TEMAS CONTEMPORÂNEOS

TRANSVERSAIS BNCC

CIDADANIA E CIVISMO

Vida familiar e social Educação para o trânsito Educação em direitos humanos Direitos da criança e do adolescente Processo de envelhecimento, respeito e valorização do idoso

Educação financeira

Educação fiscal

SAÚDE

Saúde

Educação alimentar e nutricional

BRASIL. Ministério da Educação. Temas contemporâneos transversais na BNCC: propostas de práticas de implementação. Brasília, DF: MEC, 2019. p. 7. Disponível em: http://basenacionalcomum. mec.gov.br/images/implementacao/guia_pratico_temas_contemporaneos.pdf. Acesso em: 14 jun. 2022.

Esses temas apresentam características interdisciplinares, pois permeiam todas as áreas de conhecimento e devem ser trabalhados de modo transversal e integrado, efetivo e dinâmico. Essa abordagem contemporânea auxilia na aproximação de aspectos práticos que impactam a vida em todas as esferas – pessoal, comunitária e global.

Os conceitos presentes nos temas contemporâneos referem-se a valores básicos da cidadania e trazem à tona questões importantes e urgentes da sociedade atual. Assim, devem ser trabalhados de modo coordenado e contextualizado, para que os estudantes construam significados, deem sentido àquilo que aprendem e possam atuar de modo efetivo no seu cotidiano, com o intuito de atuar na realidade e transformá-la.

Nesta coleção, os TCTs são trabalhados em diversos momentos: no texto principal, em seções ou em atividades. Como exemplo, é possível citar a avaliação dos impactos causados pelas ações do ser humano no ambiente em que vive, a reflexão sobre um modo de vida sustentável e possibilidades de atuação em questões do cotidiano, como praticar o consumo consciente e descartar corretamente resíduos domésticos.

EDITORIA DE ARTE

PRODUÇÃO DE ANÁLISES CRÍTICAS

Como já ressaltado neste Manual do professor, estudantes, professores e demais agentes escolares estão envolvidos constantemente com inúmeras informações de diferentes naturezas e contextos. É importante que todos estejam atentos para analisá-las de forma crítica, posicionando-se de forma fundamentada diante delas.

Diferentemente do que é dito no senso comum, a análise crítica não se configura como uma busca por defeitos ou aspectos negativos daquilo que é examinado. Pelo contrário, ela envolve interpretações, avaliações, correlações entre diferentes saberes, reflexões e até o questionamento de valores, ou seja, habilidades de ordem cognitiva e socioemocional.

Para produzir análises críticas, é preciso envolver-se intimamente com o material que será analisado. Faz-se importante compreender os objetivos e as intenções do autor durante o desenvolvimento do material, além de correlacionar seu conteúdo ao contexto histórico, social, cultural, político e econômico em que foi produzido. Também é preciso entender o papel que esse material assume nas circunstâncias em que é analisado, bem como as implicações que traz a elas. Assim, ampliando-se os sentidos construídos diante da leitura do conteúdo de um texto, de uma imagem ou de um áudio, é possível posicionar-se criticamente diante desse material.

A produção de análises críticas é essencial para solucionar os problemas que cercam as pessoas e para tomar decisões nas vivências cotidianas de forma prudente e embasada em princípios éticos e democráticos. Por isso, é importante que o processo de escolarização também almeje o desenvolvimento e o exercício do pensamento crítico, contribuindo para capacitar os estudantes a analisar e atuar sobre a realidade em que vivem e, assim, questioná-la e transformá-la de forma significativa.

Nesta coleção, são previstas atividades que propiciam aos estudantes exercerem o pensamento crítico para se posicionarem diante de diversas situações-problema, estimulando-os a defender pontos de vista que promovam sua consciência socioambiental.

CAPACIDADE ARGUMENTATIVA (ORAL E ESCRITA)

A formação de indivíduos autônomos, com visão crítica de seu mundo, depende de sua capacidade de formular opiniões sobre assuntos cotidianos e temas variados que os cercam. Por isso, a educação deve proporcionar não somente a aquisição de conhecimento, mas estimular a capacidade de os estudantes exporem suas opiniões e formularem argumentos.

Conforme a competência geral 7 da BNCC, a argumentação deve ser feita:

[...] com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF:

Em uma sociedade livre e democrática, é natural que haja debates sobre os mais variados temas do cotidiano, inclusive no âmbito da saúde, da política ou da Ciência. Contudo, para que o debate seja legítimo, é necessário que ele seja amparado em argumentos que reflitam a realidade dos indivíduos, de maneira a possibilitar-lhes uma revisão de atitudes e perspectivas do discurso frente ao mundo. Todo argumento, nesse sentido, busca encontrar respaldo em dados, teses e fatos a fim de apoiar uma visão da realidade. Se for apenas uma opinião, fruto de convicções pessoais desvinculadas de evidências e fatos, então não se trata de argumento.

MEC, 2018. p. 9.

O ensino de Ciências tem papel importante na construção de argumentos ao levar os estudantes a empregar dados, seja em práticas escolares, seja em conversas cotidianas. A base em fatos deve ser acompanhada da observação de fenômenos, coleta, análise e sistematização de informações, as quais abrem possibilidade para elaboração clara e objetiva de afirmações e para conclusões sobre aquilo que observaram.

A prática argumentativa aumenta o entendimento sobre o processo de investigação científica, que, por sua vez, é uma importante ferramenta na identificação e no combate às fake news. No ensino de Ciências, os estudantes deparam-se com essa maturidade de argumentos pautados em conceitos científicos e são incentivados a vivenciar momentos de investigação desde o início da Educação Básica, quando começam a sistematizar, tanto oralmente quanto por escrito, suas próprias explicações sobre o mundo natural, o mundo tecnológico, a saúde e o bem-estar.

Esta coleção oportuniza o desenvolvimento progressivo da abstração, da autonomia e do estabelecimento de relações cada vez mais profundas entre o conhecimento científico, a natureza e a sociedade, promovendo o trabalho com a argumentação baseada em evidências, dados e informações em momentos que incentivam a interação entre os estudantes – na formação de grupos para a execução de diversos tipos de atividade, nas trocas de ideias sugeridas –, sempre com o professor atuando como mediador. Essas ações são proporcionadas tanto em atividades orais quanto escritas, possibilitando aos estudantes apresentar evidências e desenvolver o respeito por entendimentos sobre o mundo diferentes dos seus, valorizando diferentes contextos e repertórios culturais, sociais, econômicos etc. Destaca-se a importância do incentivo docente na valorização da reflexão, da coleta e análise de dados e evidências e do posicionamento respeitoso para defender ou refutar argumentos.

INFERÊNCIA NA

LEITURA

A competência da leitura é indispensável para a formação dos estudantes, pois engloba a aprendizagem de todos os componentes curriculares, além da formação crítica do aprendiz em seu cotidiano.

Em Ciências, essa competência contribui na identificação de elementos básicos conceituais, em processos da construção da prática e do pensamento científico e na aplicação e percepção de como a Ciência interfere e se relaciona com a cultura, a saúde e o ambiente, no sentido individual e global.

Dessa forma, é preciso salientar que, para que a aquisição de novos conhecimentos seja estabelecida, é necessário que os jovens saibam fazer inferências, ou seja, fazer deduções e tirar conclusões a partir da vinculação das informações novas com o repertório que eles já possuem.

Ao realizar uma leitura, os estudantes devem desenvolver a habilidade de interagir com diferentes gêneros textuais e seu contexto, interpretando-os e analisando-os criticamente. Com tais habilidades de inferência, o processo de ensino e aprendizagem toma uma dimensão maior, de não apenas aprender e ensinar conceitos, mas também proporcionar uma formação integral e contextualizada do ensino de Ciências.

A capacidade inferencial é ferramenta para os estudantes irem além do entendimento superficial de um texto, pois podem associar elementos implícitos às informações que possuem, estabelecendo uma conexão de ideias. Nesse processo, há um tratamento das informações pelo leitor, sustentado por seu próprio repertório de conhecimentos, de vivências, de ideias etc. Dessa forma, o leitor pode concluir algo e, assim, gerar sentido profundo para o texto. Isso se aplica a informações de diferentes naturezas: textos escritos, imagens e mensagens audiovisuais. Assim, ler é uma atividade que não é meramente passiva, mas que mobiliza estratégias do leitor para que ele compreenda efetivamente as mensagens no seu cotidiano.

Na cultura digital da informação, embora haja um grande avanço da Ciência e de seus métodos, o conhecimento científico ainda disputa espaço e legitimação social com fenômenos que se disseminam com muita facilidade e velocidade. Vivemos em um ambiente repleto de formas e meios de comunicação, como cinema, televisão, rádio, jornais, revistas etc. No entanto, ultimamente, grande parte da informação que consumimos cotidianamente circula por smartphones , computadores e outros dispositivos conectados às

variadas plataformas digitais na internet. Com isso, tornou-se muito fácil produzir e propagar fake news, o que se tornou um grande risco para a legitimação e a aplicação da Ciência. Assim, podemos dizer que a capacidade inferencial da leitura também se aplica ao combate de fake news

Esse cenário coloca a juventude diante do permanente e constante desafio de analisar, filtrar, interpretar e compreender informações que se apresentam em linguagens e mídias diferentes e em uma variedade de gêneros textuais.

Nesta coleção, há diversas atividades que propiciam o exercício da leitura inferencial. Essas atividades envolvem diversos recursos, como textos de terceiros retirados de fontes confiáveis de notícias e de sites ligados ao governo, imagens, gráficos, esquemas, tabelas, charges, tirinhas, infográficos e outros, nas quais os estudantes podem fazer suposições, respaldados na interpretação de suas informações não explícitas.

PENSAMENTO COMPUTACIONAL

Ao se almejar a formação integral dos estudantes, também se pode destacar a importância do aprendizado de capacidades relacionadas ao pensamento computacional ao longo da escolarização. A conceituação do pensamento computacional varia entre autores, mas, de modo geral, pode ser entendido como um método de resolução de problemas que envolve habilidades embasadas em fundamentos da área da Computação. Ao fazer uma síntese a partir de diversas fontes, Kurshan (2016 apud BRACKMANN, 2017, p. 29) o define como:

“[...] uma distinta capacidade criativa, crítica e estratégica humana de saber utilizar os fundamentos da Computação, nas mais diversas áreas do conhecimento, com a finalidade de identificar e resolver problemas, de maneira individual ou colaborativa, através de passos claros, de tal forma que uma pessoa ou uma máquina possam executá-los eficazmente.”

É importante frisar que pensamento computacional não deve ser confundido com alfabetismo digital, que é a aptidão de utilizar e manipular computadores, celulares e seus aplicativos. O pensamento computacional vai além disso, uma vez que se baseia em habilidades relativas à resolução de problemas, entre elas:

[...] compreender, analisar, definir, modelar, resolver, comparar e automatizar problemas e suas soluções, de forma metódica e sistemática, por meio do desenvolvimento de algoritmos [...]

Segundo Wing (2006), desenvolver habilidades do pensamento computacional é fundamental a qualquer indivíduo. Nesse sentido, é preciso compreender que, na sociedade em que vivemos, os conhecimentos computacionais são tão importantes quanto os demais conhecimentos básicos (Português, Matemática, Ciências, dentre outros) e, por isso, é de suma importância que eles sejam incorporados à educação de forma efetiva. Para tanto, é necessário que o pensamento computacional seja corretamente compreendido, haja vista que sua utilização no processo pedagógico não pode ser tratada apenas como ferramenta de aprendizagem, mas como um conjunto de habilidades fundamentais para todos.

Oportunizar o desenvolvimento e o exercício do pensamento computacional compreende envolver os estudantes com a resolução dos problemas propostos de forma sistematizada, considerando os quatro pilares, abordados por Brackmann (2017), com base na proposição de diferentes autores, como:

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018. p. 474.

1. Decomposição: esta etapa ocorre pela divisão do problema em partes menores, de forma a simplificar sistemas complexos. A decomposição facilita a resolução do problema, o progresso dos pensamentos para chegar na resolução e também a organização e a coordenação, ao tornar possível o trabalho individualizado com partes menores, mais simples.

2. Reconhecimento de padrões: compreende a identificação de características similares comuns entre os problemas decompostos e/ou compartilhadas por problemas já solucionados e novos problemas, que ainda serão resolvidos. A identificação dessas características possibilita o reconhecimento de um padrão de resolução, que pode ser replicado para solucionar outros problemas semelhantes, tornando o processo mais rápido e dinâmico. Assim, a resolução ocorre de forma mais eficiente.

3. Abstração: este pilar envolve separar os detalhes do problema, de modo a selecionar os elementos que são mais relevantes à sua resolução, desconsiderando, pois, aqueles não necessários ou menos importantes ou urgentes. A partir disso, é possível concentrar-se nas informações que são mais importantes e têm mais relevância para a resolução do problema.

4. Algoritmos: o algoritmo é o elemento que reúne os demais, uma vez que abarca a sequência de passos ou regras que são necessários para que o problema seja resolvido. Após produzido, torna-se uma solução replicável para problemas similares.

Diante do impacto das tecnologias no mundo contemporâneo, é importante que as habilidades do pensamento computacional sejam incorporadas ao processo de ensino e aprendizagem. Além de ser um recurso que pode ser trabalhado por todos os componentes curriculares, traz benefícios ao desenvolvimento integral dos estudantes, ao contribuir para sua criatividade, autonomia, socialização, alfabetização digital e produtividade, preparando-os, assim, para o futuro e para o mercado de trabalho.

Parafraseando Wing (2006), enquanto a computação foi o sonho de ontem que já se concretizou, o pensamento computacional é a realidade de amanhã. Por isso, este deve ser incorporado à sala de aula, enriquecendo a prática docente.

Nesta coleção, habilidades do pensamento computacional podem ser exercidas durante a resolução de algumas atividades presentes ao final dos Temas e em algumas seções, como na Ciência em ação.

ESTUDOS SOCIAIS DA CIÊNCIA E DA TECNOLOGIA

Os Estudos Sociais da Ciência e da Tecnologia (ESCT) se caracterizam pela união de metodologias e abordagens que buscam compreender a Ciência e a Tecnologia sob a perspectiva das Ciências Sociais. Seu propósito baseia-se especialmente na reflexão crítica acerca do desenvolvimento, da aplicação e do papel social da Ciência e da Tecnologia. Entre seus objetos de estudo, podem-se citar:

[...] investigações acerca dos condicionantes sociais da estruturação e autonomia do campo científico; formação do conteúdo científico e tecnológico e sua compleição institucional, de acordo com diferenças culturais e regionais; relações com o complexo industrial e a caracterização do consumo contemporâneo das inovações tecnológicas; formas de decisão e escolhas sobre os grandes sistemas técnicos especializados que gerenciam a vida cotidiana; relação entre peritos e leigos no contexto de produção e difusão destes conhecimentos; mecanismos e condições institucionais e sociais de estruturação da ciência e tecnologia, por região e suas diferenças socioculturais; mecanismos de engajamento público nos temas sociotécnicos e; estudos sobre os impactos socioambientais decorrentes da utilização de sistemas e artefatos tecnológicos no dia a dia.

em: https://doi.org/10.1590/S1517-45222011000100003. Acesso em: 19 jul. 2022.

PREMEBIDA, Adriano; NEVES, Fabrício M.; ALMEIDA, Jalcione. Estudos sociais em ciência e tecnologia e suas distintas abordagens. Sociologias, Porto Alegre, ano 13, n. 26, p. 22-42, jan./abr. 2011. p. 23-24. Disponível

As raízes dessa área se relacionam principalmente com os estudos históricos das ciências, realizados pelo médico e biólogo ucraniano Ludwik Fleck (1896-1961) e pelo físico e filósofo da ciência estadunidense Thomas Kuhn (1922-1996), no final do século XIX e início do século XX. Na época, houve uma ruptura com as formas tradicionais de se pensar a Ciência, as quais não consideravam fatores e contextos sociais como influentes no desenvolvimento científico e tecnológico. Foi colocada em evidência, enfim, a importância de os elementos científicos estarem interligados com os estudos filosóficos, sociológicos e históricos. A partir daí, a presença desses elementos pôde ser evidenciada na condução das pesquisas científicas ao redor do mundo.

No Brasil, os ESCT são recentes. Esses estudos reconhecem e destacam a influência de variáveis sociais na construção dos conhecimentos científicos, entendendo que:

A ciência [...] não é um conjunto uniforme de conhecimentos, independente de contextos específicos de produção e circulação. [...]

PREMEBIDA, Adriano; NEVES, Fabrício M.; ALMEIDA, Jalcione. Estudos sociais em ciência e tecnologia e suas distintas abordagens. Sociologias, Porto Alegre, ano 13, n. 26, p. 22-42, jan./abr. 2011. p. 38. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1517-45222011000100003. Acesso em: 19 jul. 2022.

Essa influência, pois, deve ser considerada durante o trabalho em sala de aula, já que se objetiva a formação ampla dos indivíduos, que flua entre as áreas científicas, sociais e tecnológicas. Nesse sentido, é importante que os estudantes compreendam adequadamente características relativas à natureza da Ciência e à forma como ela se desenvolve, o que implica reconhecer a mediação social na construção científica.

Sendo a escola um local de formação de cidadãos críticos e conscientes de seu papel na sociedade, também é importante incorporar a problematização de questões relativas à Ciência e à Tecnologia e seu papel social, seja nos conhecimentos produzidos, seja no entendimento de que existem diferentes interesses e interessados que atuam na proposição e na interpretação de ideias e de resultados.

Ao considerar os ESCT de forma interdisciplinar durante o planejamento das aulas, é possível levar os estudantes a relacionar os conceitos de diferentes disciplinas; questionar conceitos e refutar informações; identificar fake news e entendê-las como parte da popularização de informações, de polarização de ideias e de crises de confiança institucional; levantar hipóteses a respeito de fenômenos sociais, ambientais, científicos e tecnológicos; descrever fatos e relacioná-los a contextos históricos e sociais; propor soluções para os problemas contemporâneos mantendo em perspectiva abordagens das Ciências Sociais; comparar a realidade vivenciada com fatos históricos; entre outros. Tudo isso vai refletir no desenvolvimento dos estudantes como cidadãos críticos, autônomos, conscientes e engajados socialmente, bem como em sua aprendizagem dos mais diversos conteúdos escolares.

Nesta coleção, oportuniza-se a problematização da Ciência e da Tecnologia em algumas atividades presentes ao final dos Temas e em parte das seções que requerem que os estudantes proponham soluções a problemas de natureza científica, com base em seus conhecimentos em Ciências da Natureza e em seus contextos sociais e cotidianos.

ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS ESTRATÉGIAS

DE ENSINO

No Livro do estudante, diversas estratégias de ensino são utilizadas para a condução dos assuntos, de maneira a ampliarem-se as oportunidades de aprendizado. Entre as estratégias, podemos citar oportunidades para o levantamento do conhecimento prévio dos estudantes, a contextualização e a problematização de assuntos diversos, a realização de atividades práticas, o uso de tecnologias digitais de informação e comunicação, o trabalho com imagens e a abordagem de contextos históricos de proposições científicas. Além delas, também são sugeridos momentos para o trabalho colaborativo com outros componentes curriculares e visitas a espaços não formais de aprendizagem.

Levantamento de conhecimento prévio: mapear conhecimentos, habilidades, atitudes e valores

Ao iniciar a organização da aula a ser ministrada, uma das dúvidas que podem surgir é: por onde começar? Possivelmente, a tendência de resposta é que, ao iniciar a aula, introduza-se o conteúdo que será trabalhado. No entanto, nesse momento inicial, antes de apresentar o assunto, é interessante verificar o que os estudantes já conhecem sobre o tema que será trabalhado, para, assim, melhor adequar a prática docente à realidade da turma.

Cada indivíduo possui conhecimentos prévios, advindos de experiências pessoais e culturais, de diálogos com outras pessoas, de informações visualizadas e/ou lidas em livros, revistas, jornais, televisão, internet, redes sociais, entre outros. Logo, é preciso considerar que os estudantes trazem consigo um conjunto de informações, por vezes desordenadas e desconexas. Nesse contexto, faz-se necessário assumir o papel direcionador ou de organizador dessas informações, buscando contribuir para o aprendizado dos estudantes.

Além de conhecimentos prévios, deve-se considerar que os estudantes têm singularidades, especificidades e preferências, e se encontram inseridos em diferentes contextos sociais, familiares e culturais. Compreender essas particularidades pode auxiliar o trabalho em sala de aula, de modo que o conhecimento prévio dos estudantes seja sempre considerado na realização da prática docente. Para isso, o início do planejamento deve passar pela fase de mapeamento de conhecimentos, habilidades, atitudes e valores dos estudantes e, a partir disso, organizar e estruturar as aulas.

A importância dessa prática foi observada primeiramente pelo biólogo e psicólogo suíço Jean Piaget (1896-1980), que estudou a relação entre a aprendizagem e o desenvolvimento humano. Seus estudos apresentavam características epistêmicas e defendiam métodos ativos de ensino e aprendizagem, especialmente por meio da experimentação, de modo a levar os estudantes a reinventarem, reconstruírem suas verdades, seus conhecimentos anteriores.

Essa temática também foi imensamente discutida por David Ausubel (1918-2008), psicólogo estadunidense, especialista em educação, que apresentou a teoria da aprendizagem significativa. De acordo com Ausubel, a aprendizagem pode ocorrer de forma mecânica e tecnicista, quando os estudantes memorizam, decoram informações; ou de forma significativa, que vai ocorrer de forma contínua a partir da interligação de novos conhecimentos com as concepções que os estudantes já possuem sobre a temática (conhecimentos prévios), em um processo de transformação conceitual.

Paulo Freire (1921-1997), educador e filósofo brasileiro, também contribuiu para essas discussões ao criticar práticas de ensino que desconsideram os conhecimentos prévios dos estudantes. De acordo com ele:

[...] não é possível aceitar a prática educativa que [...] parta do conhecimento sistemático do(a) educador(a).

É preciso [...] levar em consideração a existência do “aqui” do educando e respeitá-lo [...]. Isto significa [...] que não é possível ao(a) educador(a) desconhecer, subestimar ou negar os “saberes de experiências feitos” com que os educandos chegam à escola.

FREIRE, Paulo. Pedagogia da esperança: um reencontro com a pedagogia do oprimido. 1. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 2013. Documento digital não paginado.

É necessário que os saberes dos estudantes sejam valorizados. Nesse sentido, o levantamento de seus conhecimentos prévios somente será uma prática significativa quando utilizada para nortear o planejamento das aulas. Estando ciente disso, o professor será capaz de organizar e reorganizar suas aulas quantas vezes forem necessárias, de acordo com as necessidades, as demandas e os interesses da turma.

Outro ponto que merece destaque é a forma de realizar o mapeamento desses saberes. Não basta perguntar aos estudantes o que eles compreendem sobre determinados conceitos e temáticas ou se eles sabem produzir um texto ou realizar determinada atividade. É fundamental observá-los e avaliá-los na prática, realizando atividades individuais ou em grupos que envolvam a resolução de casos, problemas, desafios, brincadeiras, dinâmicas, dramatizações, rodas de conversa, debates e assim por diante.

Também é importante que esse mapeamento seja feito de forma contínua. Assim, será possível retomar conceitos e avançar pelos conteúdos, respeitando o nível de desenvolvimento de cada estudante, reconhecendo, diagnosticando e propondo soluções para as defasagens de cada um e observando a evolução no aprendizado apresentada pelos estudantes de forma singular e única. Para reduzir práticas excludentes em sala de aula, é preciso, pois, pensar criticamente, de modo a refletir e ressignificar a própria prática docente, adaptar e readaptar as aulas tendo em vista as demandas da sociedade, da comunidade local, da escola e de cada indivíduo.

Nesta coleção, o mapeamento do conhecimento prévio pode ser feito a partir da realização das atividades presentes na abertura das Unidades e no início dos Temas, além das atividades sugeridas neste Manual do professor para serem realizadas também nesses momentos.

Contextualização

Quando inserimos temas transversais contemporâneos (TCTs) ligados ao cotidiano e à realidade dos estudantes, podemos integrar ações de modo contextualizado, evitando a fragmentação de conteúdos e o esvaziamento de assuntos. Quando os estudantes correlacionam aquilo que é tratado na escola à sua realidade, além de se cooperar para a aprendizagem conceitual mais efetiva, competências procedimentais e atitudinais também são desenvolvidas. Ao ser capaz de, a partir de seu aprendizado, identificar e resolver problemas e conflitos da realidade, além de exercer o protagonismo, o conhecimento novo passa a fazer sentido para os estudantes. Isso os leva, naturalmente, a uma atuação consciente sobre a realidade.

Essa abordagem envolve um esforço para auxiliar os estudantes nas conexões entre o conceito científico e a realidade, de modo a contextualizar e a humanizar a ciência escolar e, assim, oportunizar que, mais facilmente e mais cedo, se desperte o gosto pelo estudo. O conhecimento contextualizado, derivado das situações vividas pelos educandos, deixa de ser passivo ou acabado.

A Ciência não pode se legitimar por currículos desligados do mundo; ela deve sim ser interpretada de maneira contínua e contextualizada. Não é mais possível pensar o ensino de Ciências de forma descontextualizada em relação ao desenvolvimento tecnológico e de outras produções culturais da sociedade.

É preciso pensar em um currículo mais articulado, flexível e dinâmico, que não obedeça a uma sequência rígida de conteúdos, mas que permita o ir e vir entre os diferentes conceitos propostos nas unidades didáticas. Essa liberdade de ação permite ao professor mesclar temáticas e trabalhar de modo contextualizado, de acordo com a sua realidade escolar.

Nesta coleção, prezamos pela contextualização na abertura das Unidades, no início de boa parte dos Temas que as compõem, nos exemplos apresentados ao longo do texto principal, em atividades e em seções.

Problematização

A BNCC destaca o comprometimento da área das Ciências da Natureza com o letramento científico dos estudantes ao longo de sua escolarização básica. Nesse sentido, é importante que os estudantes sejam envolvidos com a resolução de problemas, sobretudo, aqueles que impactam diretamente seu cotidiano e sua qualidade de vida.

A metodologia de resolução de problemas estimula o indivíduo a refletir sobre os problemas apresentados, possíveis em um mundo cada vez mais complexo, de modo a identificar o que precisa ser solucionado e a escolher, dentro de seu repertório, as ferramentas para resolvê-lo a partir da mobilização de conhecimentos. Nessa metodologia, as propostas são trabalhadas em grupos pequenos e, assim, permitem que habilidades relacionadas ao trabalho em equipe sejam estimuladas, tais como o diálogo, a empatia, a colaboração e o respeito ao pluralismo de ideias. Além disso, as atividades são centradas nos estudantes, que se tornam protagonistas de seu aprendizado, sendo motivados a buscar ativamente informações relevantes, em fontes confiáveis, para o desenvolvimento das tarefas. Outra característica importante é a integração e a interdisciplinaridade possível entre os conhecimentos apresentados.

Essa metodologia pode ser realizada em etapas. Inicialmente, apresenta-se a definição dos objetivos. Em seguida, promove-se o aprofundamento e a discussão do problema, sem o fornecimento direto de informações técnicas por parte do professor. Nessa etapa, o estudante, a fim de ajudar o grupo a solucionar o problema, contribui com seus conhecimentos e experiências prévias, auxiliando o grupo no levantamento de hipóteses. O próximo passo é identificar as principais dúvidas sobre a resolução do problema, que vai fazer os educandos mobilizarem aspectos cognitivos específicos. O problema deve motivar os estudantes a buscar o conhecimento, respaldado em conceitos científicos e em dados e informações coletados em fontes confiáveis. Assim, eles exercerão papel ativo como agentes na construção dos próprios conhecimentos.

De preferência, os problemas devem ser colocados pelos estudantes ou por eles assumidos, exibindo significado pessoal, pois só assim as dúvidas, as interrogações e as inquietações serão verdadeiramente significativas. Isto é, os problemas precisam ser elaborados com base em situações reais do cotidiano dos estudantes, o que possibilita que sejam efetivamente significativos. Quando o são, a motivação para resolvê-los é intrínseca.

Seguindo esses passos, é possível delinear alguns princípios que orientam a aquisição de novas informações durante o processo de resolução de problemas. Primeiro, a ativação de conhecimentos prévios sobre o assunto. Segundo, a recuperação da informação. Esse segundo passo pode ser facilitado ao se trabalharem exemplos em associação com a informação, ou seja, quanto mais semelhante a uma situação real for a situação de aprendizado, mais fácil a recuperação de informação. Terceiro, a produção do conhecimento a partir da elaboração de respostas, seja a partir de perguntas claramente elaboradas, seja no contexto de interação em grupo, em que os estudantes verbalizam o seu conhecimento e também aprendem com base na explicação dos colegas.

Além da resolução de problemas fechados, ou seja, apresentados de forma integral aos estudantes ou ao grupo, é possível trabalhar com problemas em uma perspectiva da metodologia da problematização (BERBEL, 1999). Nessa perspectiva, problemas socioambientais podem ser explorados, considerando que os hábitos de consumo, as relações humanas, o modo de vida, as relações de trabalho, as crenças e os valores ambientais são cada vez mais resultantes de demandas do desenvolvimento tecnológico.

As características da metodologia da problematização desenvolvem-se em etapas que se iniciam com a exposição dos estudantes a um problema inserido na realidade física ou social, permitindo uma visão global e contextualizada da situação. Posteriormente, os estudantes são levados a propor hipóteses para a resolução do problema e a buscar subsídios na pesquisa bibliográfica, na consulta às bases de dados, na leitura de livros – como teorização e contribuição na construção de propostas de aplicação na realidade, com a possibilidade de superar o nível da formulação teórica –, planejando estratégias que permitem pôr em prática as sugestões para solucionar o problema. É um momento com forte presença do componente social e político e, consequentemente, de tomada de consciência e de transformação da realidade.

Do ponto de vista pedagógico, a problematização pode ser considerada um método fundamentado em teorias construtivistas, que atribuem aos estudantes um importante papel. Na medida em que interagem com o seu objeto de conhecimento, eles estabelecem uma relação dialógica e transformadora de seu ambiente, já que retornam à realidade com propostas de mudança e de resolução para o problema observado inicialmente.

Finalmente, a tomada de decisão para a interferência na realidade incentiva e auxilia os estudantes a fundamentar os argumentos, explicitando a natureza e a aceitabilidade das informações por eles usadas, além do reconhecimento de princípios científicos que dão base ao tema em discussão. A tomada de decisão requer o uso de conhecimentos relevantes, consciência, compromisso com valores e a capacidade de transformar atitudes, habilidades e valores em ação. Todos esses passos podem ser encorajados se uma perspectiva de tomada de decisão for incorporada ao processo educacional com o uso de problematizações.

Nesta coleção, a resolução de problemas é evidenciada em algumas das atividades existentes em seções e, sobretudo, na seção Ciência em ação

Atividades práticas

A importância das atividades práticas demonstra-se na possibilidade de oportunizar aos estudantes outras formas de aprender, auxiliando-os na compreensão de fatos ou fenômenos explicados conceitualmente, concomitantemente à construção de conteúdos procedimentais, conceituais e atitudinais envolvidos nas propostas. Entre os objetivos, estão a observação, a verificação e a investigação, dependendo da atividade e do espaço pedagógico disponível. O fundamental é que se garanta um espaço de reflexão, de desenvolvimento e de construção de ideias.

As atividades práticas podem complementar aquilo que foi estudado em aulas teóricas ou contextualizar aquilo que ainda será apresentado, já que a vivência de certa experiência pode facilitar o entendimento de um conteúdo. Para tanto, é importante organizá-las de modo que os estudantes consigam relacionar o conteúdo a ser aprendido com seus conhecimentos prévios. Assim, descarta-se a concepção de aula prática com caráter meramente ilustrativo da teoria.

Dependendo da proposta, a atividade prática pode possibilitar aos estudantes vivenciar etapas de uma investigação científica, como a observação de fenômenos, o registro sistematizado de dados, a formulação e o teste de hipóteses e a inferência de conclusões. Também pode contribuir para o desenvolvimento de habilidades como diálogo, cooperação, análise crítica, organização e manipulação de materiais.

Ao redigir um roteiro de aula prática, é importante que as instruções sejam precisas e explícitas, para que os estudantes possam trabalhar seguindo o próprio ritmo, sem necessitar da presença constante do professor. Antes de iniciar a prática, o professor pode encorajar os estudantes a elaborar hipóteses e a apresentar expectativas de resultados. Ao final dela, pode solicitar que descrevam os procedimentos realizados e que expliquem os resultados obtidos, comparando-os aos esperados. Pode-se pedir também que avaliem a veracidade das hipóteses inicialmente levantadas. Assim, a atividade prática une a interpretação dos sujeitos aos fenômenos e aos processos observados, pautados não apenas pelo conhecimento científico, mas também pelos saberes e pelas hipóteses levantadas.

Nesta coleção, atividades práticas são apresentadas, principalmente, na seção Oficina científica

Uso de imagens no ensino de Ciências

Em um mundo que se expressa cada vez mais visualmente, a imagem, em seus múltiplos suportes, tem se colocado como um modo expressivo e comunicativo, pela veiculação massiva, como em publicidade, jornalismo, cinema, entretenimento; pelo contato diário com imagens técnicas; e também permeando as relações sociais, como a comunicação mediada por telas nas onipresentes fotografias digitais ou nas próprias redes sociais da internet.

Em seu papel pedagógico, as imagens científicas fazem parte do cotidiano midiático, em um amplo espectro de objetos, como jornais, revistas, reportagens, programas televisivos e cinema, abarcando variados suportes e formas representacionais (esquemas, fotografias, símbolos, animações computacionais, filmes, entre outras). A questão é como ocorre a interação entre o indivíduo e a imagem e como se dá o processo de interpretação das mensagens.

A presença de imagens no âmbito da Ciência assume uma ampla gama de propósitos. Em particular, o uso de imagens na investigação científica pode tornar possível o registro e o estudo de estruturas ou organismos, inclusive dos que foram extintos (como os dodôs ou os rinocerontes-brancos-do-norte), ou a criação de modelos produzidos a partir de vestígios fósseis, como no exemplo dos dinossauros. Por isso, é verdadeiro dizer que, por meio das imagens, representamos e entendemos o mundo, pois desde tempos remotos a imagem é adotada pelo ser humano como expressão da sua cultura, permeando, nos dias atuais, praticamente todas as áreas da ação humana.

Deve-se considerar ainda que, nos diversos campos científicos, as imagens podem abranger ilustrações esquemáticas, representativas ou técnicas, registros de satélites, microcâmeras, sondas (no caso das ecografias, por exemplo) e podem ser obtidas por câmeras acopladas a telescópios e microscópios. Portanto, as representações visuais não devem ser consideradas meros apoios ou formas de popularizar um raciocínio complexo, pois são uma parte essencial do discurso científico.

As representações visuais não somente servem a análises, mas são também usadas para sintetizar um pensamento teórico ou uma descoberta científica, pois as figuras gráficas são capazes de fornecer uma visão geral, mostrar resultados ou relações conceituais em sua organização espacial, como o uso de modelos que representam fenômenos naturais; por exemplo, órbitas planetárias, membranas celulares, estratos geológicos ou estruturas moleculares.

Os microscópios possibilitam a observação de imagens de objetos não acessíveis ao olho nu, e, assim, as amostras visuais são insubstituíveis como documentos que permitem que objetos de estudo sejam percebidos e analisados cientificamente. Desse ponto de vista, o uso de imagens passa do meramente ilustrativo para um papel essencial na construção de conceitos científicos.

Um infográfico difere das imagens convencionais por permitir a articulação de imagens e de textos. Por isso, a infografia é entendida como um sistema híbrido entre palavras, imagens e números, unindo a comunicação visual e a verbal.

Esse recurso é muito utilizado no meio jornalístico, mas vem cada vez mais sendo utilizado na educação. Além de auxiliar na visualização de fenômenos abstratos, possibilita que os processos de ensino e aprendizagem se tornem mais dinâmicos, auxiliando na indicação de detalhes específicos da temática abordada. Permite, assim, que o aprendiz exercite um pensamento mais crítico e reflexivo, estimulando a criatividade e a expressão de ideias.

[...]

Ao realizarmos a revisão da literatura e manusearmos diversos infográficos, foi possível identificar as seguintes potencialidades para utilização em contexto educativo:

• Os alunos podem acompanhar passo a passo um processo, fato ou acontecimento histórico;

• A riqueza de imagens e esquemas facilita a memorização por parte dos alunos;

• Possibilita a alfabetização visual, visto que, muitas das vezes, os alunos observam a imagem de maneira geral sem perceber aspectos importantes que só são perceptíveis com uma maior atenção a determinadas áreas de um infográfico [...]

• O aluno tem maior controle sobre o recurso visual e a sua aprendizagem, pois poderá explorar e revisar quantas vezes desejar cada fase do processo apresentado no infográfico;

• O infográfico poderá constituir-se num poderoso atrativo para veiculação da informação em ambientes e plataformas de ensino e aprendizagem;

• As imagens chamam a atenção dos alunos e o processo de observação dos infográficos poderá desenvolver as habilidades cognitivas de interpretação, análise e síntese;

• Os alunos recordam mais facilmente imagens e pequenos fragmentos de textos face à grande quantidade de textos sem o uso de esquemas ou imagens;

• O aluno através do infográfico poderá realizar uma navegação não linear sobre o conteúdo e desta forma realizar novas descobertas;

• O professor poderá combinar recursos multimídia durante as suas aulas com o intuito de melhorar o processo de ensino e aprendizagem dos alunos;

• Permitem a visualização de processos muito lentos (o desabrochar de uma flor) ou muito rápidos (a transmissão do som);

• O aluno poderá manipular o infográfico inúmeras vezes até que consiga realizar a compreensão completa do processo [...]

• O aluno poderá utilizar o infográfico como uma fonte de informação, um recurso didático, um recurso para exploração visual e ainda para resolução de problemas ou questões elaboradas pelo professor;

BOTTENTUITT JUNIOR, João B.; LISBOA, Eliana S.; COUTINHO, Clara P. O infográfico e as suas potencialidades educacionais. Quaestio: Revista de Estudos em Educação, Sorocaba, v. 13, n. 2, p. 163-183, nov. 2011. p. 176-177. Disponível em: https://periodicos.uniso.br/quaestio/article/view/695. Acesso em: 19 jul. 2022.

Abordagem da História da Ciência

Ao longo da escolarização, é possível que os estudantes tenham a percepção de que a Ciência se desenvolve de forma dissociada dos diversos fatores que permeiam a sociedade e de que os conhecimentos científicos são verdades absolutas. Muitas vezes, essa percepção equivocada decorre de uma prática docente desvinculada da abordagem da História da Ciência.

[...] o ensino das ciências da natureza ainda é pautado por uma metodologia monótona e cansativa, que não desperta o interesse do(a)s estudantes. Ademais, muito(a)s possuem uma visão errônea da ciência e de como ela é construída, vendo-a como verdade absoluta, linear, ahistórica, sem relação com questões sociais, éticas, ambientais, políticas, econômicas e culturais. Neste sentido, um dos aspectos que vem sendo apontado se refere à utilização da História das Ciências (HC) no ensino, uma vez que o(a) estudante pode compreender que a ciência não está distanciada da influência da sociedade, bem como pode também influenciá-la [...].

FERRARI, Ana C.; PINHEIRO, Eduarda B.; FARIA, Fernanda L. de. Utilização de jogos educativos para a abordagem da história da ciência: um estado da arte. História da Ciência e Ensino: construindo interfaces, São Paulo, v. 23, p. 131-148, 2021. p. 132. Disponível em: https://revistas.pucsp.br/index. php/hcensino/article/view/54309/35573. Acesso em: 19 jul. 2022.

Ao se apresentar determinado conceito, fenômeno ou processo científico, é importante que também se proponha uma breve reflexão sobre o momento histórico em que ele foi formulado. Isso porque o desenvolvimento da Ciência é influenciado por aspectos econômicos, políticos, sociais e culturais, fato que o distancia da neutralidade. Nessa perspectiva, de modo a contribuir para a suplantação das percepções equivocadas, faz-se necessário incorporar às aulas o trabalho com a História da Ciência.

A História da Ciência tem como objetivo o estudo da construção do conhecimento científico sob a óptica do contexto em que se desenvolveu. Sua abordagem em sala de aula requer que se contextualize o momento histórico em que a sociedade se encontrava na época em que determinado conhecimento foi formulado, detalhando, por exemplo, as características de movimentos sociais populares que eventualmente ocorreram, das relações e condições econômicas do local, dos recursos tecnológicos que estavam disponíveis e outros. Contudo, para que ela ocorra de forma significativa, é importante que os estudantes compreendam aspectos do trabalho do cientista e de como se desenvolvem investigações científicas, de modo que possam correlacionar suas etapas ao episódio histórico que lhes é apresentado.

A abordagem histórica nas aulas de Ciências contribui para a compreensão dos estudantes de que a Ciência é um empreendimento humano e de que seus principais processos, práticas e procedimentos investigativos contribuem para o avanço dos conhecimentos, que podem ser reiterados, revistos ou refutados ao longo do tempo. Além disso, auxilia em seu entendimento de como a Ciência influencia a sociedade e, consequentemente, seu cotidiano, ao mesmo tempo em que é por ela influenciada.

Nesta coleção, a abordagem de aspectos da História da Ciência se faz em diversos momentos ao longo do texto principal, bem como em algumas atividades e seções. Também, em algumas sugestões de aprofundamento do trabalho com determinado assunto fornecidas neste Manual do professor

Trabalho interdisciplinar

Segundo Vygotski (2003), a mente humana cria estruturas cognitivas necessárias à compreensão de determinado conceito construído no processo de ensino e aprendizagem. Quanto mais relações conceituais, contextuais e interdisciplinares o aprendiz conseguir estabelecer, maior a possibilidade de reconstrução e internalização de significados em sua rede cognitiva. As estruturas cognitivas dependem desse processo para evoluir e somente serão construídas à medida que novos conceitos forem trabalhados e incluídos na rede conceitual. Dessa forma, a compreensão integrada dos fenômenos naturais, em uma perspectiva interdisciplinar, implica o estabelecimento de vínculo conceitual nas diferentes áreas de conhecimento.

O trabalho interdisciplinar de conteúdos pode auxiliar na motivação e no fomento da curiosidade natural que estudantes têm pela Ciência, sendo possível explorar os saberes cotidianos e suas histórias pessoais como ponto de partida para o trabalho. No entanto, o que ocorre geralmente é que o conhecimento é apresentado de forma fragmentada e isolada. O desafio é recriar novas condições para uma educação científica aberta e flexível, que consiga integrar diferentes conhecimentos.

A superação desse desafio pode ser alcançada a partir do diálogo, da comunicação e da cooperação de docentes com diferentes formações acadêmicas durante o planejamento e a execução de suas aulas. Desse modo, podem encontrar oportunidades para a integração de conteúdos previstos para cada ano escolar e, assim, traçar, de forma correlata, objetivos de aprendizagem almejados para seus estudantes, além de alinharem, juntos, estratégias de trabalho para alcançá-los.

Nesta coleção, a integração entre diferentes componentes curriculares é favorecida em alguns momentos ao longo do texto principal e, principalmente, na seção Integrando com...

Espaços não formais de aprendizagem

Outra dimensão que pode favorecer a ampliação e o aperfeiçoamento do letramento científico é o estreitamento das conexões entre a educação formal e a não formal em Ciências. A sociedade contemporânea entende que a educação é um processo que não acontece somente no espaço da escola e não se limita ao período de formação escolar. Devem-se, portanto, instrumentalizar ações em ambientes fora do espaço formal escolar, como museus, jardins botânicos, clubes de ciências, trabalhos educativos de campo, entre outros espaços não formais de ensino.

Essa constatação não reduz o papel fundamental da escola; pelo contrário, amplia a sua responsabilidade, bem como a do Estado, em fornecer meios de aprofundamento do conhecimento. Não se pode entender o desenvolvimento sem que o cidadão tenha várias possibilidades e/ou oportunidades de atualizar, continuamente, seu repertório cultural.

Com o acelerado avanço de novas tecnologias e da Ciência propriamente dita, o espaço não formal de educação vem ganhando destaque na elaboração das políticas nacionais de ensino e de divulgação científica. Percebe-se o desenvolvimento de um grande volume de ações de cunho educacional e de pesquisas desenvolvidas na área de educação não formal em Ciências, em razão da necessidade de reflexão sobre as transformações científicas na sociedade em descompasso com a carência de informação científica do cidadão.

Nesse contexto, os museus de Ciência, por exemplo, têm um triplo desafio: funcionar como instituições de educação não formal, promovendo oportunidades de aprendizagem ao longo da vida; funcionar como instância de sensibilização para os temas científicos; e contribuir para o desenvolvimento profissional de professores, pois estes não podem prescindir de educação continuada em Ciências.

Nesta coleção, a visitação a espaços não formais de aprendizagem é sugerida na seção Outras maneiras de aprender.

PLANEJAMENTO NO ENSINO DE CIÊNCIAS

Se perguntarmos a um estudante do Ensino Fundamental ou Médio qual é a correlação entre determinado conteúdo que está aprendendo e suas vivências cotidianas, possivelmente ele terá dificuldades em responder. Isso pode estar relacionado à forma com que os conteúdos são trabalhados em sala de aula, de forma desconexa da realidade estudantil, o que distancia os estudantes do interesse em aprender.

O ensino de Ciências necessita de situações significativas para os estudantes, que levem em conta seu contexto de vida e sua idade escolar, considerando, também, o tempo e os materiais disponíveis para uso, além dos objetivos a serem alcançados. A efetivação de tais situações requer um planejamento didático flexível, pois o conteúdo não pode ser abordado de forma estática e fragmentada, sem interação entre as partes. Ele precisa ser feito de maneira dinâmica e inter-relacionada, voltada à explicação e à busca das relações na própria realidade, incluindo os estudantes no processo e abrindo a eles possibilidades de intervenção.

Para tanto, é importante a participação dos professores na elaboração de um modelo curricular, em parceria com especialistas e apoiados por bons livros-textos, pois a seleção e o planejamento da sequência dos conteúdos consistem em tarefa-chave para o ensino. Contudo, faz-se necessário que esse modelo curricular seja flexível, possibilitando ao professor ter autonomia para adaptá-lo frente às diferentes realidades escolares sobre as quais possa atuar.

A partir da delimitação dos conteúdos a serem trabalhados, é possível planejar uma unidade didática. Nessa etapa, o professor precisa indicar quais são os objetivos conceituais, procedimentais e atitudinais a serem atingidos. Então, as estratégias de abordagem didática e os recursos necessários serão estabelecidos.

É fundamental que a proposta de ensino seja ativa e favoreça a construção de novos significados pelos estudantes. Por exemplo, quando o planejamento é executado com base nos conhecimentos prévios dos estudantes, obtém-se a primeira condição necessária a uma aprendizagem significativa dos conteúdos. Os conhecimentos prévios são interpretações que os estudantes fazem das diversas situações e formam parte da sua estrutura cognitiva, o que é condição para a compreensão e a aquisição de um conhecimento novo.

Além disso, as estratégias devem ser motivadoras em relação à aprendizagem de novos conteúdos, promovendo atitude favorável, bem como estimulando a autoconfiança dos estudantes. Nesse sentido, eles poderão ter a habilidade de “aprender a aprender”, ou seja, gradativamente serão autônomos em sua aprendizagem.

AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM DE CIÊNCIAS

No contexto escolar, o termo avaliação costuma ser associado à ideia de prova, isto é, a uma lista de atividades que pode ser aplicada ao final de um bloco de conteúdos com o objetivo de atribuir uma nota ao desempenho dos estudantes em resolvê-las. Essa percepção se aproxima daquilo que se denomina avaliação somativa, que tem como objetivo avaliar o aprendizado dos estudantes ao final de uma unidade ou período escolar.

Essa percepção tradicional de que avaliar se resume a aplicar provas precisa ser abolida, já que existem inúmeros instrumentos avaliativos que podem ser explorados, não somente ao final de um período específico, mas ao longo de todo o processo educativo. É preciso que a avaliação seja entendida como uma atividade cotidiana de colaboração entre professores e estudantes, de modo que se estabeleça como um diálogo contínuo entre ambos os sujeitos, a partir da qual possam traçar novas ações.

Para tanto, sugere-se que, inicialmente, seja realizada uma avaliação diagnóstica para identificar indícios do que os estudantes já sabem e do que não conhecem acerca dos conteúdos que ainda serão estudados. Esse tipo de avaliação costuma ocorrer no início do ano letivo e pode contribuir para o planejamento do trabalho docente, de forma a adequá-lo às singularidades e ao contexto em que a turma está inserida. Caso sejam identificadas defasagens, por exemplo, é possível planejar momentos para retomada de conteúdos vistos em anos anteriores e que são importantes fundamentos para a construção de novos conhecimentos necessários ao desenvolvimento e à mobilização das habilidades propostas. Essas aulas podem ser ministradas antes do início de uma Unidade ou de assuntos específicos que se fizerem necessários.

Ao longo do trabalho com os conteúdos previstos, também é importante que se faça uma avaliação formativa de todo o processo de ensino e aprendizagem, isto é, considerando todas as atividades que são realizadas, o que permite ao professor tanto acompanhar o desenvolvimento dos estudantes quanto reorganizar sua prática de ensino. Esse tipo de avaliação requer que o professor ofereça devolutivas aos estudantes, informando-os sobre seus progressos e auxiliando-os a identificar eventuais dificuldades que apresentem.

Nessa perspectiva, é importante que haja coerência entre os objetivos de aprendizagem almejados, as estratégias didáticas que serão utilizadas para alcançá-los e os instrumentos avaliativos que serão aplicados para identificar evidências da aprendizagem dos estudantes. Logo, o professor deve tomar decisões sobre o que avaliar, quando avaliar e como avaliar.

Com relação ao que deve ser avaliado, é preciso considerar toda a complexidade de conteúdos abordados durante as aulas de Ciências. A avaliação não deve se voltar apenas aos conteúdos conceituais (regras, fatos, símbolos, princípios, dados e fenômenos concretos), mas também abarcar conteúdos procedimentais (métodos, regras, técnicas, destrezas, habilidades e estratégias) e conteúdos atitudinais (atitudes, valores e normas).

Sobre quando a avaliação deve ocorrer, é preciso estabelecer quais podem ser os momentos mais adequados para oferecer evidências da aprendizagem dos estudantes. Em se tratando de uma avaliação formativa, é importante que ela ocorra durante todo o processo educacional, como já citado, o que pode ser feito ao longo das aulas, considerando os objetivos traçados a cada uma delas. Dessa forma, o professor pode regular o processo de ensino, voltando-o para a superação de eventuais dificuldades dos estudantes.

Em relação às formas de avaliar, devem-se considerar dois aspectos: instrumentos e critérios. Os instrumentos avaliativos são aqueles que vão revelar evidências da aprendizagem dos estudantes. São exemplos a produção de relatórios, histórias em quadrinhos, desenhos, mapas conceituais, apresentações orais, mídias audiovisuais; a realização de performances, peças de teatro; a construção de protótipos, maquetes, modelos didáticos; entre outros. O ideal é que, durante o processo educativo, sejam utilizados instrumentos diversos, pois juntos podem contribuir para a avaliação dos diferentes conteúdos trabalhados durante as aulas.

Os critérios são os parâmetros que serão utilizados como base para a avaliação. Eles devem ser informados aos estudantes, de modo que realizem suas atividades cientes de como serão avaliados. Nesse contexto, também é importante que se promova um novo entendimento do “erro”, para que os estudantes deixem de temê-lo. Na avaliação formativa, o erro deixa de assumir um caráter punitivo e excludente e passa a ser entendido como uma possibilidade construtiva, já que pode indicar as dificuldades exibidas pelos estudantes e, consequentemente, orientar a reorganização da prática docente para saná-las. Certamente, isso não significa que o erro é necessário para que o aprendizado ocorra, mas, uma vez que ele exista, é preciso utilizá-lo de forma favorável ao processo de ensino e aprendizagem.

Nesta coleção, existem diversas oportunidades que possibilitam a avaliação do aprendizado dos estudantes, sobretudo em atividades presentes na abertura das Unidades, ao longo e ao final dos Temas, em seções diversas e em sugestões de ampliação presentes neste Manual do professor . Nelas, considera-se uma grande diversidade de instrumentos avaliativos, como produções textuais, apresentações em mídias digitais, gravações de vídeos etc.

Avaliações em larga escala

As avaliações em larga escala possibilitam a avaliação e o monitoramento da qualidade da educação de uma população e de seus estratos. Elas são importantes para direcionar reformas em políticas públicas educacionais, buscando melhorar o processo de ensino e aprendizagem, em conformidade ao Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 4 proposto pela Organização das Nações Unidas (ONU):

4. Educação de qualidade. Garantir o acesso à educação inclusiva, de qualidade e equitativa, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos

A partir da análise comparativa dos resultados relativos ao desempenho dos estudantes em diferentes edições dessas avaliações, por exemplo, é possível direcionar investimentos aos segmentos da população que estão distantes das metas educacionais traçadas, além de poder orientar mudanças na formação docente e contribuir para a produção de materiais didáticos.

Em se tratando de avaliações de larga escala aplicadas durante a Educação Básica, no Brasil, podem-se destacar o Sistema de Avaliação da Educação Básica (Saeb) e o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem), regulamentadas pelo Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais (Inep), e o Programa Internacional de Avaliação de Estudantes (Pisa), regulamentado pela Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE). No Brasil, o Pisa também é coordenado pelo Inep.

O Saeb corresponde a um conjunto de avaliações que são aplicadas a cada dois anos na rede pública e em uma amostra da rede privada. As avaliações são constituídas por questionários (respondidos por estudantes, professores, diretores e outros da comunidade escolar sobre diferentes aspectos, como nível socioeconômico, infraestrutura, materiais didáticos etc.) e por testes, que possibilitam avaliar a aprendizagem. Os testes são realizados por estudantes do Ensino Fundamental (2 o, 5o e 9o anos) e do Ensino Médio (3o ano do ensino

OBJETIVO de Desenvolvimento Sustentável 4. Nações Unidas Brasil. Brasília, DF, c2022. Disponível em: https://brasil.un.org/pt-br/sdgs/4. Acesso em: 19 jul. 2022.

tradicional e 4o ano do ensino integrado) e referem-se aos componentes curriculares de Língua Portuguesa e Matemática. Desde o Saeb 2019, estudantes do 9o ano também passaram a fazer testes sobre Ciências da Natureza e Ciências Humanas. Parte desses testes estão alinhados à Base Nacional Comum Curricular (BNCC). As médias de desempenho dos estudantes, associadas às taxas de aprovação, reprovação e de abandono escolar, constituem o Índice de Desenvolvimento da Educação Básica (Ideb).

O Enem foi criado em 1998 e, na época, tinha o objetivo de avaliar o desempenho escolar dos estudantes após concluírem a Educação Básica. Desde 2009, o exame passou a ser utilizado como forma de acesso ao Ensino Superior. Para esse propósito, qualquer pessoa que tenha concluído o Ensino Médio, ou que esteja em ano de conclusão, pode realizar o exame. Os que ainda não concluíram essa etapa podem fazê-lo com o objetivo de autoavaliar seus conhecimentos. O exame conta com questões relativas a quatro áreas de conhecimento: Linguagens, Códigos e suas Tecnologias; Matemática e suas Tecnologias; Ciências Humanas e suas Tecnologias; e Ciências da Natureza e suas Tecnologias; além de uma redação.

O Pisa avalia o desempenho de estudantes de 15 anos (idade em que se supõe o término da escolarização básica obrigatória em boa parte dos países) de escolas públicas e particulares quanto a três domínios, Leitura, Matemática e Ciências, sendo um desses campos o foco de cada edição. Os resultados dessa avaliação possibilitam a obtenção de um panorama geral da educação mundial e a realização de uma análise comparativa a seu respeito entre os países participantes.

Com relação à área das Ciências da Natureza, de modo geral, nesses exames, os estudantes não são apenas avaliados quanto aos conhecimentos conceituais que possuem, mas também aos conteúdos procedimentais e atitudinais. Isto é, também são consideradas habilidades relativas à solução de problemas cotidianos e à participação ativa em discussões críticas sobre questões que envolvem a Ciência, a sociedade, a Tecnologia e o ambiente. Isso é feito por meio de atividades que podem envolver a realização de inferências, a produção de análises críticas, o uso da abordagem científica, a argumentação, a promoção de consciência socioambiental, entre outras atividades.

BIBLIOGRÁFICAS REFERÊNCIAS

ABJAUDE, Samir A. R. et al. Como as mídias sociais influenciam na saúde mental? SMAD: Revista Eletrônica Saúde Mental Álcool e Drogas, Ribeirão Preto, v. 16, n. 1, p. 1-3, jan.-fev. 2020. Disponível em: https://www. revistas.usp.br/smad/article/view/166931. Acesso em: 19 jul. 2022.

O artigo apresenta como as mídias sociais podem influenciar a saúde mental da população. Abarca questões sobre sentimentos de isolamento, conteúdos publicados que reforçam padrões de vida e diminuem a autoestima, além do impacto das fake news

ALARCÃO, Isabel (org.). Escola reflexiva e nova racionalidade. Porto Alegre: Artmed, 2001.

Partindo da apresentação do conceito de escola reflexiva, o livro propõe uma discussão sobre o papel formativo da escola em contribuir para o desenvolvimento de competências que possibilitem aos indivíduos viver e conviver em sociedade.

ALÉM da covid-19, enfrentamos outra epidemia: a de fake news; saiba como se proteger desse “vírus”. Instituto Butantan. São Paulo, 17 fev. 2022. Disponível em: https://butantan.gov.br/bubutantan/alem-da-covid-19enfrentamos-outra-epidemia-a-de-fake-news--saiba-comose-proteger-desse-%E2%80%9Cvirus%E2%80%9D.

Acesso em: 18 jul. 2022.

Publicação virtual do Instituto Butantan que apresenta pontos para reflexão na análise da veracidade de uma notícia, de modo a identificar fake news

ALVES, Rubem. Filosofia da ciência: introdução ao jogo e suas regras. São Paulo: Brasiliense, 1993. O autor utiliza diversas analogias para propor reflexões sobre fundamentos e implicações filosóficas da Ciência e do saber científico.

AMARAL, Márcio de F. do. Culturas juvenis e experiência social: modos de ser jovem na periferia. Dissertação (Mestrado em Educação) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011. Nesta dissertação, o autor traz reflexões sobre diversidade, estilos de vida, inserção social e educativa e sobre redes de relacionamentos na construção de culturas juvenis na periferia.

ANDERY, Maria Amália et al Para compreender a ciência: uma perspectiva histórica. Rio de Janeiro: Espaço e Tempo; São Paulo: Educ, 1988.

Neste livro, os autores discorrem sobre características da Ciência sob uma perspectiva histórica, destacando a influência dos momentos históricos no processo de construção dos conhecimentos científicos.

AUSUBEL, David P. Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. 1. ed. Lisboa: Plátano, 2000.

Nesta obra, o autor aborda aspectos da teoria da assimilação da aprendizagem e da retenção significativas, propiciando reflexões sobre o que é ensinar e o que é aprender no contexto educacional, particularmente, em sala de aula.

AUSUBEL, David P.; NOVAK, Joseph D.; HANESIAN, Helen. Psicologia educacional. 2. ed. Rio de Janeiro: Interamericana, 1980.

Os autores abordam aspectos da psicologia educacional, como a natureza, os resultados e a avaliação da aprendizagem, além das variáveis que a influenciam, como a estrutura cognitiva, a motivação, as relações sociais e outras.

BAITELLO JUNIOR, Norval. A era da iconofagia: reflexões sobre imagem, comunicação, mídia e cultura. São Paulo: Paulus, 2014.

Nesta obra, o autor propõe reflexões sobre a imagem, a comunicação e a cultura, relacionando-as.

BAUMAN, Zygmunt. Amor líquido: sobre a fragilidade dos laços humanos. Rio de Janeiro: Zahar, 2004.

Nesta obra, o sociólogo polonês analisa como a ideia de liquidez das instituições modernas afeta as relações e os vínculos afetivos entre as pessoas, adotando uma perspectiva crítica sobre os modos de relação nos ambientes digitais.

BERBEL, Neusi A. N. (org.). Metodologia da problematização: fundamentos e aplicações. Londrina: Eduel, 1999.

A autora discorre sobre os fundamentos da metodologia da problematização, bem como apresenta formas de aplicá-la em sala de aula.

BOTTENTUITT JUNIOR, João B.; LISBOA, Eliana S.; COUTINHO, Clara P. O infográfico e as suas potencialidades educacionais. Quaestio: Revista de Estudos em Educação, Sorocaba, v. 13, n. 2, p. 163-183, nov. 2011. Disponível em: https://periodicos.uniso.br/ quaestio/article/view/695. Acesso em: 19 jul. 2022.

Neste artigo, os autores discorrem sobre as características dos infográficos como alternativas para a apresentação de informações, destacando suas potencialidades no contexto educacional.

BRACKMANN, Christian P. Desenvolvimento do pensamento computacional através de atividades desplugadas na Educação Básica. Tese (Doutorado em Informática na Educação) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2017. Disponível em: https:// lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/172208/001054290. pdf. Acesso em: 19 jul. 2022.

Esta pesquisa teve como objetivo verificar a possibilidade de trabalhar o pensamento computacional na Educação Básica. Abordou os pilares do pensamento computacional, seus benefícios e sua integração na escola.

BRASIL. Base Nacional Comum Curricular. Métodos de diagnóstico inicial e processos de avaliação diversificados . Brasília, DF: MEC, [2018?].

Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov. br/implementacao/praticas/caderno-de-praticas/ aprofundamentos/194-metodos-de-diagnosticoinicial-e-processos-de-avaliacao-diversificados.

Acesso em: 25 jul. 2022.

Neste texto publicado no site da BNCC, foram apresentados métodos que podem ser utilizados pelos professores para realizar o diagnóstico inicial dos conhecimentos prévios dos estudantes, bem como diferentes formas de avaliação.

BRASIL. [Constituição (1988)]. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988. Brasília, DF: Presidência da República, [2016]. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/constituicao/ constituicao.htm. Acesso em: 25 jul. 2022. Conjunto de normas governamentais que institui o ordenamento jurídico do Brasil.

BRASIL. Lei n o 9.394, de 20 de dezembro de 1996. Estabelece as diretrizes e bases da educação nacional. Brasília, DF: Presidência da República, [1996]. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/ leis/l9394.htm. Acesso em: 25 jul. 2022.

Legislação brasileira que regulamenta as diretrizes da educação nacional, considerando a Educação Básica, a Educação Profissional e Tecnológica e a Educação Superior.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, DF: MEC, 2018.

A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) é um documento normativo que estabelece as aprendizagens essenciais a serem desenvolvidas pelos estudantes ao longo da Educação Básica. É utilizado no ensino brasileiro para nortear os currículos e as propostas pedagógicas.

BRASIL. Ministério da Educação. Exame Nacional do Ensino Médio (Enem). Brasília, DF: Inep, [2018?]. Disponível em: https://www.gov.br/inep/pt-br/areasde-atuacao/avaliacao-e-exames-educacionais/enem. Acesso em: 25 jul. 2022.

Site do Ministério da Educação que apresenta informações sobre o Exame Nacional do Ensino Médio.

BRASIL. Ministério da Educação. Relatório Brasil no Pisa 2018. Brasília, DF: Inep, 2020. Disponível em: https://www.gov.br/inep/pt-br/centrais-de-conteudo/ acervo-linha-editorial/publicacoes-institucionais/ avaliacoes-e-exames-da-educacao-basica/relatoriobrasil-no-pisa-2018. Acesso em: 25 jul. 2022.

Documento produzido pelo Ministério da Educação que apresenta informações sobre o desempenho dos estudantes brasileiros no Pisa 2018, além de discorrer brevemente sobre esse exame.

BRASIL. Ministério da Educação. Sistema de Avaliação da Educação Básica (Saeb). Brasília, DF: Inep, [2018?]. Disponível em: https://www.gov. br/inep/pt-br/areas-de-atuacao/avaliacao-e-exameseducacionais/saeb. Acesso em: 25 jul. 2022.

Site do Ministério da Educação que apresenta informações sobre o Sistema de Avaliação da Educação Básica.

BRASIL. Ministério da Educação. Temas contemporâneos transversais na BNCC : propostas de práticas de implementação. Brasília, DF: MEC, 2019. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov. br/images/implementacao/guia_pratico_temas_ contemporaneos.pdf. Acesso em: 14 jun. 2022.

Material complementar sobre os temas contemporâneos transversais presentes na BNCC.

BRITTO, Daniella M. C. de; MELLO, Irene C. de. Ensino de ciências na era da pós-verdade: considerações acerca do discurso presente em fake news REAMEC: Revista da Rede Amazônica de Educação em Ciências e Matemática, Cuiabá, v. 10, n. 1, jan.-abr. 2022. Disponível em: https://periodicoscientificos.ufmt.br/ ojs/index.php/reamec/article/view/13007. Acesso em: 19 jul. 2022.

Neste artigo, as autoras discorrem sobre a origem das fake news, além de seus impactos no ensino de Ciências, utilizando como exemplo algumas fake news propagadas durante a pandemia da covid-19.

BUCCI, Eugênio. Existe democracia sem verdade factual? Barueri: Estação das Letras e Cores, 2019. Neste livro, o autor explora os efeitos e riscos das fake news para a sociedade.

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Neste artigo, os autores discorrem sobre a construção epistemológica da Educação em Ciência como área que integra a Filosofia da Ciência, a História da Ciência, a Sociologia da Ciência e a Psicologia Educacional.

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A autora aborda aspectos relativos ao uso de imagens no contexto educacional.

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Nesta obra, os autores discutem a necessidade de repensar a formação inicial e continuada de professores de Ciências, considerando a incorporação de propostas construtivistas.

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Este livro traz questões sobre a natureza da Ciência, abordando aspectos relacionados à sua história e filosofia.

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Acesso em: 19 jul. 2022.

Neste artigo, as pesquisadoras exploram, a partir de experiências em sala de aula, atividades didáticas que buscam envolver os educandos em situações de debate, investigando especificamente o argumento como ferramenta educacional no ensino de Ciências.

DELIZOICOV, Demétrio; ANGOTTI, José A.; PERNAMBUCO, Marta M. C. A. Ensino de ciências: fundamentos e métodos. São Paulo: Cortez, 2002. Neste livro, os autores discorrem sobre o ensino de Ciências e a prática docente, considerando fundamentos, desafios e outros pontos.

DELL’ISOLA, Regina L. P. Inferência na leitura. Glossário Ceale. Belo Horizonte, [2019?]. Disponível em: https:// www.ceale.fae.ufmg.br/glossarioceale/verbetes/ inferencia-na-leitura. Acesso em: 25 jul. 2022. Nesta publicação virtual, a autora discorre brevemente sobre características do processo inferencial, correlacionando-o à leitura.

DUARTE, Tiago R.; REYES-GALINDO, Luis. Estudos sociais das ciências e tecnologias. PÓS: Revista Brasiliense de Pós- Graduação em Ciências Sociais, Brasília, DF, v. 2, n. 14, p. 12-33, ago. 2019. Disponível em: https://periodicos.unb.br/index.php/revistapos/ issue/view/1754. Acesso em: 19 jul. 2022. Os autores abordaram o surgimento e a expansão dos Estudos Sociais das Ciências e Tecnologias (ESCT), destacando sua consolidação no Brasil. Este texto é o capítulo de apresentação do dossiê sobre os ESCT, de 2019.

FADEL, Charles; BIALIK, Maya; TRILLING, Bernie. Educação em quatro dimensões: as competências que os estudantes precisam ter para atingir o sucesso. Boston: Center for Curriculum Redesign, 2015. A obra destaca necessidades de transformações na educação escolar, considerando as competências que precisam ser desenvolvidas pelos estudantes para prosperarem no mundo atual e futuro.

FAZENDA, Ivani (org.). Didática e interdisciplinaridade . 13. ed. Campinas: Papirus, 1998. (Coleção Práxis).

Nesta obra, a autora discorre sobre a interdisciplinaridade na formação e na prática docente.

FERRARI, Ana C.; PINHEIRO, Eduarda B.; FARIA, Fernanda L. de. Utilização de jogos educativos para a abordagem da história da ciência: um estado da arte. História da Ciência e Ensino: construindo interfaces, São Paulo, v. 23, p. 131-148, 2021. Disponível em: https://revistas.pucsp.br/index.php/hcensino/article/ view/54309/35573. Acesso em: 19 jul. 2022.

Neste artigo, as autoras discorrem sobre a importância de incluir a abordagem da História da Ciência no ensino de Ciências a partir do uso de jogos educativos.

FERREIRA, Armindo R. Comunicação e aprendizagem: mecanismos, ferramentas e comunidades digitais. 1. ed. São Paulo: Érica, 2014.

Este livro discorre sobre mídias e ferramentas digitais que podem ser utilizadas no contexto educacional para enriquecer o processo de ensino e aprendizagem.

FERREIRA, Leonardo; GURGUEIRA, Giovana P. Instrumentos didáticos como fator de sensibilização em sala de aula. Revista de Educação, Londrina, v. 14, n. 17, p. 117-129, 2011. Disponível em: https:// seer.pgsskroton.com/educ/article/view/1819. Acesso em: 25 jul. 2022.

Neste artigo, os autores realizaram um levantamento bibliográfico de artigos científicos nacionais que abordaram os instrumentos didáticos que podem ser utilizados como meio de sensibilização em sala de aula, destacando a importância das relações interpessoais no ambiente escolar.

FETTER, Shirlei A.; SILVA, Denise R. Q. da. Práticas com aprendizagem significativa para estudantes da Educação Básica. Revista Educação Pública, Rio de Janeiro, v. 20, n. 35, p. 1-14, 2020. Disponível em: https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/20/35/ praticas-com-aprendizagem-significativa-paraestudantes-da-educacao-basica. Acesso em: 25 jul. 2022.

Este artigo discute os principais focos da teoria da epistemologia genética de Jean Piaget e da teoria da aprendizagem significativa, de David Ausubel, no que tange ao processo de ensino e aprendizagem.

FREIRE, Paulo. Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática educativa. 25. ed. São Paulo: Paz e Terra, 1996.

Nesta obra, Paulo Freire destaca aspectos necessários à prática pedagógica para se propiciar o desenvolvimento da autonomia do educando para a construção de seu conhecimento.

FREIRE, Paulo. Pedagogia da esperança : um reencontro com a pedagogia do oprimido. 1. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 2013.

Neste livro, Paulo Freire retoma a obra de sua autoria Pedagogia do oprimido, propondo reflexões relacionadas às suas vivências, experiências e inspirações.

HALL, Stuart. A identidade cultural na pós­ modernidade. 11. ed. Rio de Janeiro: DP&A, 2006. O autor investiga as transformações no conceito de identidade, da compreensão relacionada aos valores vinculados ao Iluminismo até um ambiente marcado pela diversidade étnica, religiosa e profundamente permeada pelo consumo de mídias.

JACINSKI, Edson. Educação CTS no curso de licenciatura interdisciplinar em ciências naturais: desafios e possibilidades. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 11., Florianópolis, 2017. Anais... Florianópolis: UFSC, 2017. p. 1-9. Disponível em: http://www.abrapecnet. org.br/enpec/xi-enpec/anais/resumos/R2116-1.pdf. Acesso em: 25 jul. 2022.

Este estudo buscou analisar os sentidos da Ciência, Tecnologia e Sociedade presentes no Projeto Pedagógico do curso de Licenciatura Interdisciplinar da UTFPR, de modo a verificar quais elementos são significativos para a formação docente.

JÓFILI, Zélia. Piaget, Vygotsky, Freire e a construção do conhecimento na escola. Educação: Teorias e Práticas, Recife, ano 2, n. 2, p. 191-208, dez. 2002. Disponível em: https://www.maxwell.vrac.puc-rio. br/7560/7560.PDF. Acesso em: 25 jul. 2022.

Este artigo analisou as contribuições de Jean Piaget, Lev Vygotski e Paulo Freire para o processo de construção de conhecimento na escola, com destaque para o papel do professor.

KOCH, Ingedore V.; ELIAS, Vanda M. Ler e compreender: os sentidos do texto. 3. ed. São Paulo: Contexto, 2006.

Neste livro, as autoras mostram como a atividade da leitura é essencialmente ativa, na medida em que os estudantes são levados a preencher lacunas ao vincular informações enquanto leem.

LAZER, David M. J. et al. The science of fake news. Science, Washington, D.C., v. 359, n. 6380, p. 1094-1096, mar. 2018.

Neste artigo, os autores discorrem sobre os mecanismos de propagação das fake news e os impactos que elas podem provocar na vida dos indivíduos.

LUCKESI, Cipriano C. Avaliação da aprendizagem escolar: estudos e proposições. 17. ed. São Paulo: Cortez, 2005.

Nesta obra, o autor aborda aspectos da avaliação da educação escolar, entre eles, o entendimento do erro nesse processo.

MENEZES, Jones B. F. de. Práticas de avaliação da aprendizagem em tempos de ensino remoto. Revista de Instrumentos, Modelos e Políticas em Avaliação Educacional, Fortaleza, v. 2, n. 1, 2021. Disponível em: https://revistas.uece.br/index.php/impa/ article/view/5384/4232. Acesso em: 25 jul. 2022.

Neste artigo, o autor discute práticas avaliativas que podem ser exploradas no ensino remoto.

MENTAL health: strengthening our response. World Health Organization . Genebra, 17 jun. 2022. Disponível em: https://www.who.int/news-room/ fact-sheets/detail/mental-health-strengthening-ourresponse. Acesso em: 18 jul. 2022.

Este site da Organização Mundial da Saúde discorre sobre a definição de saúde mental, bem como sobre questões que a afetam.

MOREIRA, Marco A.; MASINI, Elcie F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. 2. ed. São Paulo: Centauro, 2006.

Os autores discorrem sobre aspectos da teoria da apren dizagem significativa proposta por Ausubel, relacionando-a ao contexto educacional.

OBJETIVO de Desenvolvimento Sustentável 4. Nações Unidas Brasil. Brasília, DF, c2022. Disponível em: https:// brasil.un.org/pt-br/sdgs/4. Acesso em: 19 jul. 2022.

Esse site das Nações Unidas apresenta detalhes sobre o Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 4, que diz respeito à educação de qualidade.

PARANÁ. Governo do Estado. O que é Cidadania?

Curitiba: SEJUF, [2019?]. Disponível em: https://www. justica.pr.gov.br/Pagina/O-que-e-Cidadania. Acesso em: 17 jul. 2022

Neste endereço eletrônico do governo do estado do Paraná, há uma explicação sobre a origem da palavra cidadania, a explicação jurídica do termo e são estabelecidas as relações do cidadão com o Estado.

PILATI, Ronaldo. Ciência e pseudociência: por que acreditamos apenas naquilo em que queremos acreditar. 1. ed. São Paulo: Contexto. 2018.

Neste livro, o autor discorre sobre características da Ciência e das pseudociências, trazendo reflexões sobre o impacto das pseudociências em nossa sociedade.

PREMEBIDA, Adriano; NEVES, Fabrício M.; ALMEIDA, Jalcione. Estudos sociais em ciência e tecnologia e suas distintas abordagens. Sociologias, Porto Alegre, ano 13, n. 26, p. 22-42, jan./abr. 2011. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1517-45222011000100003. Acesso em: 19 jul. 2022.

Neste estudo, os autores buscaram fornecer um panorama histórico entre as diferentes perspectivas sobre Ciência e Tecnologia, apontando que atualmente o cenário da pesquisa social é composto de cientistas, sociólogos, antropólogos, entre outros.

RAMOS, Eliana B. Anos 60 e 70: Brasil, juventude e rock Revista Ágora, Vitória, n. 10, p. 1-20, 2009. Este artigo aborda o surgimento do rock and roll, discutindo sua relação com a formação de uma cultura juvenil. Traz como destaque esse processo no Brasil nas décadas de 1960 e 1970.

RIBEIRO, Gabriel; SILVA, José L. de J. C. da. A relevância da história da ciência para o ensino de ciências: elementos introdutórios. Revista Acadêmica

GUETO, v. 9, n. 1, p. 12-25, 2017. Disponível em: https://core.ac.uk/download/pdf/143977201.pdf. Acesso em: 25 jul. 2022.

Neste artigo, os autores discorrem sobre a importância de incorporar a abordagem da História da Ciência ao ensino de Ciências.

SANTOS, Leonor. A articulação entre a avaliação somativa e a formativa, na prática pedagógica: uma impossibilidade ou um desafio? Ensaio: Avaliação e Políticas Públicas em Educação, Rio de Janeiro, v. 24, n. 92, p. 637-669, jul./set. 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S0104-40362016000300006. Acesso em: 25 jul. 2022.

Neste artigo, a autora busca problematizar uma proposta de articulação entre avaliação somativa e formativa no contexto escolar.

SANTOS, Leonor W.; RICHE, Rosa C.; TEIXEIRA, Claudia S. Análise e produção de textos. 1. ed. São Paulo: Contexto, 2016.

Neste livro, apesar de ele estar focado em formas de análise linguística, as autoras fornecem uma explicação competente acerca dos gêneros textuais, além de dar subsídios para a construção de um texto coeso e claro.

SILVA, Daniela M. V. da. Aprendizagem mediada por signos e a construção de conceitos em uma perspectiva vigotskiana. Revista Educação Pública , Rio de Janeiro, v. 17, ed. 18, p. 1-10, 2017. Disponível em: https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/17/8/ aprendizagem-mediada-por-signos-e-a-construo-deconceitos-em-uma-perspectiva-vigotskiana. Acesso em: 25 jul. 2022.

Este artigo traz considerações sobre mediação docente, bem como sobre o uso de instrumentos e signos nesse processo, a partir dos preceitos de Vygotski.

STRIQUER, Marilúcia dos S. D. O processo de mediação: das definições teóricas às propostas pedagógicas. Eutomia : Revista de Literatura e Linguística, Recife, v. 1, n. 19, p. 142-156, 2017. Disponível em: https://periodicos.ufpe.br/revistas/EUTOMIA/article/ view/15165/0. Acesso em: 26 jul. 2022.

Este artigo aborda a mediação docente no processo de internalização de instrumentos materiais e signos psicológi cos pelos estudantes, a partir dos preceitos de Vygotski.

VASCONCELLOS, Celso dos S. Avaliação: concepção dialética-libertadora do processo de avaliação

escolar. 18 ed. São Paulo: Libertad, 2008. (Cadernos Pedagógicos da Libertad, v. 3).

Nesta obra, o autor discorre sobre a avaliação da educação escolar, projetando nela um novo sentido.

VYGOTSKI, Lev S. A formação social da mente 6. ed. São Paulo: Martins Fontes, 2003.

O livro trata de uma seleção de ensaios produzidos pelo psicólogo russo Vygotski. Dentre os assuntos abordados, destaca-se o desenvolvimento das funções psicológicas superiores e suas implicações educacionais.

WIECZORKOWKI, Juscinete R. S.; PESOVENTO, Adriane; TÉCHIO, Kachia H. Etnociência: um breve levantamento da produção acadêmica de discentes indígenas do curso de educação intercultural. Revista Ciências & Ideias, Nilópolis, v. 9, n. 3, p. 153-168, set.-dez. 2018. Disponível em: https:// revistascientificas.ifrj.edu.br/revista/index.php/reci/ article/view/948. Acesso em: 24 jul. 2022.

No referencial teórico deste artigo, as autoras apresentam um breve levantamento bibliográfico sobre a definição de etnociência.

WING, Jeannette M. Computational Thinking. Communications of the ACM, [s l.], v. 49, n. 3, p. 33-35, mar. 2006. Disponível em: https://www. cs.cmu.edu/~15110-s13/Wing06-ct.pdf. Acesso em: 18 jul. 2022.

Este artigo colocou em evidência o pensamento computacional e propôs que ele deve ser uma habilidade fundamental para todos.

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ORIENTAÇÕES ESPECÍFICAS PARA O VOLUME

APRESENTAÇÃO DOS CONTEÚDOS DO 9o ANO

Os temas e assuntos previstos para serem trabalhados no 9o ano desta coleção estão distribuídos de forma a contemplar as unidades temáticas e as habilidades da BNCC. A organização proposta no material está apresentada no quadro a seguir, mas outras sequências são possíveis.

MATÉRIA E ENERGIA

Unidade 1

Investigando a matéria

Estados físicos da matéria (visão submicroscópica); transformações físicas da matéria; transformações químicas da matéria; lei da conservação das massas; lei das proporções constantes; modelos atômicos; tabela periódica; reações químicas; balanceamento das reações químicas.

Bioluminescência; investigação sobre mudança de estado físico da água; investigação sobre taxa de desenvolvimento das reações químicas; aplicações dos elementos da tabela periódica.

Habilidades

EF09CI01 EF09CI03

EF09CI02

Competências gerais

1, 2, 4 e 5

Competências específicas

1, 2, 3 e 6

Temas contemporâneos transversais

Ciência e Tecnologia

Educação ambiental

Educação alimentar e nutricional

Habilidades

EF09CI05 EF09CI07

Competências gerais

Unidade 2

Ondas e som

Classificação das ondas; propriedades das ondas (propagação, frequência e período); características das ondas sonoras; som; infrassom; ultrassom; nível sonoro.

Voz e pregas vocais; poluição sonora; ecolocalização.

2, 3, 5, 8, 9 e 10

Competências específicas

2, 4, 6, 7 e 8

Temas contemporâneos transversais

Diversidade cultural

Educação em direitos humanos

Ciência e Tecnologia

Saúde

Habilidades

EF09CI04 EF09CI06

Unidade 3 Ondas eletromagnéticas

Espectro eletromagnético; ondas de rádio; micro-ondas; infravermelho; luz visível; como as cores são percebidas; a cor dos objetos; laser, ultravioleta; raios X; raios gama.

Satélites de comunicação e monitoramento; aplicações do laser na saúde; investigação sobre composição das cores; radioatividade; câncer, diagnóstico e tratamento; tecnologia 5G.

EF09CI05 EF09CI07

Competências gerais

1, 2, 4, 5, 6, 7 e 10

Competências específicas

1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8

Temas contemporâneos

transversais

Ciência e Tecnologia

Educação em direitos humanos

Vida familiar e social

VIDA E EVOLUÇÃO

Unidade 4 Genética

Introdução à Genética; hereditariedade; genes; alelos; transmissão de características hereditárias; alelos dominantes; alelos recessivos; homozigoto; heterozigoto; genótipo; fenótipo; heredograma; cromossomos sexuais; síndromes genéticas.

Melhoramento de plantas; Biotecnologia; Engenharia Genética; síndrome de Down; testes genéticos; características genéticas dos brasileiros.

Habilidades

EF09CI08

EF09CI09

Competências gerais

1, 3, 4, 5, 7, 9 e 10

Competências específicas

1, 3, 4, 5, 6 e 8

Temas contemporâneos transversais

Saúde

Educação em direitos humanos

Vida familiar e social

Ciência e Tecnologia

Habilidades

EF09CI10

EF09CI11

Unidade 5

Evolução

Origem da vida; primeiras ideias sobre a evolução; origem da biodiversidade; uso e desuso; herança dos caracteres adquiridos; teoria da seleção natural; evidências da evolução; especiação; aspectos evolutivos do ser humano.

Método científico; resistência a inseticidas; celacantos; resistência bacteriana.

Competências gerais

1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 e 10

Competências específicas

1, 2, 3, 4, 6, 7 e 8

Temas contemporâneos transversais

Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

Saúde

Habilidades

Unidade 6

Biodiversidade e sustentabilidade

Preservação e conservação da biodiversidade; Unidades de Conservação; Unidades de Conservação de Proteção Integral; Unidades de Conservação de Uso Sustentável; consumo sustentável; ações sustentáveis bem-sucedidas.

Ações sustentáveis individuais; corredores ecológicos; ações do ser humano que impactam negativamente o ambiente.

EF09CI12

EF09CI13

Competências gerais

4, 5, 7, 9 e 10

Competências específicas

3, 5, 6 e 8

Temas contemporâneos transversais

Educação ambiental

Educação para o consumo

Unidade 7 Estrutura do Universo

Introdução à Astronomia; Sistema Solar; planetas rochosos; planetas gasosos; ciclo evolutivo do Sol; localização do Sistema Solar; estrutura do Universo. História dos telescópios; sondas espaciais; fusão termonuclear nas estrelas.

Habilidades

EF09CI14

EF09CI17

Competências gerais

1, 2, 3, 4 e 5

Competências específicas

1, 3, 4 e 6

Tema contemporâneo transversal

Ciência e Tecnologia

Habilidades

EF09CI15

EF09CI16

Competências gerais

Unidade 8

Astronomia e sociedade

Influência dos astros nas sociedades antigas e na atual; Astrobiologia; condições para a vida na Terra; organismos extremófilos; zonas habitáveis; viagem ao espaço e os efeitos no corpo humano. Astronomia e filmes de ficção científica; vida fora da Terra; tecnologias derivadas da pesquisa de programas e missões espaciais.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 9

Competências específicas

1, 2, 3, 4, 5 e 6

Temas contemporâneos transversais

Diversidade cultural

Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

Trabalho

Ciência e Tecnologia

As unidades deste Volume podem ser trabalhadas em outras sequências, diferentes da ordem apresentada pela numeração. Caso seja de seu interesse fazer essa alteração, sugerimos que seja mantida a sequência entre as Unidades relacionadas a cada unidade temática. Portanto, para a unidade temática Matéria e energia, a Unidade 1 deve ser trabalhada antes da 2, que deve ser trabalhada antes da 3; para Terra e Universo, a Unidade 7 deve ser trabalhada antes da 8; e para Vida e evolução, a Unidade 4 deve ser trabalhada antes da 5, e esta, antes da 6.

Dessa forma, é possível iniciar pela unidade temática Matéria e energia, como sugerido neste Volume, mas, sem prejuízos, também é possível iniciar pela unidade temática Vida e evolução ou Terra e Universo

CRONOGRAMA

A sugestão de cronograma a seguir contempla os conteúdos das oito Unidades deste Volume. Esta organização pode ser alterada de acordo com o número de aulas anuais e as necessidades de cada escola.

Sugerimos, ainda, que o trabalho com a seção Ciências em ação seja feito ao longo do ano, utilizando 12 aulas.

É importante também que aulas fora da organização proposta sejam consideradas e utilizadas para aplicação de avaliações, montagens de feiras de ciências ou projetos interdisciplinares.

Caso sinta necessidade de aprofundar algum assunto ou tenha um número de aulas anuais diferente da proposta, é possível utilizar a sugestão a seguir como base para a montagem do seu próprio cronograma.

UNIDADE 1 • Investigando a matéria

Objetivos

• Investigar as transformações físicas da matéria por meio da mudança de estados físicos, utilizando uma abordagem submicroscópica.

• Comparar a quantidade de reagentes e produtos nas transformações químicas, balanceando a proporção entre as massas.

• Explicar que a matéria é constituída por átomos.

• Compreender a evolução dos modelos atômicos reconhecendo as contribuições de diferentes pesquisadores ao longo do tempo.

• Reconhecer que os elementos químicos são caracterizados pela quantidade de prótons em seu núcleo, ou seja, por seu número atômico.

• Definir o que são elementos químicos e organizá-los em conjuntos com propriedades semelhantes.

• Conhecer e interpretar a tabela periódica.

• Compreender e realizar o balanceamento de equações químicas.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI01, EF09CI02 e EF09CI03

O primeiro assunto trabalhado é a matéria e suas transformações físicas, usando a água como modelo – por ser uma substância que os estudantes conhecem e com a qual têm familiaridade –, e os três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Em seguida, as transformações químicas são trabalhadas de maneira contextualizada, iniciando-se com o exemplo do jenipapo, uma fruta nativa da Amazônia e da Mata Atlântica, na qual a oxidação pode ser percebida por meio de uma evidência de transformação química: a mudança de cor. Essa reação é importante para a produção de corantes naturais utilizados por muitas etnias indígenas. Para introduzir as leis que regem as reações químicas, destacam-se as contribuições de alguns cientistas para sua proposição.

A evolução histórica do conhecimento sobre a constituição da matéria é feita para introduzir os termos “átomo” e “elemento químico”. Com isso, os estudantes conseguem associá-los aos elementos submicroscópicos para compreender as transformações físicas e químicas da matéria.

A tabela periódica e as propriedades de alguns elementos químicos também são abordadas de maneira histórica e contextualizada, contribuindo para a compreensão dos outros assuntos da Unidade.

Os conceitos de equação química e balanceamento de reações químicas também são apresentados com exemplos do cotidiano dos estudantes, a fim de que eles compreendam que as reações químicas não acontecem apenas dentro de um laboratório, de forma controlada e na presença de pesquisadores, mas que acontecem o tempo todo e ao nosso redor, como durante a fotossíntese e a respiração celular.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade são abordados objetos de conhecimento da unidade temática Matéria e energia do 9o ano da BNCC. A Unidade dedica-se ao estudo da matéria. Nela, retomaremos o estudo das transformações da matéria por meio da mudança dos estados físicos, já abordado em anos anteriores, mas, agora, adicionando um novo nível de complexidade, utilizando uma abordagem submicroscópica. Essa abordagem tem como objetivo tratar dos aspectos relativos à constituição da matéria, portanto, serão apresentados os conceitos de átomo e de elemento químico.

Ao solicitar a identificação das mudanças de estados físicos da matéria, as atividades das páginas 21 e 22 contribuem para a mobilização da habilidade EF09CI01 . A Oficina científica da página 23 contribui para a mobilização da mesma habilidade, para a competência geral 2 e para a competência específica 2, ao propor um experimento para investigar as mudanças de estado físico da água.

Outro assunto abordado na Unidade são as leis ponderais da Química: a lei da conservação das massas e a lei das proporções constantes, que serão apresentadas por meio de exemplos de reações químicas do cotidiano e experimentais no Tema 2. Esse conteúdo fornece subsídios para a mobilização da habilidade EF09CI02. As atividades 3 a 7 das páginas 28 e 29 possibilitam que os estudantes comparem as quantidades de reagentes e de produtos envolvidos em transformações químicas.

A fim de discutir o caráter histórico, coletivo, cultural e provisório das ciências, no Tema 3, é apresentada a evolução dos modelos atômicos. Para isso, serão discutidos os modelos propostos por Dalton, Thomson, Rutherford e Rutherford-Bohr, abordando-se algumas características dos átomos que irão reforçar o conceito de elemento químico. Essa abordagem histórica, reconhecendo que a Ciência está em constante construção, contribui para o desenvolvimento da competência específica 1, da competência geral 1 e da habilidade EF09CI03. Além disso, favorece o trabalho com o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, ao destacar a limitação dos modelos atômicos propostos, considerando os conhecimentos e a tecnologia disponíveis na época de sua elaboração.

A habilidade EF09CI03 pode ser mobilizada nas atividades 1 e 3 da página 37, uma vez que os estudantes devem identificar os elementos que compõem a estrutura da matéria, a constituição do átomo e a composição de moléculas simples, além de reconhecer como ocorreu a evolução histórica desses estudos. A atividade 1, ao solicitar a produção de uma tirinha para representar a evolução dos modelos atômicos, também contribui para o desenvolvimento da competência geral 4, relativa ao uso de diferentes linguagens. Na atividade 3, ao reconhecer a Ciência como um empreendimento humano, a competência específica 1 também é desenvolvida.

Na página 33 do Livro do estudante e na página 29 deste Manual do professor, é sugerido o uso de simuladores para complementar o estudo dos conceitos trabalhados na Unidade. A exploração desses materiais contribui para o desenvolvimento da competência específica 6 e da competência geral 5, relacionadas ao uso de tecnologias digitais de forma significativa, para a produção de conhecimentos.

Com o mesmo propósito de apresentar a Ciência como um empreendimento humano e a provisoriedade dos conhecimentos científicos, no Tema 4, são apresentadas brevemente as contribuições de diferentes pesquisadores à elaboração da tabela periódica. Essa abordagem também contribui para o desenvolvimento da competência específica 1

A atividade 1 da página 43, ao abordar a importância dos sais minerais na alimentação e associá-los aos elementos da tabela periódica, trabalha o tema contemporâneo transversal Educação alimentar e nutricional

O Tema 5 complementa o desenvolvimento da habilidade EF09CI02 ao conceituar o balanceamento de reações químicas. Ao apresentar exemplos de reações que acontecem ao nosso redor, esse Tema também contribui para o desenvolvimento da competência específica 3. As atividades 1 a 3 da página 51 e as atividades 5 a 7 da página 52 requerem que os estudantes comparem a quantidade de reagentes e de produtos das reações químicas, estabelecendo proporções, mobilizando, assim, a habilidade EF09CI02

Na página 51, a atividade 3, ao solicitar aos estudantes que pesquisem sobre impactos causados pela queima de combustíveis fósseis e proponham soluções para reduzir esses impactos, e a atividade 4, ao mostrar um estudo publicado em uma revista científica sobre estimativas de impactos ambientais relacionados à destruição da camada de ozônio, possibilitam o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Educação ambiental.

A seção Oficina científica da página 53 propõe um experimento para avaliar a taxa de desenvolvimento de reações químicas em diferentes temperaturas, contribuindo para o desenvolvimento da competência geral 2 e da competência específica 2. Ao associar a taxa de desenvolvimento de reações químicas à conservação de alimentos, a seção aborda o tema contemporâneo transversal Educação alimentar e nutricional

A seção O assunto é… exemplifica como diversos elementos da tabela periódica são usados em objetos do dia a dia, contribuindo para o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

Ao propor uma atividade de pesquisa com posterior apresentação dos resultados por meio de slides, também contribui para o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6, relacionadas ao uso de tecnologias digitais de informação e comunicação para partilhar informações.

UNIDADE 2 • Ondas e som

Objetivos

• Compreender o que é uma onda.

• Classificar ondas quanto à sua natureza e ao modo de oscilação.

• Representar uma onda e identificar suas principais características.

• Conhecer as ondas sonoras e reconhecer suas principais características.

• Compreender os mecanismos envolvidos na transmissão e na recepção do som na comunicação humana.

• Explicar como uma onda sonora é reconhecida pelo ser humano e como pode impactar na saúde.

• Discutir o papel do estudo das ondas sonoras e dos avanços tecnológicos no uso desse tipo de onda pela sociedade, como na medicina diagnóstica e no tratamento de doenças.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI05 e EF09CI07.

No desenvolvimento proposto para esta Unidade, os estudos se iniciam com conceitos relacionados a ondas, apresentando aos estudantes sua definição geral e alguns aspectos de sua natureza. Com isso, os estudantes podem, a partir da representação de uma onda, compreender algumas de suas principais características. Também serão apresentadas as definições de amplitude e comprimento de onda, assim como as definições de frequência e período.

A Unidade então segue para os estudos de um tipo importante de onda mecânica, a onda sonora. Os estudantes poderão entender os mecanismos envolvidos na geração de som e no modo como ele é percebido por uma pessoa. A frequência destaca-se como uma importante característica das ondas sonoras, já que existem ondas sonoras com frequências que não são audíveis pelo ser humano. Com a compreensão das características das ondas sonoras, o ser humano pode desenvolver tecnologias que fazem uso dessas ondas em diferentes aplicações, com alguns exemplos apresentados.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade, são abordados objetos de conhecimento da unidade temática Matéria e energia do 9o ano, da BNCC. Serão apresentadas as propriedades gerais das ondas, com ênfase nas ondas sonoras e em como ocorre a transmissão e a recepção de sons no corpo do ser humano, além de serem exploradas algumas aplicações das ondas sonoras em diferentes tecnologias, como o aparelho de ultrassom. Desse modo, esta Unidade contribui para a mobilização das habilidades EF09CI05 e EF09CI07

Para introdução do Tema 1, Ondas , na página 58, foi feita uma abordagem a partir da fotografia de uma apresentação cultural envolvendo dança e música, possibilitando explorar a forma como as informações transmitidas nessa apresentação chegam às pessoas que a estão assistindo. Assim, foi possível iniciar o estudo sobre transmissão de informações por ondas luminosas e sonoras, enquanto se explorou o tema contemporâneo transversal Diversidade cultural. A competência específica 2 também pode ser desenvolvida nessa página, com a realização da atividade experimental sugerida no #FICA A DICA, que exige o domínio de práticas e processos por parte dos estudantes a fim de que consigam realizar a atividade e, então, responder a perguntas como: o som é capaz de mover objetos?

A indicação do uso de tecnologias e aplicativos foi explorada com a sugestão do link apresentado no #FICA A DICA da página 62, que disponibiliza um simulador de ondas no qual os estudantes podem variar propriedades da onda e verificar instantaneamente os efeitos dessas propriedades, desenvolvendo assim a competência geral 2, relativa ao uso da abordagem científica, e a competência geral 5 e a competência específica 6, relativas ao uso de tecnologias digitais para a produção de conhecimentos.

Na abordagem do Tema 2, Som , nas páginas 68 a 73, trata-se especificamente a onda sonora, apresentando-se os principais mecanismos envolvidos na emissão e na recepção de informações pelo som, trabalhando-se parte da habilidade EF09CI05 . Com base nas características da onda sonora, será explicado como uma onda pode ser gerada e como ela pode ser percebida e interpretada, tanto pelo ser humano quanto por outros animais.

O tema contemporâneo transversal Educação em direitos humanos é explorado nos estudos sobre percepção de ondas sonoras, a partir da página 68, na qual é explicado que uma onda sonora pode ser percebida de outras formas além do sentido da audição, relacionando-se, assim, à percepção do som feita por pessoas surdas. Essa abordagem possibilita aprofundar o conhecimento dos direitos de pessoas surdas e compreender melhor a importância de atitudes individuais e coletivas que gerem inclusão. Nas atividades 1 e 2 da página 68, os estudantes são convidados a explicar de que forma o som pode ser percebido por uma pessoa surda e a opinar sobre a importância de se desenvolverem projetos de inclusão, mobilizando assim a competência específica 8 e a competência geral 10.

Ainda no Tema 2, apresenta-se a diferença entre infrassons e ultrassons, a partir da página 71. Após a definição do que é ultrassom, apresenta-se uma importante aplicação dessas ondas mecânicas na medicina diagnóstica, mobilizando assim a habilidade EF09CI07 e explorando de maneira conjunta os temas contemporâneos transversais Saúde e Ciência e Tecnologia

As atividades desse Tema, nas páginas 74 e 75, exploram a habilidade EF09CI05 . Na atividade 6, na página 75, novamente a habilidade EF09CI07 é mobilizada, apresentando-se um contexto de cálculo renal aos estudantes, problema de saúde que pode ser diagnosticado por um exame de ultrassonografia e que pode ser tratado com ondas na frequência do ultrassom, capazes de fragmentar os cálculos. Os estudantes são convidados a conversar sobre a importâncias das ondas sonoras na área da saúde e sobre manter hábitos saudáveis para evitar cálculos renais, desenvolvendo assim a competência específica 7 e a competência geral 8

A habilidade EF09CI05 também é trabalhada na seção Integrando com Arte, que explora a produção e a transmissão da voz humana. Essa seção trata, ainda, da importância de cuidar da voz, levando os estudantes a refletir a respeito desse assunto e mobilizando a competência específica 7. A atividade 5 dessa seção incentiva os estudantes a valorizar e produzir manifestações artísticas, contribuindo para o desenvolvimento da competência geral 3 .

Na seção Entre contextos, a atividade 1 propicia o trabalho com a competência específica 7 e com o tema contemporâneo transversal Saúde ao tratar do cuidado com a saúde auditiva. Na atividade 3, os estudantes são convidados a produzir algum material digital que possa divulgar informações a respeito da poluição sonora, o que possibilita o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6

Na seção O assunto é..., a atividade 2 permite o trabalho com a competência específica 8 e a competência geral 10, ao solicitar que os estudantes pesquisem e se envolvam com um contexto relacionado às pessoas com deficiência visual, que, no caso, podem utilizar ondas sonoras de um ambiente para fazer sua leitura por meio de ecolocalização, identificando assim obstáculos ao seu redor, mobilizando também a competência geral 9 . Ainda nessa atividade, os estudantes são convidados a pesquisar e a discutir o uso de ondas sonoras em tecnologias do cotidiano, verificando alguns benefícios que conhecimentos científicos e tecnologias podem oferecer para a sociedade, assuntos relacionados ao tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia e à competência específica 4

UNIDADE 3 • Ondas eletromagnéticas

Objetivos

• Reconhecer o espectro eletromagnético como uma classificação das radiações eletromagnéticas por suas frequências.

• Classificar as ondas eletromagnéticas por suas fontes emissoras e aplicações e discutir seus usos.

• Verificar os benefícios e possíveis malefícios causados pelas ondas eletromagnéticas.

• Identificar os mecanismos envolvidos na transmissão de informações por ondas eletromagnéticas e sua importância para os sistemas de comunicação.

• Compreender que a luz branca é uma onda eletromagnética composta de todas as cores do espectro visível, sendo cada cor identificada por uma frequência distinta.

• Identificar estruturas do olho humano responsáveis pela captação das cores.

• Reconhecer que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição de três cores captadas pelo olho humano: vermelho, verde e azul.

• Reconhecer que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina.

• Discutir o papel dos avanços tecnológicos relacionados às ondas eletromagnéticas no seu uso pela sociedade.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI04, EF09CI05, EF09CI06 e EF09CI07 da BNCC.

A análise inicial das principais características das ondas eletromagnéticas possibilita aos estudantes perceber a existência de uma classificação do espectro por frequência, que será gradativamente abordada durante toda a Unidade. No estudo das ondas de rádio e das micro-ondas, os estudantes adquirem conhecimentos sobre a geração, a transmissão e a recepção dessas ondas nos meios de telecomunicação, o que favorece posteriores investigações sobre esse tema. A abordagem das frequências de ondas eletromagnéticas na região do infravermelho se dá por meio de aplicações no cotidiano, como em controles remotos, exames médicos e sistemas de segurança. Investigações práticas presentes na Unidade possibilitam aos estudantes analisar a composição da luz branca. As estruturas do olho relacionadas à percepção da luz e das cores são apresentadas, bem como a interação entre a luz visível e os objetos.

Ao abordar as ondas na faixa de frequência dos raios X e dos raios gama, os estudantes podem inferir que o poder de penetração desses raios pode causar malefícios aos tecidos vivos quando estes são expostos excessiva ou descontroladamente àqueles. Ao mesmo tempo, são apresentadas aplicações dessas frequências de ondas em exames e tratamentos médicos, como a radioterapia.

Para todas as faixas do espectro eletromagnético, esta Unidade vai discutir continuamente a importância das pesquisas e dos avanços tecnológicos relacionados à compreensão e à utilização das respectivas ondas para benefício da sociedade.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade são abordados objetos de conhecimento da unidade temática Matéria e energia do 9 o ano, da BNCC. Serão apresentadas as aplicações e discutidos os usos em nossa sociedade dos tipos de onda que constituem o espectro eletromagnético. Além disso, serão trabalhados os mecanismos do organismo humano relacionados à percepção de cor e à interpretação de imagens.

A abertura da Unidade apresenta como contexto o primeiro satélite projetado e operado no Brasil, o que possibilita uma abordagem do tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, assim como da competência específica 4, pois o projeto de um satélite envolve estudo e dedicação de profissionais da área de Ciência e Tecnologia, além de parcerias com entidades governamentais e órgãos financiadores. No caso espe-

cífico desse satélite, o objetivo é o monitoramento de áreas florestais e de cultivo no país, portanto o assunto possibilita também uma conversa sobre a relevância desse monitoramento, os riscos do desmatamento e a importância de um equilíbrio entre preservação e cultivo.

A Unidade aborda a competência geral 1 e a competência específica 1 em alguns momentos. Na página 84, para iniciar o estudo das ondas eletromagnéticas, são apresentadas as principais contribuições históricas para esse tema. Essa estratégia é essencial, pois revela o conhecimento científico como uma construção humana, passível de erros e acertos, temporário, cultural e histórico.

O mesmo ocorre na página 101, que explica como foi o início dos estudos sobre o raio X , com uma abordagem histórica sobre a descoberta desse tipo de radiação. O objetivo é levar os estudantes a perceber que os avanços do conhecimento se devem ao empenho de cientistas que buscaram entender determinado fenômeno ou processo, de forma sistemática.

A página 85 apresenta aos estudantes o espectro eletromagnético, que possibilita classificar as ondas eletromagnéticas em faixas de frequência, ou comprimento de onda, dando subsídios para o desenvolvimento da habilidade EF09CI06. Os estudantes são levados a analisar o espectro, buscando uma compreensão de sua organização e do modo como isso interfere no uso das radiações apresentadas, contemplando, assim, a competência específica 3. No espectro, pode-se verificar que cada onda eletromagnética apresenta diferentes características, o que faz com que cada uma tenha diferentes utilidades.

Nas páginas 86 a 88, há outro exemplo de abordagem das habilidades EF09CI05 e EF09CI06 ao se apresentar aos estudantes a transmissão de informações por ondas de rádio e pelas micro-ondas, consideradas ondas de rádio de alta frequência. Retornando ao espectro eletromagnético, os estudantes podem verificar que as micro-ondas estão próximas à faixa de frequência das ondas de rádio. Nessas páginas, também é possível trabalhar o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, ao se destacarem aplicações tecnológicas utilizadas na sociedade, proporcionadas pelo avanço dos conhecimentos científicos.

O estudo da Luz visível , nas páginas 90 a 92, desenvolve as habilidades EF09CI04 e EF09CI05 . Essa onda eletromagnética está relacionada ao sentido da visão, e um estudo específico sobre ela possibilita compreender o mecanismo de transmissão e recepção de informações relacionadas às imagens. A compreensão e a percepção das cores é outro assunto abordado neste momento, de modo que os estudantes possam compreender que a cor branca é uma sobreposição de todas as cores. A prática experimental indicada na página 90 deste Manual do professor possibilita aos estudantes observar a sobreposição de cores formando o branco e argumentar e formular hipóteses sobre os efeitos observados, explorando a competência geral 2, relativa ao uso da abordagem científica, e a competência geral 7 e a competência específica 5, relativas à argumentação.

A sugestão do uso de tecnologias digitais no #FICA A DICA da página 92 permite o trabalho com a competência geral 5 e a competência específica 6, a partir de um simulador que os estudantes podem manusear, alterando a cor da luz observada por um personagem e verificando que cor é interpretada por ele.

A página 93 segue com a abordagem da luz visível, mas com foco nas cores dos objetos, explorando novamente a habilidade EF09CI04. Os estudantes poderão compreender que a cor observada não está no objeto, mas depende da luz que o ilumina. Essa abordagem pode ser feita por meio de uma investigação prática, como sugerido na seção Oficina científica da página 99, conforme orientam a competência geral 2 e a competência específica 2. Ainda sobre essa seção, os estudantes devem planejar alguma investigação prática que evidencie que a cor de um objeto está relacionada com a cor que o ilumina, o que, assim, está de acordo com a habilidade EF09CI04.

As atividades das páginas 97 e 98 possibilitam aos estudantes colocar em prática os conhecimentos adquiridos a respeito do espectro eletromagnético, especialmente ondas de rádio, infravermelho e luz visível, o que incentiva o desenvolvimento das habilidades EF09CI05 e EF09CI06

Na atividade 1 da página 97, os estudantes devem discorrer sobre o espectro eletromagnético e, na atividade 1 da página 108, eles vão confeccionar um espectro eletromagnético e buscar imagens para recortar e colar a fim de ilustrar a utilização de cada uma delas nesse espectro, desenvolvendo assim a competência geral 4

Na atividade 5 da página 98, os estudantes são convidados a fazer uma pesquisa na internet sobre os tipos de onda estudados e os próximos a serem estudados. Dessa forma, propõe-se uma atividade na qual eles devem buscar informações confiáveis em fontes adequadas e organizá-las de maneira correta. Essa atividade possibilita explorar a competência específica 6.

O conteúdo das páginas 100 a 103 possibilita o desenvolvimento da habilidade EF09CI06 ao explorar outros tipos de onda do espectro eletromagnético e suas aplicações.

A seção Integrando com História , na página 104, possibilita o desenvolvimento da competência geral 1 e da competência específica 1 , pois aborda uma época na qual materiais radioativos eram utilizados de forma negligente, visto que não existiam conhecimentos suficientes sobre eles. Desse modo, estudar essa seção leva os estudantes a valorizarem a construção dos conhecimentos científicos e a importância do trabalho dos pesquisadores.

Nas atividades dessa seção, os estudantes são orientados a realizar uma pesquisa, o que favorece trabalhar com eles a importância de se buscarem sempre informações fidedignas, verdadeiras e em fontes confiáveis. Os resultados de sua pesquisa devem ser registrados em um panfleto que será entregue às pessoas da comunidade, de modo a contribuir para sua conscientização. Assim, a seção possibilita uma evolução para outra abordagem, a da divulgação correta das informações para a sociedade, contemplando a competência geral 7 e a competência específica 5, relativas à argumentação, além da competência geral 10 e da competência específica 8, relativas à ação coletiva responsável.

O uso de ondas eletromagnéticas na Medicina é abordado na seção Pense bem, mais especificamente no tratamento contra o câncer. Os estudantes têm a oportunidade de verificar a importância das pesquisas científicas para a sociedade, visto que os principais tratamentos de doenças foram desenvolvidos a partir de anos de pesquisa e estudos científicos. Dessa forma, essa seção desenvolve a habilidade EF09CI07. Além de discorrer acerca do tratamento contra o câncer a partir de ondas eletromagnéticas, a seção propõe uma abordagem sobre a mobilização social em torno dos pacientes – apresentando um caso específico –, algo que é essencial para que a rotina de tratamentos seja feita e a saúde emocional da pessoa seja preservada. Com isso, essa seção contempla a competência geral 10 e a competência específica 8, além de relacionar os temas contemporâneos transversais Ciência e Tecnologia, Educação em direitos humanos e Vida familiar e social

Na atividade 3 da página 108, tem-se outra oportunidade para os estudantes compreenderem o uso das radiações eletromagnéticas a partir de suas propriedades, diferenciando a formação de imagens por luz visível e por raios X. Os estudantes poderão distinguir os diferentes efeitos causados por cada uma delas e relacioná-los com as características das ondas envolvidas, conforme a organização do espectro eletromagnético. Desse modo, desenvolve-se a habilidade EF09CI06.

O contexto da atividade 6 da página 109 é um projeto que possibilita a eliminação de microrganismos da água utilizando ondas eletromagnéticas, no caso, as ondas ultravioleta emitidas pelo Sol. Além de abordar uma aplicação das radiações na sociedade, como destaca a habilidade EF09CI06, essa atividade aborda doenças de veiculação hídrica e uma iniciativa individual para solucionar esse problema. Os estudantes são apresentados a uma situação que revela que a Ciência é feita com processos e procedimentos de investigação, individual e coletiva, para a compreensão de fenômenos e/ou resolução de um problema coletivo. Dessa maneira, a Ciência auxilia na construção de uma sociedade inclusiva e justa (abordando, assim, a competência específica 2), favorece a compreensão de que há aplicações sociais e políticas, propondo alternativas aos desafios do mundo contemporâneo (trabalhando a competência específica 4 ). Além disso, a atividade aborda o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

A seção O assunto é... apresenta a tecnologia 5G, explicando aos estudantes o porquê do nome 5G e quais são as possibilidades oferecidas por essa tecnologia, desenvolvendo a habilidade EF09CI05. Os estudantes são convidados a conversar sobre a velocidade com que os avanços tecnológicos vêm ocorrendo e sobre como esses avanços refletem em mudanças na sociedade, incluindo as relações do mundo do trabalho, oportunizando o trabalho com a competência geral 6. Desse modo, todos devem saber utilizar as tecnologias digitais, mas de maneira crítica, reflexiva, ética e democrática em suas diversas práticas sociais, conforme orienta a competência geral 5, trabalhando-se também o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia.

UNIDADE 4 • Genética

Objetivos

• Explicar como se dá a transmissão de características hereditárias entre gerações.

• Reconhecer a importância dos estudos de Mendel sobre hereditariedade.

• Compreender os resultados dos experimentos de Mendel feitos com as ervilhas-de-jardim.

• Definir genes, alelos, genótipo e fenótipo.

• Compreender a influência do ambiente sobre o fenótipo.

• Analisar a transmissão de algumas características não ligadas ao sexo e determinadas por um único gene.

• Interpretar heredogramas.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI08 e EF09CI09

Em um primeiro momento, a abordagem da Unidade foca os aspectos históricos da hereditariedade, de modo a auxiliar os estudantes a reconhecer que conhecimentos a ela relacionados eram aplicados desde a Antiguidade e que suas bases foram cientificamente descritas a partir dos estudos de Mendel. A partir disso, os assuntos colaboram para a compreensão dos estudantes sobre os resultados obtidos por Mendel em seus estudos, reconhecendo sua importância, para, então, explicar, a partir deles, como se dá a transmissão de características hereditárias entre as gerações de diferentes organismos, reconhecendo o papel dos gametas nesse processo.

Em um segundo momento, direciona-se o foco do estudo da hereditariedade para o ser humano. Nesse contexto, espera-se que os estudantes, então, percebam que o aprimoramento dos conhecimentos relativos à hereditariedade ampliou as possibilidades de sua aplicação, como a de determinar a probabilidade de herança de condições e de doenças genéticas. Para tanto, o uso de heredogramas pode ser uma ferramenta facilitadora.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade são abordados alguns objetos de conhecimento da unidade temática Vida e evolução do 9o ano da BNCC relacionados à Genética. Entre os assuntos trabalhados, está a forma como ocorre a transmissão de características hereditárias entre os progenitores e seus descendentes, destacando-se o papel dos gametas nesse processo. Desta forma, a Unidade oportuniza o desenvolvimento da habilidade EF09CI08. O trabalho com a hereditariedade é feito junto à apresentação dos estudos de Gregor Mendel com as ervilhas-de-jardim. A partir dos estudos de Mendel, realiza-se a análise da transmissão de características hereditárias em diferentes organismos, incluindo seres humanos. Para auxiliar o estudo destes últimos, ainda, são apresentados heredogramas. Nesse sentido, a Unidade também contribui com o desenvolvimento da habilidade EF09CI09

Essas habilidades podem ser mobilizadas em algumas atividades da Unidade. Por exemplo, a atividade 1 da página 140 oportuniza o trabalho com a habilidade EF09CI08, ao solicitar que os estudantes expliquem as semelhanças físicas existentes entre pais e filhos, estabelecendo uma relação entre gametas e hereditariedade. Já as atividades 3 da página 125, 6 e 7 da página 126, 2 e 4 da página 140 e 6 da página 141 possibilitam que

a habilidade EF09CI09 seja mobilizada, ao requererem que os estudantes analisem os mecanismos de herança de diversas características (respectivamente, da presença de cornos em bovinos, da textura das sementes de ervilhas-de-jardim, da cor dos olhos e pele de um anfíbio, da fenilcetonúria em humanos, de características de uma planta e da anemia falciforme em humanos), considerando as ideias de Mendel sobre hereditariedade. Alguns assuntos trabalhados na Unidade contribuem com o desenvolvimento de competências gerais e específicas das Ciências da Natureza da BNCC. Por exemplo, ao apresentar os trabalhos desenvolvidos por Gregor Mendel com ervilhas-de-jardim sobre a hereditariedade, nas páginas 115 e 116, e as contribuições de Rosalind Franklin à descrição da estrutura tridimensional do DNA, feita por James Watson e Francis Crick, na página 119, valorizam-se os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico para o entendimento da realidade, o que permite o desenvolvimento da competência geral 1, além de contribuir com o entendimento das ciências como um empreendimento humano, o que permite o desenvolvimento da competência específica 1. Outra possibilidade é o desenvolvimento da competência específica 6, ao familiarizar os estudantes com a linguagem dos heredogramas para interpretar e resolver problemas relacionados à transmissão de características hereditárias em seres humanos, assunto do Tema 2.

O trabalho com competências também é oportunizado em algumas atividades da Unidade. Por exemplo, a atividade 2 da página 140 contribui com o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6, ao envolver os estudantes com o uso de tecnologias digitais de informação e comunicação para partilhar resultados de uma pesquisa relativos às Ciências da Natureza; no caso, os estudantes precisam organizar uma apresentação utilizando mídias digitais sobre a fenilcetonúria e o teste do pezinho.

A seção Integrando com História, nas páginas 117 e 118, propõe uma aproximação com esse componente curricular ao apresentar aspectos culturais de civilizações antigas da América Central, como os Maias e os Astecas. Destacam-se as práticas de seleção artificial de sementes de milho e de frutos de abóbora, realizadas por esses povos, baseando-se em princípios da hereditariedade. Ao fazê-lo, permite-se o desenvolvimento da competência geral 1, uma vez que são valorizados os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo. Além disso, na atividade 4 da seção, requer-se que os estudantes organizem uma apresentação digital sobre outros aspectos da cultura dessas civilizações, contribuindo com o desenvolvimento da competência geral 3, relativa à valorização das manifestações culturais mundiais. Ao solicitar que a atividade seja realizada em grupo, também se oportuniza o desenvolvimento da competência geral 9, contribuindo com o exercício do diálogo, da cooperação e da empatia.

A seção Entre contextos, nas páginas 127 e 128, que aborda a temática Biotecnologia e Engenharia Genética, apresenta a diferença entre essas áreas e destaca uma de suas aplicações: a produção de insulina utilizada no tratamento da diabetes tipo 1 a partir da técnica de DNA recombinante. Essa temática é um exemplo de trabalho com o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, pois evidencia as relações que se estabelecem entre o mundo natural e o mundo tecnológico, com base nos conhecimentos de Ciências da Natureza. Pelos mesmos motivos, é possível desenvolver a competência específica 3. Na atividade 2 da seção, ainda, oportuniza-se o desenvolvimento da competência específica 4, ao solicitar que os estudantes pesquisem aplicações de produtos biotecnológicos na sociedade.

A seção Pense bem, nas páginas 138 e 139, aborda a importância da inclusão social de pessoas com síndrome de Down, permitindo o trabalho com o tema contemporâneo transversal Vida familiar e social. Na atividade 3 da seção, é solicitado que os estudantes produzam um vídeo que valorize a diversidade humana, defendendo a importância da inclusão de todos na sociedade com base em argumentos construídos a partir da Declaração Universal dos Direitos Humanos. Dessa forma, a atividade trabalha o tema contemporâneo transversal Educação em direitos humanos e contribui com o desenvolvimento da competência geral 5, relacionada ao uso de tecnologias digitais de informação e comunicação de forma significativa, reflexiva e ética; da competência geral 7 e da competência específica 5, relacionadas à argumentação e à defesa de pontos de vista que promovem o respeito a si e ao outro e que acolhem a diversidade de indivíduos e grupos sociais; da competência geral 9, relacionada ao exercício da empatia, à promoção dos direitos humanos e à valorização da diversidade existente na sociedade humana; da competência geral 10 e da competência específica 8, relacionadas à ação responsável e respeitosa, baseada em princípios éticos e inclusivos.

A seção Entre contextos das páginas 142 e 143, que aborta a temática Testes genéticos, discorre sobre algumas das aplicações dos testes genéticos na área da saúde, na prevenção de doenças, como alguns tipos de cânceres hereditários, na determinação de tratamentos adequados a algumas doenças e/ou condições e na escolha de medicamentos. Em relação a esta última, aproveita-se a oportunidade para fazer um alerta sobre a importância de não praticar a automedicação. Nesse sentido, os assuntos apresentados perpassam o tema contemporâneo transversal Saúde. Na atividade 3 da seção, é requerido que os estudantes pesquisem depoimentos de mulheres que passaram pela mastectomia e que eles organizem uma apresentação de slides a partir dos resultados encontrados, destacando a importância de se realizar o diagnóstico precoce do câncer de mama. Essa atividade, portanto, oportuniza o trabalho com a competência geral 4, ao sugerir o uso da linguagem verbal em uma apresentação de slides para partilhar informações.

A seção O assunto é..., nas páginas 144 e 145, destaca a similaridade genética existente entre os seres humanos, ressaltando o fato de não existirem bases científicas para a determinação de raças humanas. Na atividade 3 da seção, solicita-se que os estudantes produzam um vídeo de conscientização sobre a importância de se valorizar e de se respeitar a diversidade humana. Nesse sentido, a atividade contribui com o desenvolvimento da competência geral 5, ao sugerir o uso de tecnologias digitais de forma ética para a disseminação de informações; da competência geral 9, ao promover o exercício da empatia e o acolhimento da diversidade de indivíduos e de grupos sociais existentes; e da competência geral 10 e da competência específica 8, ao possibilitar uma ação coletiva e responsável com base em princípios éticos, democráticos e inclusivos diante de uma situação que busca promover a valorização e o respeito à diversidade humana.

UNIDADE 5 • Evolução

Objetivos

• Conhecer diferentes hipóteses sobre a origem dos seres vivos e sobre a origem da vida na Terra.

• Compreender que a diversidade de seres vivos está associada à evolução.

• Reconhecer a importância histórica da teoria evolutiva de Lamarck.

• Compreender a teoria da seleção natural proposta por Darwin e Wallace.

• Reconhecer as diferenças entre as teorias evolutivas de Lamarck e de Darwin.

• Identificar diferentes evidências da evolução dos seres vivos.

• Compreender como novas espécies podem surgir.

• Reconhecer aspectos evolutivos do ser humano.

• Identificar características compartilhadas entre humanos e outros primatas.

• Analisar características das diferentes espécies de hominínios.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI10 e EF09CI11

Em um primeiro momento, a Unidade aborda explicações para a origem dos seres vivos, evidenciando como ocorreu a suplantação da geração espontânea pela biogênese. Na sequência, são apresentadas diferentes hipóteses para a origem dos primeiros seres vivos no planeta Terra. A apresentação desses assuntos visa estimular a curiosidade dos estudantes sobre a origem da biodiversidade, que é apresentada em seguida, juntamente ao evolucionismo.

Assim, em um segundo momento, direciona-se o estudo para a evolução dos seres vivos, iniciando por um breve histórico da consolidação do pensamento evolutivo na comunidade científica. Nesse contexto, espera-se que os estudantes compreendam as principais contribuições de Lamarck, de Darwin e de Wallace,

reconhecendo sua importância. Também se espera que sejam capazes de explicar a diversidade de espécies atualmente existente a partir da atuação da seleção natural. O estudo é continuado pela apresentação de evidências que sustentam a evolução, de modo que os estudantes possam identificar os fósseis, os estudos genéticos e as homologias como tal.

Em um terceiro momento, apresenta-se o isolamento geográfico como um dos processos que podem conduzir à especiação, de modo que os estudantes possam compreender como diferentes espécies podem surgir. Na sequência, destacam-se aspectos evolutivos dos seres humanos, propiciando a análise de características comuns a nossa espécie e a outros primatas, sobretudo, diferentes hominínios.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade são abordados objetos de conhecimento da unidade temática Vida e evolução do 9o ano, da BNCC. Os assuntos trabalhados na Unidade perpassam a origem e a evolução dos seres vivos. Com relação à origem da vida, no Tema 1 são apresentadas diferentes hipóteses, considerando tanto a origem dos seres vivos quanto a origem da vida na Terra. Sobre a evolução dos seres vivos, no Tema 2 é apresentado um breve histórico do pensamento evolutivo, destacando e contrastando duas teorias evolucionistas de cientistas que muito contribuíram na comunidade científica: a de Lamarck (1744-1829) e a de Darwin (1809-1882) e Wallace (1823-1913). Dessa forma, a Unidade contribui com o desenvolvimento da habilidade EF09CI10 Com relação à teoria proposta similarmente por Darwin e Wallace, a seleção natural, destaca-se sua atuação sobre as variantes de uma mesma espécie em diferentes contextos, processo que contribui com a evolução da diversidade de seres vivos. Nesse sentido, outra habilidade que pode ser desenvolvida durante o estudo da Unidade é a EF09CI11. Para complementar a abordagem do evolucionismo, são discutidas evidências que embasam a evolução dos seres vivos, como os fósseis, a homologia e os estudos genéticos. A Unidade é finalizada apresentando alguns aspectos evolutivos dos seres humanos, no Tema 3.

Essas habilidades podem ser mobilizadas em algumas atividades da Unidade. Por exemplo, a atividade 3 da página 167 e a atividade 5 da página 168 contribuem com o desenvolvimento da habilidade EF09CI10, uma vez que requerem que os estudantes estabeleçam uma comparação entre as teorias propostas por Lamarck e por Darwin para a evolução dos seres vivos. Já a atividade 2 da página 167 e a atividade 6 da página 168 contribuem com o desenvolvimento da habilidade EF09CI11, pois solicitam que os estudantes discutam a evolução e a diversidade de espécies com base na seleção natural. No caso, as atividades requerem que seja elaborada uma explicação, respectivamente, para a existência de dois tipos de pelagens em ratos de uma espécie encontrados em diferentes ambientes da América do Norte (situação real) e para o estabelecimento da resistência à falta de água em uma população (situação hipotética).

Alguns assuntos trabalhados na Unidade contribuem com o desenvolvimento de competências gerais e específicas das Ciências da Natureza da BNCC. Por exemplo, ao apresentar os procedimentos que levam à construção dos conhecimentos científicos, no caso, as investigações científicas, destacando características de suas principais etapas (páginas 149 e 150), é possível desenvolver a competência específica 2, que diz respeito à compreensão das estruturas explicativas das Ciências da Natureza e ao domínio de processos, práticas e procedimentos da investigação científica. Além dela, é possível desenvolver a competência geral 1 durante o trabalho das proposições científicas sobre a origem dos seres vivos (páginas 151 a 154) e do breve histórico do pensamento evolutivo (página 158), pois são apresentados conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico de modo a compreender a realidade. Esses assuntos também permitem o trabalho com a competência específica 1, pois destacam a Ciência como empreendimento humano e os conhecimentos científicos como provisórios, em constante construção. Outra possibilidade é o trabalho com a competência geral 3, ao serem apresentados os mitos como constituintes das manifestações culturais de determinado povo, citando como exemplo o mito de origem dos Karajá (página 148), povo indígena que habita parte da região Centro-Oeste e parte da região Norte do Brasil. Esse assunto também oportuniza o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

O trabalho com competências também é oportunizado em algumas atividades da Unidade. A competência geral 1 pode ser desenvolvida na atividade 4 da página 179, pois requer que os estudantes valorizem os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo, reconhecendo a importância dos museus para a sociedade. A competência geral 2 pode ser trabalhada na atividade 3 da página 155, uma vez que requer que os estudantes elaborem uma hipótese para explicar o surgimento de ratos em meio a uma pilha de camisas sujas e grãos de trigo, recorrendo, dessa forma, à abordagem própria das Ciências.

A seção Entre contextos aborda uma temática relativa às questões ambientais que preocupam a sociedade atualmente: o desenvolvimento de resistência por pragas agrícolas a inseticidas. Nesse sentido, ao apresentar as relações que se estabelecem entre mundo natural e tecnológico, é possível trabalhar a competência específica 3. Essa relação é abordada por meio da apresentação de um texto científico que explica o desenvolvimento da resistência a partir da seleção natural, fato que contribui com o desenvolvimento da habilidade EF09CI11. Essa habilidade também pode ser mobilizada na atividade 1 da seção, pois requer que os estudantes expliquem a relação entre o uso de inseticidas e o desenvolvimento de resistência a eles, o que possibilita a discussão da evolução dos seres vivos com base na seleção de variantes de uma mesma espécie. A habilidade EF09CI10 também pode ser desenvolvida durante o trabalho da seção, especialmente na realização da atividade 2, pois requer que os estudantes associem a explicação para a resistência aos inseticidas presente no texto a uma das teorias evolutivas (de Lamarck ou de Darwin). A atividade 3 da seção permite o desenvolvimento da competência específica 4 , pois solicita que os estudantes avaliem as implicações ambientais do uso de inseticidas, além do desenvolvimento da resistência a eles por pragas agrícolas. Essa avaliação deve ser feita em grupos, o que oportuniza o exercício do diálogo, da empatia, do respeito e da colaboração, habilidades socioemocionais presentes na competência geral 9, que também pode ser desenvolvida. Os resultados obtidos pelo grupo durante sua avaliação precisam ser apresentados utilizando mídias digitais, o que contribui com a abordagem da competência geral 5 e da competência específica 6, já que tecnologias digitais de informação e comunicação serão utilizadas para o compartilhamento de resultados de uma pesquisa na área das Ciências da Natureza.

A seção Integrando com Geografia propõe uma integração com esse componente curricular de Geografia ao apresentar a (re)descoberta dos celacantos a partir da atividade pesqueira praticada na África do Sul e ao requerer, na atividade 2 da seção, que os estudantes façam uma análise das zonas costeiras brasileiras, considerando, sobretudo, aspectos econômicos. O assunto da seção contribui com o desenvolvimento da competência específica 1 , ao evidenciar a Ciência como empreendimento humano e os conhecimentos científicos como provisórios. A atividade 4 também oportuniza o desenvolvimento de competências, no caso, a competência geral 3 , ao envolver os estudantes na produção de um curta-metragem sobre o assunto estudado, e a competência geral 4 , pois, para a produção do curta-metragem, os estudantes irão utilizar diferentes linguagens (verbal, visual, sonora e digital) para se expressarem e partilharem informações.

A seção O assunto é... destaca aspectos relativos ao desenvolvimento de resistência bacteriana a antibióticos, como os impactos que provoca na saúde individual e pública. Assim, a seção oportuniza o trabalho com o tema contemporâneo transversal Saúde e contribui com o desenvolvimento da competência geral 8 e da competência específica 7, relacionadas ao cuidado com a saúde física; também contribui com o desenvolvimento da competência específica 4, relacionada à avaliação das aplicações sociais da Ciência e de suas tecnologias. Na atividade 2 da seção, os estudantes precisam realizar uma entrevista com pessoas da comunidade sobre a venda restrita de antibióticos e, a partir dos resultados obtidos nas entrevistas, produzir um panfleto informativo que evidencie a importância de se utilizarem adequadamente os antibióticos, que deve ser distribuído à comunidade, de modo a conscientizá-la. Dessa forma, a atividade contribui com o desenvolvimento da competência geral 4, relativa ao uso de diferentes formas de linguagem para comunicação; e da competência geral 10 e da competência específica 8, relativas à ação consciente e responsável que recorre aos conhecimentos das Ciências da Natureza a respeito da saúde individual e pública.

UNIDADE 6 • Biodiversidade e sustentabilidade

Objetivos

• Diferenciar ações relacionadas à conservação e à preservação da biodiversidade.

• Justificar a importância das Unidades de Conservação para a proteção da biodiversidade.

• Conhecer diferentes categorias de Unidade de Conservação.

• Explicar a sustentabilidade a partir da harmonia entre as esferas ambiental, social e econômica.

• Reconhecer impactos ambientais ocasionados por atividades humanas.

• Propor ações sustentáveis para mitigar problemas decorrentes da degradação do ambiente.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI12 e EF09CI13

A abordagem da Unidade é iniciada pela problematização de fatores que ameaçam a biodiversidade, sobretudo relativos a atividades humanas. Nesse contexto, faz-se um alerta à responsabilidade cidadã de proteger a biodiversidade. Nesse momento, espera-se que os estudantes reconheçam a importância de protegê-la, a partir de ações voltadas à sua conservação e preservação, entre elas, o respeito à legislação que delimita as diferentes categorias de Unidades de Conservação.

Na sequência, a Unidade aborda a sustentabilidade como fator importante à temática discutida até o momento, considerando as esferas ambiental, social e econômica. São apresentados exemplos de ações sustentáveis desenvolvidas em diferentes localidades brasileiras relacionadas à água, ao solo, ao ar, aos resíduos e aos alimentos. Espera-se, então, que os estudantes analisem essas ações e proponham outras, de objetivos similares, para adotarem em seu cotidiano, atuando de forma responsável.

BNCC na Unidade

Nessa Unidade são abordados objetos de conhecimento sugeridos na unidade temática Vida e evolução do 9o ano da BNCC. Destacam-se questões relacionadas à proteção da biodiversidade existente em nosso planeta, correlacionando-as a ações sustentáveis que podem ser adotadas de forma individual, coletiva e governamental para minimizar problemas ambientais que ameaçam o equilíbrio dos ecossistemas, o que permite o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação ambiental

No Tema 1 são apresentados os conceitos de conservação e de preservação da biodiversidade e como podem orientar a criação e a delimitação de Unidades de Conservação (UC), suas diferentes categorias e atividades que podem ser desenvolvidas nelas, além de sua importância, contribuindo com o desenvolvimento da habilidade EF09CI12. Há uma sugestão de atividade que permite uma avaliação em relação a essa habilidade na seção Ampliando da página 188, deste Manual do professor. No Tema 2 trabalha-se o conceito de sustentabilidade, exemplificando-o por meio de ações desenvolvidas em diferentes cidades brasileiras que visam mitigar problemas ambientais comuns a boa parte delas. Espera-se que, ao analisá-las, os estudantes sejam capazes de propor ações de objetivos similares, atendendo à habilidade EF09CI13.

Essas habilidades podem ser mobilizadas em algumas atividades da Unidade. Por exemplo, as atividades 2 e 3 da página 192 e a atividade 6 da página 205 contribuem com o desenvolvimento da habilidade EF09CI12, ao requerer que os estudantes justifiquem a importância das Unidades de Conservação (no caso, uma Área de Proteção Ambiental, um Monumento Natural e sua importância geral, respectivamente) quanto à proteção da biodiversidade. Já a atividade 3 das páginas 204 e 205 possibilita o trabalho com a habilidade EF09CI13, uma vez que solicita que os estudantes proponham ações para minimizar problemas ambientais comuns em centros urbanos, como a poluição atmosférica, o despejo de esgoto a céu aberto, o descarte inadequado de resíduos sólidos e o desperdício de alimentos.

Alguns assuntos trabalhados na Unidade oportunizam o desenvolvimento de competências gerais e específicas das Ciências da Natureza da BNCC. Por exemplo, ao sugerir, no #FICA A DICA da página 191, o acesso a um espaço virtual que traz vídeos sobre diferentes Unidades de Conservação brasileiras, é possível desenvolver a competência geral 5 e a competência específica 6, uma vez que tecnologias digitais de informação e comunicação poderão ser utilizadas de forma significativa para a produção de conhecimentos.

Ao apresentar exemplos de ações sustentáveis que podem ser adotadas na comunidade (páginas 196 a 201), é possível incentivar a adoção de atitudes coletivas responsáveis embasadas tanto em princípios inclusivos e sustentáveis quanto nos conhecimentos de Ciências da Natureza, desenvolvendo a competência geral 10 e a competência específica 8. Essas páginas também contribuem para o trabalho com a habilidade EF09CI13

O trabalho com competências também é oportunizado em algumas atividades da Unidade. A competência geral 4 pode ser desenvolvida na atividade 5 da página 192, ao envolver os estudantes no uso de diferentes linguagens para a confecção da cartazes informativos sobre animais ameaçados de extinção no Brasil. A competência específica 3 pode ser desenvolvida na atividade 4 da página 205, pois requer que os estudantes estabeleçam uma relação entre a possibilidade de surgimento de zoonoses e a adoção de ações sustentáveis, isto é, entre o mundo natural e o social.

A seção Pense bem aborda diversas ações sustentáveis que podem ser adotadas individualmente no cotidiano. Parte delas diz respeito ao consumo de recursos naturais, de alimentos e objetos. Nesse sentido, a seção trabalha o tema contemporâneo transversal Educação para o consumo. Na atividade 1, é possível desenvolver a competência geral 7, uma vez que os estudantes precisam elaborar argumentos para defender suas opiniões com relação à importância das ações descritas na seção, o que incentiva sua consciência socioambiental. Nas atividades 2 e 3 dessa seção, é possível desenvolver a habilidade EF09CI13, pois os estudantes são incentivados a propor ações sustentáveis que podem ser adotadas por um grupo (seus colegas, a comunidade escolar, pessoas com quem vivem etc.), além de planejarem formas de incluir algumas dessas ações em seu dia a dia. Ao envolvê-los com tais ações, estimula-se a adoção de atitudes autônomas responsáveis, baseadas em princípios éticos, sendo possível desenvolver a competência geral 10 e a competência específica 8

A seção Integrando com Geografia propõe uma integração com o componente curricular de Geografia ao apresentar a importância dos corredores ecológicos e requerer, na atividade 4 da seção, que os estudantes elaborem um mapa de seu estado, identificando os principais corredores e Unidades de Conservação nele presentes. O assunto da seção contribui para o desenvolvimento da habilidade EF09CI12, ao evidenciar a importância de proteger essas áreas e, consequentemente, da biodiversidade. A proposta indicada neste Manual do professor para o trabalho com a seção permite desenvolver a competência geral 9, ao propor o compartilhamento de dúvidas mantendo um clima de respeito ao próximo.

A seção O assunto é... apresenta dados que relacionam atividades humanas (despejo de esgoto sem tratamento no ambiente, desmatamento e descarte indevido de resíduos sólidos) e as principais causas que ameaçam a existência de diferentes espécies animais e vegetais no Brasil. Na atividade 4 da seção, os estudantes precisam elaborar argumentos para justificar seus entendimentos com relação à importância de manter áreas livres da exploração humana para a manutenção da biodiversidade. Dessa forma, a atividade contribui com o desenvolvimento da competência geral 7 e da competência específica 5. Além delas, é possível desenvolver a competência geral 9, relativa ao diálogo e à cooperação, uma vez que se propõe que a atividade seja resolvida em grupos.

UNIDADE 7 • Estrutura do Universo

Objetivos

• Compreender os conhecimentos científicos como provisórios e históricos a partir da contribuição de diferentes estudiosos do campo da Astronomia.

• Diferenciar o modelo geocêntrico do modelo heliocêntrico do Sistema Solar.

• Reconhecer a relação existente entre o desenvolvimento científico e o desenvolvimento tecnológico a partir da evolução dos telescópios.

• Caracterizar os corpos celestes que fazem parte do Sistema Solar.

• Descrever a composição de planetas rochosos e de planetas gasosos do Sistema Solar.

• Compreender o ciclo evolutivo do Sol.

• Explicar a localização do Sistema Solar na Via Láctea e no Universo observável.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI14 e EF09CI17

Em um primeiro momento, a Unidade apresenta uma breve contextualização a respeito do estudo da Astronomia ao longo dos anos, destacando as contribuições de diferentes estudiosos para a proposição dos modelos cosmológicos geocêntrico e heliocêntrico. Espera-se, então, que os estudantes sejam capazes de compreender a provisoriedade dos conhecimentos científicos, cujo desenvolvimento está atrelado a um contexto histórico. Também se apresenta a importância dos telescópios para o estudo da Astronomia a partir de algumas descobertas possibilitadas por esses instrumentos de observação, sejam eles terrestres ou espaciais. Nesse caso, objetiva-se que os estudantes reconheçam que o desenvolvimento da Ciência se relaciona ao desenvolvimento tecnológico e vice-versa.

Em um segundo momento, a Unidade aborda os componentes do Sistema Solar, com destaque para os planetas nele existentes, de modo que os estudantes possam caracterizá-los. Com relação ao Sol, apresenta-se seu ciclo evolutivo, discorrendo sobre as consequências que podem ser provocadas à Terra nesse processo. Por fim, explica-se o endereço cósmico de nosso planeta, isto é, a localização da Terra no Universo observável, evidenciando sua vastidão.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade são abordados objetos de conhecimento da unidade temática Terra e Universo do 9o ano da BNCC. Ao longo do Tema 1 é apresentado um pequeno histórico da Astronomia, destacando a contribuição de diversos pensadores e cientistas, e, também, como o uso de novos instrumentos permitiu solidificar a visão heliocêntrica do Sistema Solar. Uma vez que o modelo heliocêntrico esteja bem fundamentado, serão apresentadas, no Tema 2, páginas 220 a 231, as características dos diferentes corpos celestes que compõem o Sistema Solar, com destaque para os planetas e o Sol, e a localização desse sistema na galáxia e no Universo, o que possibilita o desenvolvimento da habilidade EF09CI14. Ao serem apresentadas as características do Sol, nas páginas 228 e 229, destaca-se seu ciclo evolutivo, bem como os possíveis efeitos que serão provocados em nosso planeta ao longo desse processo, contribuindo com o desenvolvimento da habilidade EF09CI17

Essas habilidades podem ser mobilizadas em algumas atividades da Unidade. Por exemplo, as atividades 1 e 2 da página 232 contribuem com o desenvolvimento da habilidade EF09CI14 , ao solicitar que os estudantes, respectivamente, descrevam alguns corpos celestes que fazem parte do Sistema Solar e que associem características dos planetas que o compõem. A atividade 4 da página 233 complementa a abordagem dessa habilidade, ao requerer que os estudantes esquematizem a localização da Via Láctea no Universo. Já a atividade 3 da página 233 permite a mobilização da habilidade EF09CI17, pois requer que os estudantes expliquem as consequências que poderão ser provocadas ao planeta Terra durante o ciclo evolutivo do Sol.

Alguns assuntos trabalhados na Unidade oportunizam o desenvolvimento de competências gerais e específicas das Ciências da Natureza da BNCC. Por exemplo, no Tema 1, a apresentação das contribuições de diferentes estudiosos e pesquisadores para o campo da Astronomia, sobretudo com relação à proposição de modelos cosmológicos, evidencia que a Ciência é um empreendimento humano e que os conhecimentos científicos são provisórios, conforme a competência específica 1, além de possibilitar a valorização de conhecimentos historicamente construídos, conforme a competência geral 1. Ao relacionar conhecimentos de Astronomia com a cultura de um povo, valoriza-se a diversidade cultural, conforme a competência geral 3

O trabalho com competências também é oportunizado em algumas atividades da Unidade. Pelos mesmos motivos expressos anteriormente, a competência específica 1 pode ser desenvolvida na atividade 3 da página 216, ao requerer que os estudantes pesquisem os motivos pelos quais o modelo heliocêntrico não foi aceito na época em que foi proposto, e na atividade 2 da página 216 e na atividade 7 da página 217, ao permitir o reconhecimento da Ciência como empreendimento humano. Além disso, essa última atividade também oportuniza o desenvolvimento da competência específica 3, ao requerer que os estudantes estabeleçam uma relação entre a Ciência, a Tecnologia e a sociedade, partindo do contexto da obtenção da imagem de um buraco negro. Dessa forma, também se trabalha o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia. A atividade 4 da página 233 oportuniza o desenvolvimento da competência geral 4, relativa ao uso de diferentes formas de linguagem, pois os estudantes precisam montar no caderno um esquema que represente a localização da Via Láctea no Universo.

A seção Entre contextos aborda uma breve evolução dos telescópios, instrumentos de observação utilizados no campo da Astronomia. Apresentam-se os primeiros telescópios terrestres e, então, os mais recentes telescópios espaciais, destacando a importância de cada um deles para construção dos conhecimentos científicos ao longo do tempo. Ao evidenciar as relações que se estabelecem entre o desenvolvimento científico e o desenvolvimento tecnológico, a temática da seção desenvolve o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, além de oportunizar, pelos mesmos motivos, o desenvolvimento da competência específica 3. Na atividade 1 da seção, os estudantes irão avaliar a importância dos telescópios para a Astronomia e, assim, poderão desenvolver a competência específica 4. Já na atividade 2, os estudantes poderão desenvolver a competência geral 5 e a competência específica 6, pois utilizarão tecnologias digitais de informação e comunicação para pesquisar imagens obtidas por telescópios e, a partir delas, elaborar uma apresentação utilizando mídias digitais.

A seção Integrando com Matemática propõe uma integração com esse componente curricular ao apresentar as unidades de medida utilizadas em estudos astronômicos e oportunizar que os estudantes trabalhem com elas nas atividades da seção. Por isso, ao contribuir com o aprimoramento dos conhecimentos que os estudantes possuem com relação à linguagem matemática, a seção oportuniza o desenvolvimento da competência geral 4. Essa competência pode ser trabalhada durante a resolução das atividades 1, 2 e 4. Na atividade 4, ainda, é possível desenvolver a competência geral 2, pois os estudantes deverão construir um modelo representativo da distância dos planetas que compõem o Sistema Solar em escala, incentivando-os a utilizar uma abordagem científica.

A seção O assunto é... apresenta a fusão termonuclear, processo que ocorre naturalmente nas estrelas, como possibilidade para a geração de energia elétrica. Na atividade 2 da seção, os estudantes precisam avaliar vantagens e desvantagens decorrentes dos processos de fusão e de fissão nuclear, o que oportuniza o desenvolvimento da competência específica 4 ao trabalhar com aplicações da Ciência e de suas tecnologias e suas implicações na sociedade. Além dela, podem desenvolver a competência geral 5, pois irão elaborar uma apresentação digital para apresentar suas conclusões.

UNIDADE 8 • Astronomia e sociedade

Objetivos

• Relacionar o conhecimento de povos antigos sobre os corpos celestes à execução de suas atividades cotidianas, como os deslocamentos (navegações), a caça e a agricultura, bem como à constituição de elementos de sua cultura, como os mitos e as lendas.

• Conhecer alguns mitos antigos que explicavam a origem da Terra e dos astros celestes.

• Conhecer a Astrobiologia, entendendo-a como um empreendimento científico multidisciplinar.

• Discutir a importância da Astrobiologia para a sociedade.

• Identificar as características necessárias ao desenvolvimento da vida como a conhecemos.

• Analisar possíveis astros celestes que podem apresentar características favoráveis à vida.

• Conhecer algumas missões espaciais que foram e serão realizadas.

• Analisar a viabilidade da realização de viagens espaciais tripuladas com base em tecnologias, distâncias e estrutura fisiológica dos seres humanos.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos desta Unidade foram estipulados para contribuir com o desenvolvimento e a mobilização das habilidades EF09CI15 e EF09CI16

Para iniciar o estudo desta Unidade, são realizados questionamentos sobre a importância de se investir em pesquisas sobre o Universo e sobre a possibilidade de existência de vida fora da Terra. Em seguida, inicia-se a abordagem das relações entre os povos e os astros, com a discussão sobre formas utilizadas para a marcação do tempo a partir de fenômenos astronômicos cíclicos, como a ocorrência dos solstícios, a repetição da posição de constelações em determinadas épocas do ano e as fases da lua que possibilitaram a construção de calendários, orientando os diversos povos quanto à época mais adequada para plantio e colheitas, bem como para a caça. O reconhecimento do céu e a observação dos astros também contribuíram para a orientação espacial na navegação marítima, impulsionando a época das grandes navegações, importante para o desenvolvimento da sociedade mundial. A abordagem de mitos e lendas possibilita conhecer um pouco dos modos de vida de diversos povos e o respeito às culturas locais.

Conhecer novas áreas de pesquisa e atuação, como a Astrobiologia, possibilita que os estudantes tenham mais subsídios para a construção de seu projeto de vida, abrindo seu leque de opções em relação ao mundo do trabalho e compreendendo como esse ramo científico pode interferir no desenvolvimento da sociedade.

Por fim, conhecer as características necessárias para a existência de vida permite a compreensão de aspectos importantes da pesquisa por outros astros celestes que possam apresentar condições de existência e desenvolvimento de vida, bem como nos ajuda na conscientização sobre a importância de se conservar a vida na Terra e nos estimula a buscar ações que permitam isso. As missões e as pesquisas espaciais, além de ampliarem a compreensão da vida humana no Cosmos, contribuem para o desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para uso cotidiano na Terra.

BNCC na Unidade

Nesta Unidade são abordados objetos de conhecimento sugeridos na unidade temática Terra e Universo do 9o ano da BNCC.

Durante o trabalho com a abertura da Unidade, ao propor que os estudantes reflitam sobre as condições necessárias à existência de vida, inicia-se o desenvolvimento da habilidade EF09CI16. Na atividade 1, os estudantes poderão desenvolver a competência geral 2, pois eles serão convidados a refletir e elaborar hipóteses sobre as condições necessárias para o desenvolvimento da vida e a possibilidade de sua existência em outros locais, fora da Terra, e a competência geral 9, ao dialogar com respeito às diversas opiniões existentes na sala de aula. Na atividade 2, eles são incentivados a analisar, refletir e discutir sobre as implicações políticas, sociais e econômicas da destinação de verbas para pesquisas e desenvolvimento de projetos de exploração do Universo, contribuindo para o desenvolvimento da competência específica 4.

O Tema 1 possibilita a abordagem e a discussão da relação entre os seres humanos e os astros e o entendimento de como estes auxiliavam as pessoas em atividades cotidianas, como a marcação do tempo, a agricultura, a caça e os deslocamentos. Com isso, ao vincular o conhecimento científico às práticas culturais e sociais, contribui-se para o desenvolvimento da competência geral 1 e da competência específica 1. Mitos e lendas também são apresentados e vinculados às culturas de épocas e locais, possibilitando a aprendizagem e o respeito a diversas culturas, contribuindo com a abordagem da habilidade EF09CI15 e do tema contemporâneo transversal Diversidade cultural. O início do tema apresenta obras de arte para despertar a curiosidade dos estudantes a respeito do estudo do Universo, valorizando as manifestações artísticas e culturais, expressas por meio das obras apresentadas, contemplando, assim, o que é expresso na competência geral 3

Ainda no Tema 1, nas páginas 244 e 245, o estudo dos mitos e a construção cultural de explicações para fenômenos astronômicos oportunizam o desenvolvimento da competência geral 1, relativa à compreensão da diversidade de saberes construídos sobre o mundo, e a competência geral 3, relacionada à valorização

das manifestações culturais de diferentes povos. O assunto dessas páginas, ao relacionar o eclipse do Sol com a luta entre a serpente Apep e o deus do Sol, Rá, apresenta uma explicação mitológica para o fenômeno do eclipse solar, contemplando a habilidade EF09CI15. Essa habilidade também é contemplada com a apresentação da lenda de Nhamandu, dos povos indígenas brasileiros, que explica a origem da Terra, do Sol e da Lua. Ao apresentar essa lenda, pode-se trabalhar o tema contemporâneo transversal Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras.

As atividades 1 e 2 da página 246 requerem que os estudantes relacionem as diferentes leituras do céu e explicações sobre a origem da Terra, do Sol ou do Sistema Solar às necessidades de culturas distintas (agricultura, caça, mitologia, orientação espacial e temporal etc.), possibilitando a mobilização da habilidade EF09CI15. Além disso, a atividade 2 estimula a criatividade dos estudantes, pois eles devem criar uma lenda a partir de conhecimentos sobre fenômenos que ocorrem no Universo (no caso, a sucessão dos dias e das noites, demarcada pelo movimento aparente do Sol ao longo de um dia), contemplando o desenvolvimento das competências gerais 1 e 4

Durante a realização da atividade 3 da página 247, os estudantes colocarão em prática procedimentos científicos ao levantar hipóteses, pesquisando e discutindo os resultados encontrados, para chegar a uma conclusão sobre como é marcada a passagem de tempo no monumento megalítico Newgrange, desenvolvendo, assim, a competência geral 2. A atividade 5 da mesma página aborda a habilidade EF09CI15, pois os estudantes devem argumentar e se posicionar sobre a importância dos conhecimentos de Astronomia tanto para as sociedades antigas (de forma prática e utilitária) quanto para a nossa sociedade atual.

A seção Integrando com Arte propõe uma integração com esse componente curricular, ao destacar aspectos relativos ao cinema e, especificamente, ao gênero ficção científica. Além disso, ao abordar a correlação de conceitos e fenômenos científicos a filmes vinculados a esse gênero, a seção contribui para o desenvolvimento de discussões e da valorização da relação entre Arte e Ciência, possibilitando o desenvolvimento da competência geral 3

No Tema 2, a Unidade utiliza a Astrobiologia para introduzir a exploração do Universo pelo ser humano, identificando suas possíveis zonas habitáveis e as principais limitações das viagens espaciais, permitindo o desenvolvimento da habilidade EF09CI16. Ao mostrar a importância do pensamento científico não somente para quem deseja se tornar um cientista no futuro, mas também para o desenvolvimento do espírito crítico e investigativo, importante em debates de questões científicas, tecnológicas e do mundo do trabalho, colabora-se para uma sociedade justa, democrática e inclusiva. Dessa forma, essa abordagem contribui para o desenvolvimento da competência específica 2.

A entrevista com o Dr. Ivan Lima, nas páginas 251 e 252, possibilita o entendimento da área de atuação de um astrobiólogo, contemplando o tema contemporâneo transversal Trabalho e o desenvolvimento da competência geral 6, que, em associação com o estudo das viagens espaciais, dos trajes e do equipamento necessário para isso, possibilita a abordagem do tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia de forma crítica e reflexiva.

O esquema apresentado na página 254 possibilita que os estudantes estabeleçam relações entre as características dos planetas e suas posições relativas à estrela em torno da qual orbitam, além de identificarem a possibilidade de os astros estarem em uma zona habitável. Com isso, estimula-se a curiosidade intelectual, a elaboração de hipóteses e a análise de características e propriedades que contemplam a habilidade EF09CI16, a competência geral 2 e a competência específica 3

A seção Entre contextos desta Unidade apresenta aspectos relativos a pesquisas que buscam evidências da existência de vida fora da Terra. A atividade 2 da seção pode contribuir para o desenvolvimento da competência geral 2, ao solicitar que os estudantes elaborem uma hipótese sobre o tipo de vida que se esperaria encontrar no Sistema Solar, fora do planeta Terra. A elaboração de hipóteses, no caso, oportuniza o envolvimento com a abordagem científica. Além dela, pode-se desenvolver a competência específica 5 e a competência geral 7, relativas à argumentação, pois os estudantes deverão sustentar sua hipótese com base em dados fundamentados.

As atividades das páginas 260 e 261 estão relacionadas à Astrobiologia e requerem que os estudantes selecionem argumentos sobre a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, com base nas condições necessárias à vida, nas características dos planetas, nas distâncias e nos tempos envolvidos em viagens interplanetárias e interestelares, conforme a habilidade EF09CI16. Na atividade 4, ao se recorrer aos conhecimentos das Ciências da Natureza para a tomada de decisões quanto à exploração espacial a partir de informações confiáveis, do senso crítico e da consciência socioambiental, possibilitam-se discussões que contribuem para o desenvolvimento da competência geral 7 e da competência específica 5. A mesma atividade, ao solicitar que os estudantes formem grupos e elaborem uma tirinha, uma música ou um poema para mostrar o contraste entre as opiniões relativas aos investimentos na exploração espacial, contempla a competência específica 6 e a competência geral 4

A seção O assunto é… traz diversas aplicações de tecnologias espaciais em nosso cotidiano, evidenciando o trabalho com o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia. A partir da análise das informações do infográfico da seção, os estudantes têm condições de compreender conceitos e processos relativos à Ciência que permitem o desenvolvimento de soluções tecnológicas presentes em sua vida cotidiana, desenvolvendo, assim, a competência específica 2. Na atividade 4 da seção, os estudantes precisam produzir um vídeo sobre tecnologias desenvolvidas em missões espaciais que trouxeram aplicações em nosso cotidiano. A produção do vídeo envolve o uso de tecnologias digitais para partilhar informações, sendo uma oportunidade para desenvolverem a competência geral 5 e a competência específica 6

CIÊNCIA EM AÇÃO

Objetivos das atividades propostas

Atividade 1

• Elaborar mapas mentais sobre matéria, ondas sonoras e ondas eletromagnéticas.

• Produzir um manual digital com instruções de como elaborar mapas mentais.

• Produzir um vídeo informativo com instruções de como elaborar mapas mentais.

Atividade 2

• Avaliar impactos ambientais de empresas fictícias com base na análise de dados também fictícios sobre a quantidade de gás oxigênio dissolvido na água em trechos de um rio e sobre o número de espécies identificadas e ameaçadas de extinção em um ambiente florestal.

• Propor ações voltadas à redução dos impactos ambientais mencionados.

• Elaborar um relatório que informe a resolução da situação-problema relativa aos impactos ambientais produzidos pelas empresas fictícias mencionadas.

Atividade 3

• Conhecer aplicações de derivações de tecnologias espaciais no cotidiano.

• Levantar e analisar dados sobre a frequência de uso dessas tecnologias na comunidade.

Justificativa dos objetivos

Os objetivos da seção Ciência em ação foram estipulados para ampliar as possibilidades de aprendizado dos estudantes sobre os conteúdos estudados ao longo deste Volume.

As atividades que compõem essa seção oportunizam o desenvolvimento de mapas mentais, a elaboração de um manual digital, a produção de um vídeo informativo, a redação de um relatório e a realização de uma pesquisa de campo, que envolve a coleta e o registro de informações, a análise e a apresentação de dados. LXXVIII

BNCC na Ciência em ação

Esta seção é constituída por três atividades, cada qual relacionada a uma das unidades temáticas da BNCC.

A Atividade 1 – Mapa mental aborda objetos de conhecimento relativos à unidade temática Matéria e energia do 9o ano da BNCC, trabalhados ao longo das Unidades 1, 2 e 3 deste Volume.

Nessa atividade, os estudantes irão elaborar mapas mentais sobre os seguintes conceitos: matéria, ondas sonoras e ondas eletromagnéticas. Também irão produzir um manual digital com instruções sobre como elaborar mapas mentais, apresentando aqueles que construíram como exemplos. O manual digital deve contar com um detalhamento das instruções fornecidas em um formato audiovisual. Para tanto, é preciso produzir um vídeo informativo. Ao realizar a atividade, os estudantes poderão desenvolver a competência geral 4, pois irão utilizar diferentes linguagens (oral e visual), além da linguagem científica, para a confecção dos mapas mentais e do manual digital. Também poderão desenvolver a competência geral 5, uma vez que a produção de um vídeo requer o uso de tecnologias digitais.

Já a Atividade 2 – Análise ambiental aborda objetivos de conhecimento relacionados à unidade temática Vida e evolução do 9o ano da BNCC, explorados ao longo das Unidades 4, 5 e 6.

Nessa atividade, os estudantes avaliarão os impactos ambientais de empresas fictícias. A avaliação será feita com base na análise de dados também fictícios sobre a quantidade de gás oxigênio dissolvido na água ao longo de trechos de um rio próximo ao local onde as empresas estão em operação e sobre o número de espécies identificadas e de espécies ameaçadas de extinção na região. Nesse sentido, ao exercerem o pensamento científico, trabalhando com investigação e análise de dados, poderão desenvolver a competência geral 2

Após a avaliação inicial, os estudantes precisarão inferir a qual das empresas se relaciona cada um dos impactos apresentados na situação-problema investigada. Para tanto, deverão elaborar argumentos a partir dos dados analisados, o que permite o desenvolvimento da competência geral 7 e da competência específica 5

Ainda nessa atividade, os estudantes precisarão elaborar um relatório que descreva a resolução da atividade. Nesse relatório, eles deverão propor soluções para mitigar os impactos ambientais mencionados, o que oportuniza a mobilização da habilidade EF09CI13, além de envolvê-los com o tema contemporâneo transversal Educação ambiental. Além disso, pode-se desenvolver a competência específica 3, uma vez que terão analisado processos relativos ao mundo natural e ao mundo social, de modo a buscar soluções com base em seus conhecimentos sobre Ciências da Natureza. Por fim, também desenvolverão a competência geral 10 e a competência específica 8, relativas à ação social responsável embasada em princípios sustentáveis.

Por fim, a Atividade 3 – Tecnologia ao nosso redor trabalha objetos de conhecimento referentes à unidade temática Terra e universo do 9o ano da BNCC, presentes nas Unidades 7 e 8.

Nessa atividade, os estudantes realizarão uma pesquisa de campo para analisar a frequência do uso de derivações de tecnologias espaciais no cotidiano da comunidade a que pertencem, o que permite o trabalho com o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia. Para isso, é preciso que selecionem quais tecnologias serão consideradas na atividade e que delineiem a forma como realizarão a coleta dos dados. Desse modo, ao recorrerem à abordagem própria das ciências para investigar fenômenos, participando ativamente de procedimentos desenvolvidos em investigações científicas, como a coleta e a análise de dados, poderão desenvolver a competência geral 2 e a competência específica 2. Além disso, ao utilizarem a linguagem científica, poderão desenvolver a competência geral 4

Como os estudantes farão uma análise de aplicações tecnológicas no cotidiano, é possível que, nessa atividade, também desenvolvam a competência específica 3, que diz respeito à análise de processos relativos ao mundo tecnológico e ao mundo social, bem como às relações que se estabelecem entre eles, e a competência específica 4, que diz respeito à avaliação das implicações sociais da Ciência e de suas tecnologias.

Por fim, a realização das três atividades descritas oportuniza o exercício da empatia, do diálogo, da cooperação e do respeito ao outro, contribuindo para o desenvolvimento da competência geral 9

ORIENTAÇÕES PÁGINA A PÁGINA

DO LIVRO DO ESTUDANTE

A partir deste momento, são apresentadas as páginas do Livro do estudante em formato reduzido. Nas laterais e na parte inferior destas páginas, estão as orientações sobre os conteúdos abordados.

COMPONENTE CURRICULAR: CIÊNCIAS

LEANDRO PEREIRA DE GODOY (Leandro Godoy)

Mestre em Microbiologia pela Universidade Estadual de Londrina (UEL-PR).

Bacharel e licenciado em Ciências Biológicas pela UEL-PR.

Atuou como professor na rede particular de Ensino Superior. Ministrou aulas na rede estadual de ensino do Paraná para o Ensino Fundamental - Anos Finais, Ensino Médio e Ensino Técnico.

Realiza palestras, cursos e assessorias para professores em escolas públicas e particulares. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

WOLNEY CANDIDO DE MELO (Wolney Melo)

Doutor em Educação, Mestre em Ciências e Licenciado em Física pela Universidade de São Paulo (USP-SP).

Licenciado em Pedagogia pela Universidade Bandeirante de São Paulo (Uniban-SP).

Ministrou aulas em cursos pré-vestibulares e na rede particular de ensino de São Paulo. Realiza palestras e cursos para estudantes e professores, além de assessorias para escolas e secretarias de educação. Autor de livros didáticos para o Ensino Fundamental e o Ensino Médio.

Imagens de capa

Copyright © Leandro Pereira de Godoy, Wolney Candido de Melo, 2022.

Direção-geral Ricardo Tavares de Oliveira

Direção de Conteúdo e Negócios Cayube Galas

Direção editorial adjunta Luiz Tonolli

Gerência editorial Roberto Henrique Lopes da Silva

Edição João Paulo Bortoluci (coord.)

Aline Tiemi Matsumura, Flávia Milão Silva, Paula Signorini, Rafael Braga de Almeida

Preparação e Revisão Maria Clara Paes (coord.)

Ana Lúcia P. Horn, Mariana Padoan

Gerência de produção e arte Ricardo Borges

Design Andréa Dellamagna (coord.), Sergio Cândido

Projeto de capa Andréa Dellamagna

Imagens de capa Chris Rife/500px/Getty Images, Tyler Stableford/Getty Images

Arte e Produção Isabel Cristina Corandin Marques (coord.)

Debora Joia, Eduardo Augusto Ascencio Benetorio, Gabriel Basaglia, Kleber Bellomo Cavalcante, Rodrigo Bastos Marchini

Diagramação VSA Produções

Coordenação de imagens e textos Elaine Bueno

Licenciamento de textos Erica Brambilla, Mylena Santos Pereira

Iconografia Luciana Ribas Vieira, Emerson de Lima (trat. imagens)

Ilustrações Adilson Secco, Alan Carvalho, Alex Silva, Allmaps, Bentinho, Cris Alencar, Daniel Bogni, Eber Evangelista, Editoria de arte, Eduardo Francisco, Estúdio Ampla Arena, Fabio Eugenio, Gabi Vasko, Héctor Gómez, Ivan Coutinho, Lápis 13B, Leo Teixeira, Lucas Farauj, Luis Moura, Luiz Rubio, Maal Ilustra, Marcel Borges, Marcos Aurélio, Paulo Cesar Pereira, Rafael Herrera, Rafael Maragni, Renan Leema, Rubens Gomes, Selma Caparroz, Sirio Cançado, Sonia Vaz, Tarumã, Tel Coelho/Giz de Cera, Vanessa Novais, Vespúcio Cartografia, Vinícius Fioratti, Wandson Rocha

Fotografia do interior de um observatório astronômico. O desenvolvimento de diferentes tecnologias permitiu ao ser humano explorar oUniverso e o meio em que vive. A Ciência tem papel fundamental no desenvolvimento e na aplicação destas tecnologias.

Fotografia de caverna na geleira Langjökull, na Islândia. Regiões que abrigam seres vivos mesmo em condições ambientais extremas são muito importantes em estudos que investigam a possibilidade de vida em locais similares fora da Terra.

Reprodução proibida: Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados à EDITORA FTD

Rua Rui Barbosa, 156 – Bela Vista – São Paulo – SP CEP 01326-010 – Tel. 0800 772 2300

Caixa Postal 65149 – CEP da Caixa Postal 01390-970 www.ftd.com.br central.relacionamento@ftd.com.br

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

Godoy, Leandro Pereira de Ciências vida & universo : 9º ano : ensino fundamental : anos finais / Leandro Pereira de Godoy, Wolney Candido de Melo. – 1. ed. – São Paulo : FTD, 2022.

Componente curricular: Ciências.

ISBN 978-85-96-03667-2 (aluno)

ISBN 978-85-96-03668-9 (professor)

1. Ciências (Ensino fundamental) I. Melo, Wolney Candido de. II. Título.

22-116591 CDD-372.35 Índices para catálogo sistemático:

1. Ciências : Ensino fundamental 372.35 Cibele Maria Dias - Bibliotecária - CRB-8/9427

Em respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram produzidas com fibras obtidas de árvores de florestas plantadas, com origem certificada.

Impresso no Parque Gráfico da Editora FTD CNPJ 61.186.490/0016-33

Avenida Antonio Bardella, 300

Guarulhos-SP – CEP 07220-020

Tel. (11) 3545-8600 e Fax (11) 2412-5375

APRESENTAÇÃO

Você já percebeu que quando assistimos à televisão ou acessamos a internet, entramos em contato com diversos assuntos sobre saúde, ambiente e novas tecnologias? Informações sobre os seres vivos, o Universo, o funcionamento de aparelhos eletrônicos ou mesmo sobre a previsão do tempo fazem parte de nosso cotidiano, influenciando-o direta ou indiretamente, e estão relacionadas às Ciências da Natureza.

Esta coleção tem o objetivo de despertar sua curiosidade sobre fenômenos que ocorrem em seu cotidiano e no planeta, de maneira que você possa fazer perguntas e se reunir com seus colegas e sua comunidade para levantar hipóteses, investigar problemas e propor soluções para a construção de um mundo dinâmico e sustentável para todos.

Normalmente, damos importância àquilo que conhecemos melhor e cuidamos daquilo que mais amamos. Por isso, querido estudante, esta coleção foi elaborada carinhosamente, para que você venha a conhecer mais a fundo os componentes, os processos e os fenômenos de nosso planeta – um local que precisamos proteger para realmente podermos chamar de lar.

Os autores

CONHEÇA SEU LIVRO

O seu livro está dividido em 8 Unidades, estruturadas da seguinte maneira:

UNIDADE

e pelo vento. Nesse caso, são ondas observáveis. Em outros casos, as ondas não são observadas, mas seus efeitos podem ser percebidos, como o aquecimento da pele pela luz solar ou o som emitido de algum lugar. Nesta Unidade, iniciaremos nosso estudo sobre as ondas, abordando suas propriedades gerais e algumas características comuns aos diferentes tipos de onda, como sua velocidade e propagação no ambiente. Posteriormente, estudaremos as ondas sonoras suas características específicas.

ONDAS E SOM

1 Na fotografia, é possível observar a formação de ondas provocadas pelo movimento do barco. Cite outras situações que poderiam gerar ondas na água como as que você observou na imagem.

Resposta pessoal.

2 Se você colocar um barquinho de papel no centro de uma bacia com água em um dia sem vento algum e jogar uma pequena rocha na água, sem que ela toque no barquinho, o movimento das ondas formadas será capaz de empurrar o barco até a parede da bacia?

Resposta pessoal.

3 Considere o som emitido pelo motor do barco. Ele está se propagando somente pelo ar? Converse com os colegas.

Não. O som pode se propagar em meios materiais, como na água e em objetos sólidos.

Abertura de Unidade

Sempre apresenta uma fotografia, um pequeno texto e atividades para despertar seu interesse sobre os principais assuntos que serão estudados.

Embarcação no rio Cassiporé em Oiapoque (AP), 2018, formando ondas na água.

Os Parques Nacionais são, em geral, áreas de grande beleza natural. Nesses locais, é permitido o desenvolvimento de atividades recreativas, educativas, ambientais e de pesquisas científicas.

O Parque Nacional do Itatiaia é um exemplo de Unidade de Conservação de Proteção Integral. Seu território está distribuído entre os estados de Minas Gerais e Rio de Janeiro. Criado em 1937, é o mais antigo Parque Nacional do Brasil.

Conteúdo

Os assuntos são apresentados com diversos recursos além do texto, como tirinhas, fotografias, obras de arte, mapas, ilustrações, tabelas e gráficos, que auxiliam sua leitura, tornando-a mais prazerosa. Questões presentes ao longo do texto vão proporcionar uma troca de experiências entre você e seus colegas e auxiliar na contextualização dos assuntos apresentados a partir de situações de seu cotidiano.

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Formações rochosas no alto do Parque Nacional do Itatiaia, em Itatiaia (RJ), 2021.

Unidades de Conservação de Uso Sustentável

As Unidades de Conservação de Uso Sustentável buscam conciliar a conservação da natureza com o uso sustentável dos recursos naturais. Nelas é permitida a instalação de moradias, desde que não representem formas de agressão ao ambiente. A expressão uso sustentável refere-se à utilização dos recursos naturais de maneira responsável, sem provocar seu esgotamento e sem prejudicar o ecossistema e os seres vivos. As Florestas Nacionais e as reservas (com exceção da Reserva Biológica) são exemplos de Unidades de Conservação de Uso Sustentável.

As Florestas Nacionais são áreas florestais onde predominam espécies nativas da fauna e da flora. Nelas, os objetivos são o uso sustentável dos recursos naturais e a pesquisa científica, mas é permitida a permanência de populações tradicionais que habitam a área e que já estavam ali antes da criação da unidade. Existe uma grande diversidade de Reservas de Uso Sustentável Elas podem estar voltadas para a extração de recursos (Reserva Extrativista), para a conservação de espécies de fauna nativas (Reservas de Fauna) ou para a conservação de sistemas sustentáveis de exploração de recursos naturais por populações tradicionais (Reserva de Desenvolvimento Sustentável).

A Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá foi a primeira área desse tipo criada no Brasil. Desde 1999, a reserva de Mamirauá faz o manejo sustentável do pirarucu, peixe endêmico da região e de grande importância econômica para as comunidades locais, mas que quase foi extinto por causa da pesca intensiva e sem controle legal. As reservas também podem ser áreas privadas cujo proprietário assumiu o compromisso de conservar a biodiversidade. Nelas é permitida a entrada para fins de pesquisa científica e visitação turística. São as Reservas Particulares de Patrimônio Natural (RPPN).

# endêmico: que só existe em determinada região geográfica.

Floresta Nacional de Três Barras, onde ocorre a conservação por meio do uso sustentável de recursos nativos, como a araucária Araucaria angustifolia). Três Barras (SC), 2018.

FICA A DICA Acesse link disponível em: https://tvbrasil.ebc. com.br/parquesdobrasil, acesso em: 15 maio 2022, e conheça mais sobre biodiversidade dos parques nacionais e outras Unidades de Conservação brasileiras por meio da série de TV Parques do Brasil

Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá, Tefé (AM), 2019.

#FICA A DICA

Apresenta dicas de sites que contêm materiais complementares aos assuntos abordados nas Unidades. Ao acessá-los, você poderá encontrar sugestões para visitas virtuais, leituras de textos complementares, observação de imagens, vídeos, infográficos e interações com simuladores ou jogos.

As ondas são fenômenos comumente presentes em nosso cotidiano. Na imagem é possível perceber a formação de ondas na superfície da água causadas pelo movimento do barco

1. É um empreendimento científico que envolve diferentes disciplinas que visam responder a questões como a origem da vida, seu futuro e se ela existe em outros locais no Universo, além da Terra.

NÃO ESCREVA

ATIVIDADES

1. O que é Astrobiologia?

2. a) Não, pois Marte não se localiza em uma zona habitável e, portanto, até agora, tudo indica que é um planeta sem água no estado líquido.

4. a) O investimento em pesquisas e explorações espaciais que buscam vida, no caso, em Marte; enquanto na Terra as atividades humanas que exploram os recursos estão destruindo a vida. 4. b) Resposta pessoal.

2. Leia a tirinha a seguir e responda às questões.

ADÃO

argumentos seriam a propagação da vida pelo Universo e a curiosidade exploratória do ser humano.

ADÃO. [Acabo de encontrar vida em Marte!!!]. O Mundo Maravilhoso de Adão Iturrusgarai .], 2003.

a) O contexto da tirinha refere-se à descoberta de vida no planeta Marte. Considerando o que você estudou, isso seria possível?

b) Considerando as características da vida na Terra, cite alguns fatores que os cientistas procuram em outros planetas para classificá-los como com potencial para abrigar vida.

3. Ao estudar a zona habitável na galáxia, um estudante fez a seguinte afirmação: “A Terra é o único planeta em que existe vida no Universo por causa de suas condições únicas de temperatura, que permitem a existência de água no estado líquido”. Você concorda com o estudante? Justifique sua resposta.

Resposta pessoal.

4. Analise a charge a seguir e responda às questões. a) O que é representado na charge? b) Essa charge pode ser interpretada como uma crítica à exploração espacial que busca condições favoráveis à vida, considerando que não exploramos o nosso planeta de forma a valorizar e a preservar a vida aqui existente. Você concorda com essa crítica? Por quê?

c) Alguns cientistas apresentam argumentos favoráveis à exploração espacial, independentemente de como vem sendo feita a exploração dos ambientes da Terra. Explique alguns desses argumentos.

d) Elabore uma tirinha, uma música ou um poema que mostre e contraste ambos os entendimentos em relação à exploração espacial. Apresente o material produzido aos seus colegas.

4. d) Resposta pessoal.

GALVÃO, Jean. [Charge Marte e Amazônia]. Folha de S. Paulo São Paulo, 28 jun. 2008.

2. b) Existência de uma estrela estável, de vida longa; ser um planeta rochoso; ter água líquida em sua superfície; ter uma atmosfera semelhante à da Terra.

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Integrando com...

Um mesmo assunto pode ter relação com diversas áreas do conhecimento. Nesta seção, você verá como Ciências pode se integrar com outros componentes curriculares para ampliar seu entendimento sobre determinados assuntos e sua capacidade de desenvolver competências importantes para a sua vida pessoal.

JEAN GALVÃO/FOLHAPRESS

5. b) Problemas na produção de células de defesa do corpo; concentração dos fluidos corporais na parte superior do corpo; problemas de visão; mudanças na pressão sanguínea; alterações na coordenação motora, no equilíbrio e na locomoção; perda de massa e força dos músculos esqueléticos; perda da densidade dos ossos; maior risco de desenvolvimento de cálculos renais; maior suscetibilidade a alergias.

5. Leia um trecho da reportagem a seguir e responda às questões.

Missões de longo prazo no espaço afetam cérebro dos astronautas

Passar longos períodos no espaço não gera apenas atrofia muscular e reduções na densidade óssea nos astronautas, mas também parece ter efeitos duradouros no cérebro.

MISSÕES de longo prazo no espaço afetam cérebro dos astronautas. Diário da saúde .], 14 out. 2021. Disponível em: https://www.diariodasaude.com.br/news.php?article=missoes-longo-prazo-espaco-afetam-cerebroastronautas&id=14978. Acesso em: 18 maio 2022. a) Para você, que fatores, entre os quais você aprendeu, podem estar associados às alterações notadas no corpo dos astronautas? b) Cite algumas outras possíveis consequências para a saúde do ser humano após a permanência no espaço por muito tempo.

6. Gliese 581 é uma estrela que está a 20 anos-luz da Terra. O sistema planetário dessa estrela é constituído de seis planetas: Gliese 581 e, Gliese 581 b, Gliese 581 c, Gliese 581 g, Gliese 581 d e Gliese 581 f, sendo alguns considerados habitáveis. A seguir, há um esquema da zona habitável no sistema planetário de Gliese 581, em comparação com o nosso Sistema Solar.

Atividades

OFICINACIENTÍFICA

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

DE PROPORÇÃO.

Sol Gliese 581 Distância da estrela (AU)

Massa da estrela (em massas solares) eb df Possível extensão da zona habitável relacionada a diversas variáveis

0,1 0,1 1,0 10

Elaborado com base em: GALANTE, Douglas et al (org.). Astrobiologia uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição: IAG/USP, 2016. p. 350. Zona de habitabilidade do sistema planetário de Gliese 581, comparada à do Sistema Solar. As escalas utilizadas no esquema não apresentam proporção.

a) O que é zona habitável? b) Qual(is) planeta(s) do sistema planetário de Gliese 581 está(ão) classificado(s) na zona habitável?

c) Com a tecnologia de que dispomos atualmente, seria possível realizar uma viagem tripulada ao(s) planeta(s) habitável(is) do sistema planetário de Gliese 581? Justifique sua resposta.

5. a) Professor, espera-se que os estudantes citem a ausência de gravidade no espaço. Considerar correto se eles citarem a radiação e o fato de os astronautas ficarem na mesma posição na nave por muito tempo.

Nas seções de Atividades, ao fim de cada Tema, há textos, charges, tirinhas, fotografias, ilustrações, tabelas e gráficos que contribuirão para o seu aprendizado e permitirão a você testar os conhecimentos adquiridos durante seu estudo.

NÃO ESCREVA

esses planetas e quais são suas distâncias aproximadas do Sol em UA? 2 Segundo o quadro, qual é a distância média, em UA, entre Terra e Marte, entre Marte e Netuno e entre Mercúrio e Vênus?

3 Converse com um colega sobre a importância de utilizar uma unidade de medida adequada às dimensões do que se está estudando. Escreva no caderno um pequeno texto com as principais ideias que vocês discutiram.

4 Forme um grupo com os colegas para criarem um modelo que represente em escala as distâncias dos planetas no Sistema Solar. Esse modelo deverá ser construído na escola e apresentado à comunidade com o objetivo de mostrar aos observadores as grandes distâncias que existem entre os componentes do Sistema Solar. Para a montagem do modelo, sigam estas orientações:

• A escala deve ser feita no chão e, sobre ela, devem ser colocadas as representações dos planetas.

• Na escala adotada, 1 milímetro deve representar 100 000 quilômetros (1 mm/100 000 km). Assim, será necessário que vocês calculem a distância dos planetas do Sistema Solar em relação ao Sol, conforme a escala proposta.

• Não há necessidade de que os tamanhos dos planetas obedeçam à mesma escala proposta para as distâncias, mas que exista uma proporção entre eles. Por exemplo, se o Sol for uma bola de tênis, torna-se inviável a representação de Mercúrio e de outros planetas.

Sonda especial Voyager, em composição com uma imagem do Universo.

Percursos das sondas Voyager 1 Voyager 2 no espaço. Planeta Distância do Sol Mercúrio 58 milhões de km Vênus 108 milhões de km Terra 150 milhões de km Marte 228 milhões de km Júpiter 779 milhões de km Saturno 1,4 bilhões de km Urano 2,9 bilhões de km Netuno 4,5 bilhões de km 1 Lançamento – setembro de 1977 2 Lançamento – 20 agosto de 1977 3 Júpiter – março de 1979 4 Júpiter – julho de 1979 5 Saturno – 12 novembro de 1980 6 Saturno – 25 agosto de 1981 7 Urano – 24 janeiro de 1986 8 Netuno – 25 agosto de 1989 Fontes dos dados: A ONCE-in-a-Lifetime Alignment. Nasa Jet Propulsion Laboratory. Washington, D. C., [2019?]. Disponível em: https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/timeline/#event-a-once-in-alifetime-alignment. WILLIAMS, David R. Planetary Fact Sheet – Metric. Washington, D.C., 27 dez. 2021. Disponível em: https://nssdc. gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/. Acessos em: 13 maio 2022. Sol Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager Trajeto da Voyager 1 Trajeto da Voyager 2 Voyager 61 198 km/h Voyager 2 55 346 km/h 2 1 3 4 5 6 7 8 DANIEL BOGNI 1. Voyager 1 – Júpiter e Saturno; Voyager 2 – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Júpiter está a aproximadamente Resposta pessoal. 2. Terra e Marte: aproximadamente 0,5 UA. Marte e Netuno: aproximadamente 28,5 UA. Mercúrio e Vênus: aproximadamente 0,3 UA. Resposta nas Orientações para o professor 5 UA do Sol; Saturno está a aproximadamente 9 UA do Sol; Urano está a aproximadamente 19 UA do Sol; e Netuno está a aproximadamente 30 UA do Sol. 235 234 21/07/22 23:57

Taxa de desenvolvimento das reações químicas Primeiras ideias Você acha que a temperatura poderia influenciar a taxa de desenvolvimento de uma reação química, isto é, a rapidez com que ela ocorre? Forme um grupo com mais três colegas, pensem sobre o assunto e, em seguida, realizem a atividade.

Preciso de...

• 3 comprimidos efervescentes; • 3 copos descartáveis de plástico transparente; 100 mL de água à temperatura ambiente;

Mãos à obra

• 100 mL de água gelada;

• 100 mL de água quente; caneta hidrográfica.

A. Numerem os copos de 1 a 3 e os coloquem um ao lado do outro sobre uma mesa. B. Coloquem 100 mL de água à temperatura ambiente no copo 1 100 mL de água gelada no copo 2.

C. Peçam ao professor que coloque 100 mL de água quente no copo 3. D. Um dos membros do grupo deve segurar dois comprimidos efervescentes, cada um com uma mão, à mesma altura, sobre os copos com água gelada e com água à temperatura ambiente. E. Outro membro do grupo deve segurar o terceiro comprimido sobre o copo com água quente, à mesma altura que os outros dois.

Oficina científica

Representação das etapas D E

LUCAS FARAUJ 2 3 DE PROPORÇÃO.

F. Contem até três e soltem todos os comprimidos ao mesmo tempo nos copos.

G. Observem o que acontece e anotem os resultados.

• E aí? NÃO ESCREVA NO LIVRO.

1 Um dos produtos da reação do comprimido efervescente com a água é o gás carbônico, que pode ser observado por meio da formação de bolhas. O que vocês puderam observar nessa atividade em relação

a esse fato?

2 Para conservar muitos alimentos e retardar seu processo de decomposição, costumamos mantê-los na geladeira. Relacionem essa informação com a atividade desenvolvida.

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Nesta seção, você é convidado a aprofundar seus conhecimentos sobre determinado assunto por meio da realização de atividades práticas. Você vai exercitar a habilidade de observação, levantar questionamentos e tirar dúvidas por meio de atividades simples, que utilizam materiais de fácil obtenção e contribuem para o desenvolvimento de diversas competências.

5 22/07/22 00:01

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Entre contextos

Você verá que as Ciências da Natureza estão presentes em diversas situações cotidianas que envolvem tecnologia, interações sociais, nossa relação com o ambiente e a saúde. Esta seção apresenta textos de fontes como jornais e revistas eletrônicas, além de imagens e algumas atividades para auxiliá-lo no aprimoramento da sua competência leitora, e o ajudarão em sua formação como cidadão consciente e atuante na sociedade.

CONTEXTOS ENTRE

2. Nos seres humanos, pode gerar perda de audição e elevação da pressão arterial, além de estar relacionada ao estresse e à redução de desempenho de estudantes e trabalhadores. Nos ecossistemas, níveis sonoros de alta intensidade podem causar problemas para que algumas espécies se comuniquem, se reproduzam, encontrem alimentos e fujam de predadores, o que prejudica a sobrevivência e pode provocar redução das populações.

O que a poluição sonora tem a ver com a sua saúde

Ações sustentáveis no cotidiano

A sustentabilidade está cada vez mais em evidência em nossa sociedade. Além das entidades governamentais, muitas empresas têm implementado práticas sustentáveis em suas operações.

No entanto, também é dever de cada cidadão agir de forma sustentável, na preservação e na conservação do meio ambiente. A seguir há uma lista com exemplos de ações sustentáveis individuais que podemos adotar em nosso cotidiano.

Diversas atitudes contribuem com a redução do desperdício de água, proporcionando economia de seu consumo. Outras evitam sua contaminação, favorecendo manutenção de sua qualidade. A seguir estão algumas atitudes voltadas para o cuidado com a água.

Fechar a torneira ao dentes, ao ensaboar as mãos ao lavar a louça.

Água Ar

Tomar banhos de curto período e fechar o chuveiro ao se ensaboar.

calçadas, carros regar as plantas com água de reúso.

O cuidado com a qualidade do ar pode ser feito em conjunto com ações que evitam, ou ao menos reduzem, a emissão de poluentes na atmosfera, como as que estão seguir.

Dar preferência para o uso de transporte coletivo no lugar de automóveis.

resíduos na córregos, rios ou no oceano descartá-los de forma adequada.

Não despejar óleo de cozinha usado no ralo e descartá-lo de forma adequada.

Não descartar medicamentos na pia ou no vaso sanitário e descartá-los de forma adequada.

Utilizar bicicletas ou optar por caminhadas para se deslocar a curtas distâncias.

Fornecer ou pegar carona com pessoas conhecidas e de confiança sempre que possível.

Preferir biocombustíveis, como o etanol, a derivados de petróleo, como a gasolina.

Não realizar queimadas e não destruir vegetação nativa.

Plantar árvores em sua residência ou no bairro onde reside, com autorização legal.

O assunto é...

Nesta seção há um infográfico que o auxiliará na construção de argumentos para discutir assuntos relevantes e atuais, integrado aos conteúdos vistos na Unidade. Também estão presentes atividades que o direcionam para o trabalho em grupo, pesquisas, apresentações de resultados e debates.

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[...] [...] Nossa sociedade é barulhenta. E o barulho a cacofonia estridente da vida moderna, também nos adoece, com danos diretos, como perda de audição e elevação da pressão arterial, mas também indiretos, como a redução do desempenho dos estudantes, aumento do estresse e diminuição da produtividade dos trabalhadores. Considerada a segunda maior forma de poluição, atrás apenas da poluição do ar, a poluição sonora é capaz de gerar efeitos nocivos crônicos à saúde.

cacofonia: desagradável.

[...] DOMÊNICO, Cláudio. O que a poluição sonora tem a ver com sua saúde. Veja Saúde São Paulo, 24 jun. 2021.

Disponível em: https://saude.abril.com.br/coluna/com-a-palavra/o-que-a-poluicao-sonora-tem-a-ver-com-a-sua-saude/. Acesso em: 28 abr. 2022.

O tempo de exposição tolerável a um som também varia de acordo com a intensidade dele. Observe na tabela o limite indicado para alguns níveis de ruído. Observe também a seguir alguns exemplos de sons e seu nível sonoro em escala.

Fonte dos dados: BRASIL. Ministério do Trabalho Previdência. NR 15 atividades e operações insalubres. Brasília, DF: MTP, 29 out. 2020. Disponível em: https://www.gov.br/trabalho-e-previdencia/pt-br/composicao/ orgaos-especificos/secretaria-de-trabalho/inspecao/seguranca-e-saude-notrabalho/normas-regulamentadoras/nr-15.pdf. Acesso em: 28 abr. 2022.

Glossário

Limites de exposição a ruídos Nível de ruído, em dB Máxima exposição diária permissível 85 8 horas 95 2 horas 105 30 minutos

7 minutos

relógio Aspirador Grito próximo Fogos de artifício de cabelo

Elaborado com base em: WESTIN, Ricardo. Poluição sonora prejudica saúde preocupa especialistas. Brasília, DF, 29 maio 2018. Disponível em: https://www12.senado.leg.br/noticias/especiais/especial-cidadania/poluicao-sonora-prejudica-a-saude-epreocupa-especialistas/poluicao-sonora-prejudica-a-saude-e-preocupa-especialistas. Acesso em: 28 abr. 2022. Representação de escala de nível sonoro em decibéis (dB), com alguns exemplos. Sons acima de 70 dB são considerados, em geral, desconfortáveis; acima de 85 dB, prejudiciais à saúde auditiva; e acima de 100 dB, podem causar danos irreversíveis.

Apresenta o significado contextualizado de algumas palavras ainda não vistas no material e que talvez você não conheça.

Pense bem

Reduzir o consumo de produtos descartáveis priorizar o consumo de produtos reutilizáveis.

Separar os resíduos produzidos e descartá-los em locais adequados.

Destinar resíduos eletrônicos em pontos de coleta seletiva específicos.

Resíduos

Os resíduos que produzimos em nossas residências também devem receber nossa atenção, para que não se acumulem no ambiente de forma indevida. Alguns cuidados com os resíduos são apresentados a seguir.

Recolher as embalagens de produtos consumidos em praias, parques e locais públicos e descartá-las de forma adequada.

Alimentos

Também podemos agir de forma sustentável com relação ao consumo de alimentos, pensando em evitar seu desperdício, por meio das ações a seguir.

Não jogar lixo nas ruas ou em corpos-d’água e descartá-lo de forma adequada.

Dar preferência para alimentos orgânicos e de produção local, livres de agrotóxicos e fertilizantes.

Evitar comprar quantidade de alimento além da que será consumida.

Pegar somente a quantidade de alimento que vai comer, ao se servir em uma refeição.

Aproveitar integralmente os alimentos, utilizando, quando possível, talos, folhas cascas.

Encaminhar os resíduos orgânicos para uma composteira.

Atividades

1 Você acha que essas ações são importantes? Explique.

2 Escolha um grupo de pessoas, como os colegas de sala, a comunidade escolar, as pessoas com quem você mora, ou de outro grupo que considerar adequado e, com base na lista de ações anteriores, proponha colocar em prática uma ou mais delas.

1. Resposta pessoal. Professor, o objetivo da atividade é fazer os estudantes refletirem sobre a importância das ações individuais para a sustentabilidade e a conservação do ambiente. Resposta pessoal.

3 Com base nas ações relacionadas, faça uma autoanálise crie um quadro com duas colunas para registrar as ações que você pratica e as que não pratica. Em seguida, elabore estratégias para incluir em seu cotidiano as que ainda não pratica.

Resposta pessoal. Professor, auxiliar os estudantes na autoanálise e na elaboração das estratégias.

O ASSUNTO É...

Tecnologia 5G

O termo “5G” diz respeito à quinta geração da tecnologia utilizada em redes móveis, por meio das quais é possível acesso à internet, em que os dados são transmitidos e recebidos por meio de ondas eletromagnéticas. Suas vantagens são maior velocidade de conexão e download de dados, além de menor tempo de resposta para os comandos executados, tornando-a praticamente instantânea. Essa tecnologia contribui para que a sociedade se torne mais conectada, aumentando a eficiência de atividades que já são realizadas. Acompanhe, no infográfico a seguir, algumas possibilidades da tecnologia 5G.

Esta seção aborda assuntos relacionados à aplicação de valores éticos, reflexão de atitudes, direitos e deveres, convivência democrática e inclusão social. Esses assuntos são imprescindíveis para construir o caráter e colaboram em sua formação como cidadão que apresenta iniciativas, como reconhecer as necessidades de um indivíduo ou comunidade, identificar mudança de posturas relacionadas às mais variadas questões, como preconceito e discriminação, e atuar sobre elas.

A telefonia móvel tornou-se popular no mundo na década de 1960 e na década de 1990 no Brasil. A partir daí, a cobertura e os serviços possíveis aumentaram a cada geração.

A evolução da internet móvel

1G – Fazia apenas serviço de comunicação por voz. 2G – Permitia uso da internet e o envio/recebimento de mensagens de texto de forma limitada.

3G – Presente nos smartphones possibilitou o uso de aplicativos, redes sociais e localização via GPS. 4G – Ampliou os serviços com internet chamadas em vídeo. 5G – Expande a conexão sem fio para além dos telefones móveis, com resposta em tempo real.

EDUCAÇÃO

Tecnologias como realidade aumentada e realidade virtual poderão ser utilizadas como recursos educativos em sala de aula.

Listas de supermercado poderão ser feitas automaticamente por geladeiras, que informarão aos celulares dos moradores da residência quais alimentos estão em falta.

ILUSTRAÇÕES: ESTÚDIO AMPLA ARENA LAZER

COTIDIANO Baixar (fazer download vídeos filmes em alta qualidade poderá ser feito em segundos, economizando tempo dos usuários.

SAÚDE Cirurgias poderão ser realizadas a distância, de forma remota, com maior eficiência, por meio de equipamentos eletrônicos.

ENERGIA O gerenciamento da produção e da distribuição da energia poderá ser mais eficiente, evitando picos de consumo de energia.

TRANSPORTE Viagens poderão ser feitas em carros sem motorista e capazes de se comunicar com outros veículos de forma instantânea.

Atividades

NÃO ESCREVA

1 O acesso à internet móvel pode operar por meio de ondas eletromagnéticas na faixa de frequência de 10 Hz. Qual é, portanto, o tipo de onda eletromagnética utilizada?

2 A tecnologia 5G tem ampliado as possibilidades de conexão entre o mundo físico e o mundo digital, fortalecendo o que se denomina Internet das coisas Forme um grupo com seus colegas e façam uma pesquisa sobre o significado dessa expressão. Depois, criem um cartaz digital para ilustrar seu significado e apresentem-no ao restante da turma. Aproveitem para pesquisar todos os termos citados no texto cujo significado tenha gerado dúvidas incorporem-nos ao trabalho.

Elaborado com base em: MOTA, Vitor Luiz Gomes et al Evolução da tecnologia de telefonia móvel estudo caracterização de um sistema móvel 5G de quinta geração. Engevista Rio de Janeiro, v. 21, n. 1, p. 154-175, 22 fev. 2019. Disponível em: https:// periodicos.uff.br/engevista/article/view/27028. Acesso em: 6 abr. 2022. 1. Nessa faixa de frequência, elas são do tipo micro-ondas. 2. Resposta pessoal. 110

DE PROPORÇÃO.

111

BNCC NA UNIDADE

Competências

Gerais: 1, 2, 4 e 5

Específicas: 1, 2, 3 e 6

Habilidades

• EF09CI01

• EF09CI02

• EF09CI03

Temas contemporâneos transversais

• Ciência e Tecnologia

• Educação ambiental

• Educação alimentar e nutricional Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LX deste Manual do professor.

1 UNIDADE INVESTIGANDO A MATÉRIA

Matéria e energia são conceitos que estão presentes em tudo aquilo que nos cerca. Uma cadeira, uma rocha, o ar, a água e os animais são exemplos que podemos observar em nosso cotidiano e que são constituídos de matéria. Já o fogo e um relâmpago são exemplos de fenômenos que envolvem a energia.

A matéria pode passar por transformações físicas e químicas. A formação de uma nuvem na atmosfera é um exemplo de transformação física, enquanto a bioluminescência, ou seja, a produção de luz por organismos vivos, como as águas-vivas da imagem, é uma evidência de transformações químicas que ocorrem no interior desses animais.

Nesta Unidade, vamos estudar alguns aspectos relacionados à matéria, sua constituição e transformações.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura da Unidade têm como objetivo despertar a curiosidade dos estudantes a respeito das reações químicas que ocorrem na natureza, apresentando o exemplo da bioluminescência. Se desejar, explicar aos estudantes que esse fenômeno envolve a

oxidação da luciferina, cuja reação é catalisada pela enzima luciferase.

Questionar os estudantes a respeito de outros animais que produzem luz. Possíveis respostas são os vaga-lumes e algumas espécies de besouros, lulas e peixes abissais.

As águas-vivas da espécie Aurelia aurita produzem luz por bioluminescência.

SIMBERT BRAUSE/SHUTTERSTOCK.COM

1 Cite dois exemplos de como é possível provocar transformações físicas e químicas na matéria.

Resposta pessoal.

2 Além da luz produzida pela bioluminescência, cite outras duas evidências que podem ser observadas quando ocorre uma transformação química.

Resposta pessoal.

3 A luz emitida na bioluminescência é um exemplo de matéria ou de energia?

Comentários sobre as atividades

1. Possíveis respostas: rasgar papel e ferver a água (transformações físicas); cozinhar alimentos e acender um fósforo (transformações químicas). Esta atividade contribui para a verificação do conhecimento prévio dos estudantes sobre termos que serão abordados durante a Unidade. Pelos conhecimentos adquiridos em anos anteriores, possivelmente, muitos estudantes conseguirão responder corretamente a esta questão.

2. Possíveis respostas: a produção de gás pelas plantas durante a fotossíntese ou na efervescência de um comprimido; a formação de chama na queima do gás do fogão; a formação de um novo produto, como as cinzas durante a queima do papel. Anotar as evidências citadas pelos estudantes, para poder retomá-las com exemplos da Unidade.

3. Verificar se os estudantes percebem que a matéria nem sempre é visível (como o ar) e se compreendem que as manifestações da energia podem ser visíveis (como a luz) ou não visíveis (como o som propagado no ar). Os estudantes devem fazer inferências a partir de assuntos estudados em anos anteriores para responder a esta questão.

A luz é um exemplo de energia.

1. ESTADOS E TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS DA MATÉRIA

Relembrar com os estudantes o conteúdo sobre transformação física, pedindo que citem outros exemplos que possivelmente ocorrem no ambiente mostrado na fotografia da página, como a quebra de partes das geleiras.

No estado sólido, as partículas que compõem a matéria não podem se mover facilmente, o que torna o material rígido; entretanto, as partículas não ficam imóveis, elas vibram. Esse movimento aumenta com a elevação da temperatura.

Existem mais dois estados físicos da matéria que optamos por não abordar, respeitando o nível escolar dos estudantes e os objetivos propostos. Se julgar necessário, comentar sobre o plasma (partículas carregadas semelhantes em comportamento aos gases, mas a temperatura muito elevada, como observado no Sol) e o condensado de Bose-Einstein (átomos de gás com densidade baixa resfriados até temperatura ultrabaixa, próxima ao zero absoluto, em que a matéria apresenta propriedades diferentes, como a supercondutividade).

1. A água pode estar passando por transformações físicas como a solidificação – passagem do estado líquido para o estado sólido; fusão – passagem do estado sólido para o estado líquido; vaporização – passagem do estado líquido para o estado gasoso; e sublimação – passagem do

estado sólido para o estado gasoso.

ESTADOS E TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS DA MATÉRIA

A Química é a ciência que estuda as propriedades da matéria e suas transformações. Na natureza, podemos identificar diversos exemplos de transformações da matéria, conforme representado na fotografia a seguir. Observe-a.

1 Quais tipos de transformações mais evidentes podem estar acontecendo com a água na imagem?

2 As transformações que você citou no item anterior são físicas ou químicas?

No estado gasoso, como no ar atmosférico:

• as partículas estão afastadas umas das outras;

• as partículas têm interação fraca entre si, o que permite intensa movimentação;

• essa interação possibilita que os gases não apresentem volume nem forma definidos.

No estado sólido, como no gelo:

• as partículas estão próximas umas das outras;

• as partículas têm forte interação entre si, o que limita bastante sua movimentação;

• essa interação mantém os sólidos com volume e forma constantes.

No estado líquido, como na água:

• as partículas estão um pouco afastadas umas das outras;

• a interação entre as partículas possibilita movimentos;

• essa interação mantém os líquidos com volume constante, mas com a forma do recipiente que os contém.

Blocos de gelo na Antártida.

Elaborado com base em: ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. p. F5.

São transformações físicas.

Mudanças de estado físico da matéria

A matéria pode passar por mudanças de estado físico quando há variações de temperatura e pressão.

Durante essas mudanças, as características visíveis da matéria, como sua forma e seu volume, alteram-se, bem como o estado de agitação de suas partículas. Entretanto, a composição da matéria permanece inalterada, não ocorrendo formação de nova substância.

Fusão Vaporização

Sólido Líquido Gasoso

Solidificação

Condensação

Sublimação

Diagrama das mudanças de estado físico da matéria.

Vamos estudar as mudanças de estado físico que ocorrem na matéria utilizando a água pura como exemplo.

Fusão e solidificação

Ao retirar pedras de gelo do congelador e as colocar em um recipiente, à temperatura ambiente, passados alguns instantes, o gelo vai derreter, ou seja, ocorrerá fusão. Durante esse processo, as partículas de água que formam o gelo recebem energia térmica do ambiente, de modo que as interações entre as partículas diminuem. A substância passa para o estado líquido e adquire a forma do recipiente em que se encontra.

Fusão

características dele.

A quantidade de calor necessária para que ocorra a mudança de estado físico de um material é chamada de calor latente. O calor latente é uma grandeza física e refere-se à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinado material deve receber ou ceder para mudar de estado, quando já está à temperatura de mudança de fase. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade do calor latente é J/kg (joule por quilograma). Respeitando o nível escolar dos estudantes, esse conceito não será trabalhado nesse momento.

Fusão e solidificação

Ao falar sobre fusão, retomar os conceitos de energia térmica e calor. Retomar, também, o conceito de pressão atmosférica e relacioná-lo ao ponto de fusão. Esses assuntos foram trabalhados em anos anteriores. Relembrar que a pressão atmosférica varia de acordo com diversos fatores, entre eles, a altitude, e mencionar que a altitude de um local é estabelecida de acordo com a sua distância, em altura, do nível do mar. Por esse motivo, ao nível do mar, a altitude é de 0 m, e a pressão atmosférica é máxima. Dependendo da pressão atmosférica, a temperatura de mudança de estado físico de uma substância irá variar. No caso da água, o ponto de fusão é de 0 °C ao nível do mar, porém, em altitudes diferentes, essa temperatura pode ser alterada.

Pedra de gelo derretendo.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Mudanças de estado físico da matéria

Nas transformações físicas, não há alteração na estrutura ou formação de novos materiais, como ocorre nas transformações químicas. Comentar que as reações químicas, relacionadas a esse tipo de transformação, serão estudadas mais adiante na Unidade.

Cada um dos três estados físicos é determina-

do pelas condições de pressão e temperatura do local onde o corpo se encontra. Aqui, está sendo considerada sempre a pressão ao nível do mar. Para que as mudanças de estado físico ocorram, é necessário haver troca de energia; nesse caso, considerando a pressão constante, a energia trocada é a energia térmica. Comentar que a temperatura está relacionada à mudança de estado físico, reforçando que, para cada material, a temperatura na qual ocorre a mudança de estado físico é diferente, de acordo com as

#FICA A DICA, Professor

Para visualizar esquemas e saber mais sobre a agitação das partículas de um material nos estados sólido, líquido e gasoso, acessar o link a seguir.

• GONÇALVES, Leila J. Estados da matéria. Instituto de Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, c2004. Disponível em: http:// www.if.ufrgs.br/~leila/fase.htm. Acesso em: 19 jun. 2022.

GRESEI/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Trabalhar o gráfico de fusão da água com os estudantes. Primeiro, chamar a atenção para os eixos e o que eles representam (temperatura e tempo). Em seguida, mostrar que, no intervalo de tempo I, a temperatura do gelo passa de 10 °C para 0 °C, atingindo seu ponto de fusão. Comentar que, durante o intervalo de tempo II, ocorre a passagem do estado sólido para líquido, com temperatura constante. Depois que todo o gelo derreteu (no início do intervalo III), a temperatura da água volta a aumentar.

No gráfico, foi escolhido um intervalo de tempo que engloba o processo de fusão da água. Os limites de temperatura máximo e mínimo estabelecidos no gráfico não indicam, portanto, as temperaturas em que a água se mantém nos estados físicos sólido e líquido.

Em seguida, trabalhar o gráfico de solidificação da água (página 17 do Livro do estudante) com os estudantes. Da mesma maneira que no gráfico de fusão, explicar a eles que, ao ser resfriada, no intervalo I, a água cede energia térmica para o ambiente, e a temperatura passa de 10 °C para 0 °C, atingindo o ponto de solidificação, no qual passa do estado líquido para o sólido. No momento da solidificação, que corresponde ao intervalo de tempo II, a temperatura da água não varia. Enfatizar que, no intervalo de tempo III, após atingir o estado sólido, a água continua cedendo energia térmica, e sua temperatura continua a baixar, até que seja atingido o equilíbrio térmico com o ambiente. Nesse caso, o ambiente pode ser um congelador, que, em geral, é ajustado para manter uma temperatura entre 4 °C e 10 °C.

Para mais informações sobre o resfriamento de materiais até a proximidade do zero absoluto, assistir ao vídeo indicado no #FICA A DICA, Professor da próxima página.

A temperatura de fusão da água é 0 °C, ao nível do mar. O gráfico a seguir representa a variação da temperatura da água ao longo de determinado tempo. Nesse período, a água recebe energia térmica e ocorre fusão, ou seja, há mudança de estado físico.

Curva de temperatura da água na fusão

Intervalo II: ocorre fusão da água e não há mudança de temperatura.

Intervalo III: a temperatura da água líquida passa de 0 °C para, aproximadamente, 10 °C.

Intervalo I: a água no estado sólido tem sua temperatura aumentada de 10 °C para 0 °C.

Agora vamos considerar que a água que se formou a partir da fusão do gelo volte para o interior do congelador. Com o passar do tempo, a água vai ceder energia térmica ao congelador e sua temperatura vai diminuir. Isso faz com que as partículas reduzam a movimentação e, com o tempo, passem do estado líquido para o estado sólido. Esse processo é chamado solidificação da água.

Um exemplo pelo qual os estudantes podem se interessar é sobre o super-resfriamento da água, também chamado de sobrefusão. Sob certas condições, a água pode chegar em um estado metaestável em que atinge uma temperatura menor que a de solidificação e permanece no estado líquido. Esse estado pode ser atingido quando ocorre um resfriamento lento e ininterrupto da água em um congelador. Ao ser retirada do congelador, ela ainda está no estado líquido e, ao menor movimento, congela. Para mais informações

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sobre o super-resfriamento da água, recomendar que acessem o texto e o vídeo sugeridos no #FICA A DICA, Estudante da próxima página. Outro fator que altera a temperatura de solidificação são as proteínas anticongelantes. Elas são capazes de impedir a solidificação da água no ponto de congelamento. Essas proteínas são encontradas em alguns animais e plantas de regiões muito frias e evitam que cristais de gelo danifiquem suas células.

Gelo em forminhas no congelador.

Fonte dos dados: BROWN, Theodore L. et al Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. p. 483.

A temperatura de solidificação da água é a mesma da fusão do gelo, 0 °C, ao nível do mar.

O gráfico a seguir representa a variação da temperatura da água ao longo de determinado tempo. Nesse período, a água cede energia térmica e há solidificação, ou seja, há mudança de estado físico.

Curva de temperatura da água na solidificação

Intervalo I: a água no estado líquido tem sua temperatura reduzida de 10 °C para 0 °C.

Intervalo II: ocorre solidificação da água e a temperatura se mantém constante.

Professor, explicar aos estudantes que os gráficos apresentam somente um intervalo de temperatura. Neste gráfico, se desejar, comentar que o resfriamento da água e dos materiais em geral pode ocorrer até a proximidade do zero absoluto, que é –273,15 °C. Ver mais informações nas Orientações para o professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Densidade da água nos estados sólido e líquido

Intervalo III: a temperatura da água sólida passa de 0 °C para 10 °C.

Densidade da água nos estados sólido e líquido

Em quase todos os materiais, quando ocorre redução da agitação das partículas, ou seja, redução da temperatura, a tendência é que as partículas se aproximem umas das outras e, portanto, haja redução no volume do material. Entretanto, a água é uma das poucas exceções em que, no estado sólido, as partículas se afastam. Assim, ao passar para o estado sólido, a água tem seu volume aumentado, o que reduz sua densidade; por isso o gelo flutua na água líquida.

A densidade (d) é a relação entre massa (m) e volume (V). Essa relação indica que, se a mesma quantidade de matéria ocupar um espaço maior, o valor de sua densidade diminui e, ao contrário, se a mesma quantidade de matéria ocupar um espaço menor, sua densidade aumenta. Para determinar a densidade, podemos usar a fórmula:

d = m V

A densidade é expressa em quilograma por metro cúbico (kg/m3) ou em grama por centímetro cúbico (g/cm3).

O valor da densidade da água pura no estado líquido ao nível do mar é de, aproximadamente, 1 g/cm3. Já a densidade da água pura no estado sólido ao nível do mar é de 0,92 g/cm3

#FICA A DICA, Estudante

Sobre super-resfriamento da água, sugerimos o texto e o vídeo do link indicado a seguir. Ao assistir ao vídeo, clicar em "detalhes", "legendas", "traduzir automaticamente" e selecionar "Português".

• DESFAZENDO o paradoxo dos líquidos super-resfriados. Academia Brasileira de Ciências. Rio de Janeiro, 2 dez. 2021. Disponível em: https://www.abc. org.br/2021/12/02/desfazendo-o-paradoxo-dosliquidos-super-resfriados/. Acesso em: 25 jun. 2022.

3. A água irá congelar e com isso a garrafa ficará estufada, ou pode acontecer o rompimento de suas paredes ou da tampa. Isso acontece porque, no caso da água, ao congelar, suas partículas se afastam e ocupam maior espaço no interior da garrafa.

4. O gelo flutua na água porque a densidade da água no estado sólido é menor do que a da água no estado líquido. No estado líquido, a água pura tem densidade 1 g/cm3 e, no estado sólido, a água pura tem densidade 0,92 g/cm3, ao nível do mar

3 O que acontece se deixarmos no congelador uma garrafa plástica de água mineral cheia e tampada de um dia para o outro? Por quê?

4 Por que o gelo flutua na água líquida? Em sua resposta, utilize o termo densidade.

A água é uma das poucas substâncias da natureza que forma novas ligações de hidrogênio durante a solidificação. Essas ligações, também chamadas de pontes de hidrogênio, formam um rearranjo das moléculas de água, que resulta na ampliação do seu volume. Por isso, a água no estado sólido ocupa um volume maior do que a mesma quantidade de água no estado líquido. Para outras substâncias, a menor agitação das moléculas, por causa da diminuição da temperatura, resulta em uma contração da matéria.

Ao abordar a questão 3, orientar os estudantes a imaginar a situação, de maneira a visualizar o que acontece tanto com a água quanto com a garrafa plástica.

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#FICA A DICA, Professor

Para assistir a uma aula com demonstrações e experimentos sobre determinação da temperatura de zero absoluto, acessar o link a seguir.

• TEMPERATURA de Zero Absoluto. 2020. Vídeo (65min2s). Publicado pelo canal Complementos de Física. Disponível em: https://youtu.be/zpbZGb75Ijk. Acesso em: 19 jun. 2022.

Fonte dos dados: BROWN, Theodore L. et al Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. p. 483.

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Vaporização e condensação

Trabalhar o gráfico da variação de temperatura da água durante a ebulição com os estudantes. Mostrar que, ao final do intervalo I, ao atingir os 100 °C, a água encontra-se em ebulição e está no estado líquido, nessa temperatura. Conforme vai percorrendo o patamar (trecho II), vai se transformando em vapor, gradativamente. Evidenciar que, durante o intervalo de tempo II, ocorre a vaporização, por isso a temperatura não varia. Mostrar no gráfico que, ao passar para o estado gasoso, no intervalo III, a água se encontra em temperaturas superiores a 100 °C.

Explicar aos estudantes que o vapor que observamos ao ferver a água é formado por água em estado líquido, na forma de gotículas. Comentar que o estado gasoso da água é invisível, como os gases que compõem o ar.

Ao mencionar a evaporação, ressaltar que, durante todo o tempo, algumas moléculas que constituem a matéria passam para o estado gasoso naturalmente. Sendo assim, durante o aquecimento da água líquida, a evaporação também ocorre continuamente.

Vaporização e condensação

Considere uma pessoa adulta, ao nível do mar, retirando uma pedra de gelo da forminha do congelador e a colocando em uma panela sobre a chama de um fogão. A energia térmica fornecida pela chama aumenta a agitação das partículas da água, reduzindo as interações entre elas.

Como o gelo está em uma temperatura inferior a 0 °C, ele vai aquecer até 0 °C e o processo de fusão terá início, o que fará o gelo passar para o estado líquido. Ao atingir a temperatura de ebulição, que é de 100 °C ao nível do mar, as partículas de água se desprendem para o ambiente, passando para o estado gasoso. Se a panela não estiver tampada, é possível observar uma rápida redução no volume do líquido em seu interior. Esse processo rápido da passagem do estado líquido para o estado gasoso recebe o nome de ebulição, um tipo de vaporização

Vaporização

Líquido Gasoso

O gráfico a seguir representa a variação da temperatura da água ao longo de determinado tempo. Nesse período, a água recebe energia térmica e ocorre ebulição, ou seja, há mudança de estado físico.

Curva de temperatura da água na ebulição

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Fonte dos dados: BROWN, Theodore L. et al Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. p. 483.

Panela com água fervendo.

Intervalo III: a temperatura da água gasosa passa de 100 °C para, aproximadamente, 125 °C.

Intervalo I: a água no estado líquido tem sua temperatura aumentada de 50 °C para 100 °C.

Intervalo II: ocorre ebulição da água e não há mudança de temperatura.

DAVID. PIMBOROUGH/SHUTTERSTOCK.COM

18

Considere, agora, deixar um copo com água no ambiente. Após determinado tempo, o volume de água no copo diminui, pois algumas partículas de água se desprendem e passam para o estado gasoso de maneira natural, bem mais lenta do que na ebulição e em uma temperatura bem menor. Esse processo lento e natural chama-se evaporação, outro tipo de vaporização.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao explicar a condensação, solicitar aos estudantes que citem alguns exemplos desse processo em seu cotidiano, como as gotículas que se formam por fora de um copo contendo um líquido gelado e o espelho "embaçado" após um banho quente. Nos dois casos, há condensação do vapor de água presente no ar ao entrar em contato com uma superfície de menor temperatura.

A condensação ocorre também em muitos fenômenos da natureza, como na formação da neblina e das nuvens, sendo essencial para o ciclo da água. Retomar esse ciclo, estudado em anos anteriores, identificando as diferentes mudanças de estado físico da água que ocorrem nele.

Se um copo com água é deixado no ambiente, após algum tempo percebemos que há diminuição do volume de água em seu interior.

Agora, observe novamente a tampa da panela da fotografia da página anterior. Considerando que a tampa não entrou em contato com a água, de onde surgiram as gotas?

A formação de gotas na tampa da panela ocorre porque as partículas de água, que se encontram no estado gasoso, ao entrarem em contato com uma superfície mais fria, nesse caso, a tampa, cedem energia térmica a ela. Há redução da agitação e aumento de interação entre as partículas, até que ocorre a mudança do estado gasoso para o estado líquido, ou seja, a condensação

Líquido Gasoso

Condensação

Além da temperatura, pressões muito altas também podem levar uma substância a passar do estado gasoso para o líquido, uma vez que a pressão irá diminuir a distância entre as moléculas.

Se desejar, retomar o conteúdo sobre separação de misturas, estudado em anos anteriores, e relembrar que, na destilação, separa-se uma mistura de dois líquidos com pontos de ebulição diferentes. Nesse processo, o líquido de menor ponto de ebulição vaporiza primeiro e se condensa no condensador, sendo coletado em um frasco separado, novamente no estado líquido.

RAWF8/SHUTTERSTOCK.COM

Sublimação

Explicar aos estudantes que, em alguns casos, ocorre a passagem do estado gasoso diretamente para o sólido, fenômeno também conhecido como ressublimação, sublimação inversa ou deposição.

Comentar que um exemplo de sublimação inversa é a formação de nuvens de neve. Em temperaturas muito baixas, as moléculas de vapor de água perdem muita energia de forma muito rápida. Mesmo que as moléculas estejam em um estado de grande agitação, quando elas entram em contato com uma superfície de temperatura muito abaixo do ponto de congelamento da água, podem se transformar diretamente em gelo.

Pressão e mudanças do estado físico da matéria

Se possível, reproduzir o experimento da seringa em sala de aula, demonstrando-o aos estudantes. Separar antecipadamente duas seringas grandes, de aproximadamente 50 mL, massa de modelar e água aquecida (atenção para a temperatura da água, que não deve estar muito elevada). Verificar a possibilidade de aquecer a água na cozinha da escola ou de levar a água aquecida em uma garrafa térmica para a sala.

Ao puxar o êmbolo da seringa fechada, a pressão dentro dela diminui, porque o volume aumenta. Assim, o ar dentro da seringa tem espaço maior para que suas partículas se movimentem, fazendo menor pressão sobre a superfície do líquido.

Explicar aos estudantes que, em razão da diferença de pressão, os pontos de fusão, solidificação e ebulição podem variar em diferentes altitudes, enfatizando que, por esse motivo, usa-se a pressão ao nível do mar como padrão.

Gelo-seco, que pode ser utilizado em laboratórios para resfriar amostras.

Sublimação

A sublimação é a passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso e vice-versa (do gasoso para o sólido).

Sólido Gasoso

Sublimação

Um exemplo de sublimação acontece com o gelo-seco. Ele é formado por gás carbônico no estado sólido, à temperatura de aproximadamente –78 °C. Ao ser colocado à temperatura ambiente, ele recebe energia térmica e suas partículas começam uma agitação vigorosa, aumentando a distância entre elas, desprendendo-se e passando diretamente para o estado gasoso.

Pressão e mudanças do estado físico da matéria

Você já percebeu que os alimentos cozinham mais rapidamente em uma panela de pressão? Para entender por que isso acontece, acompanhe a situação a seguir.

Em uma seringa, um professor colocou uma pequena quantidade de água aquecida. Em seguida, fechou a ponta com massa de modelar. Então, o professor puxou vagarosamente o êmbolo da seringa, reduzindo a pressão no interior dela. Os estudantes puderam observar a água em ebulição a uma temperatura inferior a 100 °C.

Representação da execução de um experimento.

Esse efeito ocorreu porque, quanto menor a pressão sobre a matéria, mais facilmente suas partículas se distanciam umas das outras, o que reduz a força de interação entre elas e facilita que se desprendam. Na panela de pressão, o processo é o contrário: o aumento da pressão aproxima as partículas, intensificando a força de interação entre elas. Dessa forma, é mais difícil a passagem do estado líquido para o gasoso. Assim, mais energia térmica precisa ser fornecida para que ocorra a ebulição, ou seja, a temperatura necessária para a água atingir a ebulição é maior. Logo, os alimentos cozinham a uma temperatura mais elevada e, portanto, de forma mais rápida.

#FICA A DICA, Estudante

Para informações sobre como os cientistas descobriram que a pressão atmosférica varia de acordo com a altitude, apresentar o site a seguir.

• PIMENTEL, Beto. Física na Montanha. Ciência hoje das crianças, [s. l.], 26 out. 2011. Disponível em: http://chc.org.br/coluna/fisica-na-montanha/. Acesso em: 19 jun. 2022.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Maior pressão

Menor pressão

1. Identifique o nome das transformações físicas representadas pelos números I, II, III, IV e V

4. Escreva um texto explicando a situação representada pelo gráfico.

Relação entre temperatura e pressão no processo de vaporização da água

teração fraca entre si, o que permite intensa movimentação. Essa interação possibilita que os gases não apresentem volume nem forma definidos.

3. Retomar o ciclo da água com os estudantes.

a) 1 – Vaporização (evaporação); 2 – Condensação.

2. Descreva o comportamento das partículas que constituem a matéria no estado:

a) sólido.

b) líquido.

c) gasoso.

Respostas nas Orientações para o professor

3. Em nosso ambiente, observamos que a matéria passa por alterações de estado físico constantemente. A água é um exemplo. Observe a representação do ciclo da água a seguir.

Fonte dos dados: PRESSÃO da água líquida versus temperatura. Centro de Referência para o Ensino de Física [da UFRGS] . Porto Alegre, 24 jul. 2013. Disponível em: https://cref. if.ufrgs.br/?contact-pergunta=pressao-da-agua-liquida-versustemperatura.

PANELA de pressão. Instituto de Física da UFRGS. Porto Alegre, [2019?]. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/tex/ fis01043/20032/Lucy/panela_de_pressao.htm. Acessos em: 29 mar. 2022.

Resposta nas Orientações para o professor

5. Observe o gráfico a seguir, que mostra a variação de temperatura da água quando resfriada ao longo do tempo

Curva da temperatura da água no resfriamento

b) Durante a evaporação, a água recebe energia térmica dos raios solares, aumentando a agitação e o afastamento de suas partículas. Isso faz com que algumas partículas escapem para a atmosfera no estado gasoso. Durante a condensação, as partículas de água no estado gasoso encontram uma atmosfera mais fria, cedem energia térmica para ela e reduzem sua agitação, aproximando-se umas das outras, formando as nuvens e, posteriormente, as gotas de chuva. O objetivo deste item é que os estudantes relacionem as alterações de temperatura à energia térmica e às alterações na agitação das moléculas e expliquem as mudanças de estado físico com base nelas.

a) Que mudança de estado físico está acontecendo na água em 1? E em 2?

b) Explique o que acontece com as partículas que formam a água durante essas mudanças de estado físico.

Respostas nas Orientações para o professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ATIVIDADES

As atividades desta página contribuem para a mobilização da habilidade EF09CI01

2. a) No estado sólido, as partículas estão próximas umas das outras. Elas apresentam uma forte interação entre si, o que limita a sua movimentação. Essa interação mantém os sólidos com volume e forma constantes.

Com base no gráfico, analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

I. As indicações A e C representam, respectivamente, a condensação e a solidificação da água.

II. A indicação B representa o momento em que a água apresenta estado físico líquido.

b) No estado líquido, as partículas estão um pouco afastadas umas das outras. A interação entre elas permite movimentos moderados. Essa interação mantém os líquidos com volume constante, mas com a forma do recipiente que os contém.

c) No estado gasoso, as partículas estão afastadas umas das outras. As partículas têm in-

4. Verificar se o estudante compreende a relação apresentada no gráfico. Lado esquerdo da barra verde: água no estado líquido; lado direito, no estado gasoso. Em uma pressão inferior a 1 atm, a temperatura em que ocorre a ebulição da água é inferior a 100 °C. Conforme a pressão aumenta, ocorre um aumento da temperatura de ebulição da água, com valores superiores a 100 °C. É o que ocorre na panela de pressão: a água atinge o ponto de ebulição a 120 °C. Isso ocorre porque, quanto maior a pressão sobre a superfície da água no interior da panela, maior a dificuldade de suas partículas se movimentarem e passarem de um estado para outro. Relembrar aos estudantes que atm é a sigla para atmosfera, uma unidade de medida de pressão. Enfatizar que as pressões alcançadas pela panela de pressão são muito altas e que sua explosão pode causar graves acidentes. Por esse motivo, ela deve ser manipulada somente por adultos.

Sólido Líquido Gasoso

I – Fusão; II – Vaporização; III – Solidificação; IV – Condensação; V – Sublimação.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As atividades desta página contribuem para a mobilização da habilidade EF09CI01

5. III e V estão corretas.

I. As indicações A e C representam o momento em que a água se encontra no estado físico líquido e no estado físico sólido, respectivamente. Em ambos os momentos, a água tem sua temperatura diminuída e cede energia térmica.

II. A indicação B representa o momento em que a água está passando por solidificação.

IV. O intervalo referente à indicação B é de 80 minutos.

Auxiliar os estudantes a interpretar o gráfico. Enfatizar que o eixo x refere-se ao tempo, indicado em minutos, e que o eixo y refere-se à temperatura, indicada em °C.

7. Além da verificação de aprendizagem dos estudantes, esta atividade contribui para o desenvolvimento de leitura de gráficos e inferência.

c) Espera-se que os estudantes desenhem partículas próximas umas das outras e pouco agitadas para representar a água no estado sólido (A); partículas mais distantes e mais agitadas para representar a água no estado líquido (B); e partículas bem distantes e bem agitadas para representar a água no estado gasoso (C).

d) Auxiliar os estudantes a relacionar as informações da tirinha às do gráfico. No caso, eles devem relacionar os estados físicos representados nos quadrinhos da tirinha (indicados por 1, 2 e 3) aos estados físicos representados nos intervalos do gráfico (indicados por A, B e C). Além disso, também devem relacionar as mudanças entre os estados físicos, representadas nos intervalos do gráfico indicados por I e II.

6. b) Ao entrar em contato com uma superfície mais fria, as partículas de água, no estado gasoso, cedem energia térmica a ela. Há redução da agitação das partículas e aumento da interação entre elas, até que ocorre a mudança do estado gasoso para o estado líquido, ou seja, a condensação.

III. O intervalo referente à indicação A é de 20 minutos.

IV. O intervalo referente à indicação B é de 100 minutos.

V. A temperatura de solidificação da água, ao nível do mar, é de 0 °C.

6. Em banhos quentes, é comum vermos pequenas gotas de água sobre vidros ou espelhos, como mostra a fotografia. Isso ocorre quando o vapor de água entra em contato com superfícies frias.

a) Qual mudança de estado físico ocorre na situação descrita?

b) Explique o comportamento das partículas de água durante essa mudança de estado físico.

7. Analise o gráfico e faça o que se pede.

Curva de aquecimento da água

a) Que mudança de fase está ocorrendo em I e II indicados no gráfico?

b) Qual estado físico da matéria a água apresenta nas posições A, B e C, no gráfico?

c) Desenhe o comportamento das partículas de água nos estados físicos representados por A , B e C

d) Analise a tirinha. Depois, copie em seu caderno a expressão a seguir que melhor descreve a relação entre os números 1, 2 e 3 e as informações do gráfico.

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Turma do Bidu no 6352. Banco de Imagens MSE. ©Mauricio de Sousa Editora Ltda.

7. c) Resposta nas Orientações para o professor

5. Respostas nas Orientações para o professor

7. d) Alternativa 3. Mais informações nas Orientações para o professor

7. b) A – sólido; B – líquido; C – gasoso.

6. a) Condensação.

7. a) Em I está ocorrendo a fusão e em II, a vaporização.

OFICINACIENTÍFICA

Investigando as mudanças de estado físico da água

Primeiras ideias

Você analisou alguns gráficos sobre mudanças de estado físico da matéria que utilizavam como exemplo a água. Como é possível construir esses tipos de gráfico?

• Preciso de...

• cerca de 20 cubos de gelo (manter no congelador até o momento da atividade);

• leiteira ou panela pequena, que possa ser aquecida sobre a chama do fogão;

• Mãos à obra

• pedaço de isopor reciclável, menor do que a abertura da leiteira ou da panela e com um furo menor do que o diâmetro do termômetro;

• recipiente plástico;

• cronômetro;

• termômetro com escala de 10 °C a 110 °C;

• fogão;

• geladeira com congelador;

• caderno e caneta.

Professor, é importante que o bulbo do termômetro esteja em contato direto com as pedras de gelo. Se necessário, colocar mais gelo ou triturá-lo.

A. Coloque todo o gelo no recipiente plástico e insira o termômetro nele. Espere a marcação estabilizar e registre em seu caderno a temperatura. Considere como o início do experimento (tempo 0 s).

B. Com o cronômetro, registre a temperatura no recipiente a cada 1 minuto transcorrido. Destaque o momento que o gelo começar a derreter e quando derreter completamente. Monitore a temperatura por mais 10 minutos.

C. Despeje a água do recipiente no interior da leiteira ou panela. Encaixe o termômetro no isopor, de maneira que ele fique flutuando sobre a água, sem encostar no fundo. Registre a temperatura indicada no termômetro.

D. Peça a um adulto que acenda o fogão e ajude você a ler a marcação do termômetro a cada 1 minuto transcorrido.

E. Destaque o momento de início da fervura da água e monitore a temperatura por mais 10 minutos. Depois, peça ao adulto que desligue o fogão. Organize seus registros em uma tabela em seu caderno.

• E aí? NÃO ESCREVA NO LIVRO.

OFICINA CIENTÍFICA

O objetivo desta atividade é investigar as mudanças de estado físico da água e construir os gráficos de curva de temperatura de fusão e de ebulição. Esta seção contribui para o desenvolvimento da competência geral 2 e da competência específica 2 e para a mobilização da habilidade EF09CI01

Nos materiais, certificar-se de que o termômetro tenha a escala correta e não permitir que os estudantes utilizem o fogão, para evitar acidentes. O isopor pode ser furado com uma chave de fenda fina, de preferência antes de iniciar o experimento, para evitar contato dos estudantes com a ferramenta.

ATENÇÃO

O manuseio do fogão e a leitura do termômetro durante a ebulição devem ser realizados somente por um adulto responsável.

A temperatura de um freezer de geladeira pode ser abaixo de 10 °C. Dessa maneira, é possível que, no início do experimento, as temperaturas não oscilem, por causa da limitação do termômetro recomendado.

Na etapa F, diferentemente da etapa B, não será necessário esperar a água vaporizar por completo, já que não será possível determinar a temperatura do vapor de água.

Representação da etapa C

1 Que mudanças de estado físico estão envolvidas no experimento? Descreva-as com base no comportamento submicroscópico da água.

Respostas nas Orientações para o professor

2 A partir dos resultados do experimento, elabore um gráfico para cada mudança de estado físico investigada. Para tanto, utilize como modelos os gráficos estudados anteriormente.

Comentários sobre as atividades

1. As mudanças de estado físico envolvidas são fusão e ebulição (um tipo de vaporização). A fusão corresponde à passagem do estado sólido para o estado líquido. Durante esse processo, as partículas da água que formam o gelo recebem energia térmica do ambiente, de forma que as interações entre as partículas diminuem até que a água passe para a forma líquida e

ocupe o espaço do recipiente em que se encontra. A ebulição corresponde à passagem rápida do estado líquido para o estado gasoso. Ao atingir sua temperatura de ebulição (100 °C, ao nível do mar), as partículas de água se desprendem para o ambiente, passando para o estado gasoso (é possível observar redução no volume do líquido na leiteira).

2. Espera-se que os estudantes construam dois gráficos: um representando a curva de tem-

Este experimento possibilita que os estudantes façam observações, coletem e analisem dados e procedimentos realizados na Ciência. Caso o experimento não apresente o resultado esperado, incentivar que eles levantem hipóteses sobre o motivo. Uma variável que pode influenciar o resultado é a altitude.

peratura da água na fusão, e outro representando a curva de temperatura da água na ebulição. Considerar possíveis pequenas variações nos valores da temperatura durante as mudanças de fase, caso a atividade seja realizada em altitudes em que a pressão seja menor que 1 atm.

2. TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS DA MATÉRIA

Este Tema contribui para o desenvolvimento da habilidade EF09CI02. Solicitar aos estudantes que respondam às questões orais, que têm o objetivo de verificar os conhecimentos prévios que possuem.

Sobre o jenipapo e a importância desse fruto para a produção de corantes indígenas, acessar os links indicados no #FICA A

DICA, Professor

[…] O fruto verde do jenipapo quando oxidado produz um corante azul solúvel em água e etanol. Isso ocorre, pois, os frutos verdes apresentam um iridóide glicosídeo incolor chamado de geniposídeo (C17H24O10). Ao ser hidrolisado pela b-glucosidase, esse composto libera a genipina (C11H14O5), a qual é incolor […]. […]

Logo, para a formação do pigmento azul passa-se pela formação de intermediários amarelos, os quais são precursores de outros compostos vermelho-amarronzados. Então, as aminas primárias irão reagir espontaneamente com a genipina, formando o pigmento azul. Sendo o oxigênio indispensável para essa reação acontecer. […]

ROVARIS, Beatriz C. Jenipapo (Genipa americana L.) como corante azul natural. Trabalho de conclusão de curso (graduação em Engenharia de alimentos) – Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2020. p. 16-17. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/bitstream/ handle/123456789/218821/Jenipapo%20 %28Genipa%20americana%20L.%29%20 como%20corante%20azul%20natural.pdf.

Acesso em: 20 jun. 2022. A alta quantidade de pigmento azul-escuro produzida em certas condições pode, em algumas imagens, aparecer como tendência ao preto. No Livro do estudante, a reação química da genipina foi simplificada, em razão do momento escolar dos estudantes. A reação completa é apresentada a seguir.

TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS DA MATÉRIA

Observe o fruto verde do jenipapo, do qual é extraído um corante utilizado por alguns povos indígenas brasileiros em pinturas corporais. Em seguida, responda às questões.

Fruto verde do jenipapo recém-aberto (A) e oxidado (B), após algum tempo de contato com o gás oxigênio do ar.

1. Após ficar em contato com o gás oxigênio do ar, o fruto do jenipapo ganhou uma coloração escura, quase preta.

2. Professor, espera-se que os estudantes respondam que alguma substância (composto) presente no fruto reagiu quimicamente com o gás oxigênio presente no ar e uma nova substância (composto) foi formada. A evidência da formação dessa nova substância (composto) é a mudança de cor do fruto.

1 O que aconteceu com o aspecto do fruto do jenipapo?

2 Na imagem B, o fruto do jenipapo passou por uma transformação química. O que isso significa?

A pintura corporal é uma manifestação cultural utilizada por diversos grupos sociais e possui diferentes significados, dependendo da cultura. Diversos povos indígenas, por exemplo, utilizam a pintura corporal com tinta de jenipapo ou com urucum para muitos fins, como espantar insetos, caçar, em rituais de festejo e de passagem para a vida adulta, entre outros.

Nas imagens, é possível observar a formação do pigmento do jenipapo por meio de uma transformação química (ou reação química). As reações químicas são transformações da matéria em que substâncias produzem outras substâncias. Essas reações acontecem o tempo todo ao nosso redor e no nosso corpo, por exemplo. Chamamos de reagentes as substâncias que reagem entre si e de produtos, as novas substâncias formadas durante esse processo.

Na formação da tinta de jenipapo, a genipina, uma substância incolor presente no fruto verde do jenipapo, ao entrar em contato com o gás oxigênio presente no ar, produz a genipina oxidada. Podemos escrever essa reação da maneira a seguir.

Genipina Pigmento incolor

Genipina oxidada Pigmento escuro + H

Gás oxigênio Presente no ar

Reagentes Produto

Transformações químicas e suas leis

Desde a Antiguidade, o ser humano estuda as transformações químicas. Diversos filósofos e sacerdotes, chamados alquimistas, realizavam transformações químicas na intenção de encontrar novos produtos. Entretanto, suas práticas não seguiam uma metodologia científica, ou seja, não eram utilizados métodos que pudessem ser repetidos, não eram realizadas medições precisas e os resultados nem sempre eram analisados enfocando a busca por explicações científicas.

Por volta do século XVII, com a implementação da metodologia científica e o desenvolvimento da Química como ciência, diversas teorias sobre a constituição da matéria e suas transformações começaram a ser elaboradas.

Um dos cientistas com grande destaque nos estudos sobre as transformações químicas foi o francês Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794).

Lavoisier realizou uma variedade de estudos, alguns deles envolvendo combustão. Utilizando sistemas fechados, em que não há troca de matéria com o meio, Lavoisier fez importantes contribuições para o estudo da Química.

Para entender melhor esse conceito, observe o experimento a seguir.

WAGSTAFF, Charles

Edward. Retrato de Antoine-Laurent de Lavoisier. 1835. Gravura.

15,5 cm x 24,5 cm.

Durante a agitação, os comprimidos efervescentes e o vinagre entraram em contato.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre corantes indígenas, indicamos os seguintes documentos.

• JESUS, Yasmin L.; LOPES, Edinéia T.; COSTA, Emmanoel V. Descobrindo as ciências na cultura indígena: pinturas corporais. Curiá: múltiplos saberes, Itabaiana, v. 1, n. 1, 2015. Disponível em: https://seer.ufs.br/index.php/ CURIA/article/view/3627. Acesso em: 19 jun. 2022.

• GAUDÊNCIO, Jéssica da S.; RODRIGUES, Sérgio Paulo J.; MARTINS, Décio R. Indígenas brasileiros e o uso das plantas: saber tradicional, cultura e etnociência. Khronos, Revista de História da Ciência, São Paulo, n. 9, p. 163-182, junho 2020. Disponível em: https://www. revistas.usp.br/khronos/article/ view/171134/161957. Acesso em: 19 jun. 2022.

Três comprimidos efervescentes foram presos com uma fita à tampa de um frasco.

Após a reação química, o frasco teve sua massa novamente aferida em uma balança.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

• SOUZA, Andreia F. S.; ANDRADE, Izandra S.; PANIZI, Tania R. P. A química nas aldeias indígenas em Comodoro, estado de Mato Grosso: relato preliminar. 58º Congresso Brasileiro de Química. Rio de Janeiro, 6-9 nov. 2018. Disponível em: http://www. abq.org.br/cbq/2018/trabalhos/ 6/1095-23818.html. Acesso em: 19 jun. 2022.

Para saber mais sobre a cor do pigmento do jenipapo, acessar:

O frasco foi preenchido com vinagre até metade de sua capacidade e fechado com a tampa. A massa do conjunto foi aferida em uma balança digital.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Transformações químicas e suas leis

Ao apresentar o experimento ilustrado no Livro do estudante, comentar que o acetato de sódio é formado, mas se solubiliza logo em seguida, por causa de sua alta solubilidade, por isso, normalmente, não é possível visualizá-lo na reação. Se possível, realizar o experimento em sala de aula como demonstração.

A tampa do frasco foi perfurada com uma agulha e, logo na sequência, sua massa foi aferida novamente.

Representação das etapas de um experimento que envolve transformação química.

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• RENHE, Isis R. T. Extração e estabilidade do corante azul de jenipapo (Genipa americana L.) Dissertação (mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) –Departamento de Tecnologia de Alimentos, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2008. Disponível em: https://www.locus.ufv.br/ bitstream/123456789/2833/1/ texto%20completo.pdf. Acesso em: 19 jun. 2022.

BENTINHO Tampa Comprimidos efervescentes Vinagre

Furo feito com agulha

Bolhas de gás carbônico

Fita

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Nesse momento, é interessante conversar com os estudantes sobre a diferença entre lei e teoria científica. Como suporte para essa conversa, leia o trecho a seguir.

Teoria não é uma versão menos confiável que uma lei, longe disso. Enquanto as teorias científicas explicam fenômenos da natureza, as leis são descrições generalistas desses fenômenos. São termos bem diferentes! Por exemplo, a evolução é uma teoria. Mas não é uma teoria qualquer. Segundo o biólogo alemão Ernst Mayr (1904-2005), a evolução é uma teoria que se transformou em um fato, devido à imensa quantidade de evidências que a suportam. É um fato, assim como o fato de a Terra circular ao redor do Sol.

BENTO, Luiz Fernando J. Qual a diferença entre teoria e lei? Por que a seleção natural de Darwin é teoria? Ciência Hoje , Rio de Janeiro, jan. 2016. Disponível em: https://cienciahoje.org.br/ artigo/qual-a-diferenca-entre-teoria-e-leipor-que-a-selecao-natural-de-darwin-eteoria/.Acesso em: 19 jun. 2022. Explicar aos estudantes que, em termos científicos, a palavra "teoria" não tem o mesmo significado que utilizamos em nosso cotidiano, como sinônimo de especulação. As teorias científicas são baseadas em leis e até mesmo em outras teorias científicas; são testadas por muitos experimentos, sendo reconhecidas pela comunidade científica.

Pedaços de madeira queimando.

No experimento, evidências como a formação de bolhas indicam que houve uma transformação química. O ácido acético, presente no vinagre, reage com o bicarbonato de sódio do comprimido efervescente, formando acetato de sódio, um sal branco altamente solúvel na água, água e gás carbônico.

A transformação química da página anterior pode ser descrita da maneira a seguir.

Ácido acético + Bicarbonato de sódio H Acetato de sódio + Água + Gás carbônico

3 Quais são os produtos formados nessa transformação química?

Acetato de sódio, água e gás carbônico.

Observe no visor da balança da ilustração da página anterior que, mesmo com a formação de novos produtos, não houve alteração da massa total nesse sistema fechado, como mostra a etapa D (produtos formados), quando comparada à etapa B (apenas reagentes).

Foi por meio de observações de outras transformações químicas em sistemas fechados, e utilizando balanças, que Lavoisier obteve os resultados que deram suporte para a elaboração da lei da conservação das massas. Ela afirma que, nas transformações químicas, a massa dos reagentes é sempre igual à massa dos produtos formados.

Embora a lei da conservação das massas possa ser aplicada a todas as transformações químicas, ela é mais facilmente observada em sistemas fechados, ou seja, em sistemas que impedem a troca de substâncias com o meio externo. Em um sistema aberto, por exemplo, como na combustão de pedaços de madeira de 1 quilograma, é possível observar ao final uma massa bem menor de cinzas, pois o restante da matéria que forma os pedaços de madeira se dispersou no ambiente na forma de gases e fuligem.

Essa ideia pode ser observada na etapa E do experimento representado na página anterior. Perceba que, ao furar a tampa do frasco, o gás carbônico escapou para o ambiente e a massa do sistema aberto ficou menor.

Algum tempo depois de Lavoisier, o químico francês Joseph Louis Proust (1754-1826) elaborou uma lei segundo a qual a composição elementar de uma substância química é sempre igual. Ou seja, a proporção (em massa) dos componentes de uma substância é sempre a mesma. Essa lei ficou conhecida como lei das proporções constantes

Segundo a lei das proporções constantes, a proporção das massas dos reagentes e dos produtos que participam de uma transformação química é sempre constante.

Proust elaborou essa lei com base em experimentos com diferentes substâncias, entre elas, a água. Ele sabia que, na reação de decomposição da água, por exemplo, a passagem de corrente elétrica pela água a decompõe nos elementos que a constituem, no caso, o hidrogênio e o oxigênio. Observe esse experimento na fotografia.

Proust percebeu que a proporção entre o reagente e os produtos na decomposição da água era constante. Por exemplo, ao decompor 9 gramas de água, eram formados 8 gramas de gás oxigênio e 1 grama de gás hidrogênio, ou seja, a proporção era de 9 : 8 : 1.

A proporção encontrada era sempre mantida, mesmo alterando-se a massa do reagente. Por exemplo, se 18 gramas de água eram decompostos, haveria formação de 16 gramas de gás oxigênio e 2 gramas de gás hidrogênio. Observe nos quadros a seguir os resultados de três experimentos de decomposição da água.

Bateria

Reação química chamada eletrólise, que evidencia a composição da água por meio de sua decomposição.

Enfatizar as diferenças entre as leis de Lavoisier e de Proust. Enquanto a lei de Lavoisier diz que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos, a lei de Proust diz que, em uma reação química, a massa dos reagentes e a massa dos produtos sempre obedecem a uma proporção constante.

Essas leis foram a base para a teoria atômica de Dalton (apresentada adiante na Unidade), que postulou que toda matéria é formada por átomos.

Em relação à eletrólise da água, é importante ressaltar que a água pura é má condutora de corrente elétrica, não sendo possível realizar sua decomposição por meio da eletrólise. Para tanto, é necessário acrescentar um soluto iônico (sal, base ou ácido) à água. Assim, ocorre a eletrólise da água, isto é, ocorre a decomposição das moléculas de água em gás hidrogênio e gás oxigênio.

4 Qual seria a massa formada de gás hidrogênio e a de gás oxigênio na decomposição de 90 gramas de água?

As proporções constantes entre os reagentes e os produtos são encontradas em qualquer reação química, assim como a massa dos reagentes é sempre igual à massa dos produtos. Por isso, as leis de Lavoisier e de Proust são conhecidas como leis ponderais, leis que regem as reações químicas.

4. Mantendo-se a proporção de 8 : 1 de gás oxigênio e gás hidrogênio, seriam formados 80 g de gás oxigênio e 10 g de gás hidrogênio.

Na eletrólise, uma fonte de energia elétrica (no caso, uma bateria) está ligada a dois eletrodos, que são colocados na solução aquosa. Após a passagem de corrente elétrica na solução, forma-se gás hidrogênio no eletrodo ligado ao terminal negativo da fonte e gás oxigênio no eletrodo ligado ao terminal positivo da fonte.

Como o gás oxigênio é mais solúvel do que o gás hidrogênio, a proporção entre eles nem sempre pode ser observada.

CHARLES D. WINTERS/SCIENCE SOURCE/FOTOARENA

Gás oxigênio Gás hidrogênio

Bolhas de gás oxigênio sendo liberadas.

Bolhas de gás hidrogênio sendo liberadas.

ATIVIDADES

As atividades 1 e 2 podem ser usadas para avaliação dos estudantes, por serem atividades de verificação de aprendizagem. Verificar se o conteúdo conceitual foi compreendido por todos e, caso seja necessário, retomar os conceitos do Tema. As atividades 3 a 7 proporcionam o desenvolvimento da habilidade EF09CI02

1. b) O experimento mostra que, em um sistema fechado, mesmo após uma reação química, não acontece perda nem ganho de massa, ou seja, a massa dos reagentes, nesse caso, a do vinagre e a dos comprimidos efervescentes, é igual à massa dos produtos, no caso, a da água, a do sal formado, diluído na água, e a das bolhas de gás carbônico. Isso pode ser confirmado por meio das medidas aferidas pela balança. Assim, o experimento evidencia a lei da conservação das massas.

3. a) Reagentes: gás carbônico e água. Produtos: gás oxigênio e glicose.

b) A massa de gás oxigênio formada será de 192 g. Para a resolução, basta somar a massa dos reagentes (264 g e 108 g) e diminuir desse resultado a massa de um dos produtos formados (180 g).

c) A massa de glicose formada será de 90 g e a de gás oxigênio será de 96 g. Para a resolução, basta basear-se no princípio da lei das proporções constantes. Se na reação considera-se a metade da massa de reagentes do item anterior, também será formada a metade da massa de produtos.

• ATIVIDADES

2. I e III estão corretas. II. A lei das proporções constantes afirma que a proporção das massas dos reagentes e dos produtos que participam de uma transformação química é sempre constante.

1. A lei da conservação das massas foi elaborada por Lavoisier.

a) O que diz a lei da conservação das massas?

1. a) Em uma reação química, a massa dos reagentes é sempre igual à massa dos produtos formados.

b) Retorne ao esquema que ilustra a reação entre o vinagre e os compridos efervescentes na página 25. Que relação existe entre o experimento e a teoria proposta por Lavoisier?

2. Analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

I. A lei das proporções constantes foi enunciada por Proust.

1. b) Resposta nas Orientações para o professor

II. A lei das proporções constantes afirma que, em uma reação química, a massa dos reagentes é sempre igual à massa dos produtos formados.

III. Na decomposição da água pela eletrólise, formam-se gás oxigênio e gás hidrogênio em proporções constantes.

3. A fotossíntese é um processo realizado na presença de luz por plantas, algas e algumas bactérias. Na fotossíntese, a reação entre gás carbônico (absorvido da atmosfera) e água (absorvida pelas raízes na maioria das plantas) resulta na formação de gás oxigênio (liberado na atmosfera) e glicose (distribuída às células do organismo fotossintetizante).

Gás carbônico + Água H Gás oxigênio + Glicose

a) Identifique os reagentes e os produtos da fotossíntese.

b) Na fotossíntese, para a produção de 180 gramas de glicose são necessários 264 gramas de gás carbônico e 108 gramas de água. Nessas condições, qual será a massa formada de gás oxigênio?

c) Considere que, na reação da fotossíntese, 132 gramas de gás carbônico reagem com 54 gramas de água. Qual será a massa formada de glicose e de gás oxigênio?

4. Os airbags são equipamentos de segurança, atualmente obrigatórios, presentes em carros novos e em alguns modelos antigos. Ao ocorrer uma batida, um sensor emite sinais para uma bolsa no interior do airbag que contém azida de sódio, um sal incolor. Com o aquecimento, ocorre uma reação química e a azida produz gás nitrogênio e sódio. O gás nitrogênio é liberado rapidamente e enche uma bolsa plástica, que amortece o impacto entre o passageiro e o painel do carro.

Airbag acionado em um teste de colisão.

Observe a reação química que ocorre no interior do airbag

Azida de sódio H Gás nitrogênio + Sódio

Considere que o interior do airbag seja um sistema fechado e responda às questões a seguir.

Plantação de girassóis sob a luz solar.

3. Respostas nas Orientações para o professor

a) Quantos gramas de azida de sódio são necessários para que, após a reação, sejam formados 84 gramas de gás nitrogênio e 46 gramas de sódio?

130 g

b) Caso haja a reação de 260 gramas de azida de sódio, quantos gramas de gás nitrogênio e de sódio serão formados?

168 g de gás nitrogênio e 92 g de sódio.

5. Analise as reações a seguir e indique a massa do reagente ou produto formado (representado por uma letra).

a) O dióxido de nitrogênio é um gás tóxico, poluente da atmosfera. Se inalado, esse gás pode causar irritações nos pulmões e problemas respiratórios. A formação do gás dióxido de nitrogênio pode ocorrer em algumas situações, como a partir da reação entre gás oxigênio e monóxido de nitrogênio.

5. a) x = 92 g

5. b) y = 64 g

5. c) z = 36 g

Gás oxigênio (32 g) Monóxido de nitrogênio (60 g) Dióxido de nitrogênio (x) + H

b) O gás metano é um dos gases do efeito estufa. Entre as fontes desse gás estão: depósitos geológicos de gás natural; processo de digestão de animais herbívoros; e fermentação de esterco, esgoto e resíduos sólidos. O gás metano tem alto teor inflamável, isto é, quando misturado ao ar, reage com o gás oxigênio e há combustão. Na reação de combustão de gás metano são formados gás carbônico e água.

Gás metano (16 g) Água (36 g) Gás oxigênio (y) Gás carbônico (44 g) + + H

c) O peróxido de hidrogênio é um composto formado no metabolismo celular. Por ter efeitos tóxicos ao organismo, ele é degradado pela enzima catalase, formando água e gás oxigênio.

Catalase

Peróxido de hidrogênio (68 g) Gás oxigênio (32 g) Água (z) + H

6. A reação entre duas substâncias (A e B) resulta na formação de outra substância (C ). Considere que essa reação ocorra em um sistema fechado.

a) Para a formação de 60 gramas da substância C, são necessários 21 gramas da substância A Qual será a massa necessária da substância B?

39 g

b) Para a formação de 20 gramas da substância C , qual será a massa necessária da substância A? E da substância B?

7 gramas da substância A e 13 gramas da substância B

7. A amônia é um gás tóxico. Se inalada, ela pode ser corrosiva para a pele, os olhos e o trato respiratório. A amônia é formada a partir da reação de gás nitrogênio e gás hidrogênio. Observe as reações a seguir.

Gás nitrogênio + Gás hidrogênio H Amônia

a) Para a formação de 34 gramas de amônia, são necessários 28 gramas de gás nitrogênio. Qual será a massa necessária de gás hidrogênio?

6 g

b) Considere que a massa de amônia formada seja o triplo da massa indicada no item a. Calcule a massa necessária de gás nitrogênio e gás hidrogênio para essa reação.

84 g de gás nitrogênio e 18 g de gás hidrogênio.

AMPLIANDO

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Para abordar o assunto balanceamento de reações químicas de maneira visual, trabalhar com os estudantes o simulador indicado no link a seguir:

• BALANCEAMENTO de equações químicas. PhET. Boulder, 23 set. 2021. Disponível em: https://phet.colorado.edu/sims/html/balancingchemical-equations/latest/balancing-chemicalequations_pt_BR.html. Acesso em: 19 jun. 2022.

Se houver disponibilidade de sala com compu-

tadores para os estudantes na escola, reservá-la antecipadamente para esta aula. Caso não seja possível realizar a atividade na escola, propor que seja realizada em casa, solicitando a produção de um relatório, por exemplo.

Para iniciar a simulação, selecionar a opção "Introdução". Sugerimos a escolha da hidrólise para a primeira demonstração. Selecionar a ferramenta balança e, com os estudantes, selecionar os números de moléculas. Observar com

4. a) Para a resolução, basta somar a massa dos produtos formados (84 g e 46 g).

b) Para a resolução, basta basear-se no princípio da lei das proporções constantes. Se na reação considerou-se o dobro de reagente da reação anterior, também será formado o dobro de produtos.

6. b) Para a resolução, basta utilizar o princípio da lei das proporções constantes.

7. b) Para a resolução, basta basear-se no princípio da lei das proporções constantes. Se na reação considera-se que a massa de produtos formados é três vezes maior, a massa dos reagentes também será três vezes maior.

17/07/22

os estudantes as representações dos átomos nas balanças.

A equação estará balanceada com 2 moléculas de água, 2 de gás hidrogênio e 1 de gás oxigênio. Depois da demonstração, os estudantes podem acessar a opção "jogo", para testar o que aprenderam.

Esta atividade contribui para o desenvolvimento da competência específica 6 e da competência geral 5

3. A CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA

Este Tema contribui para o desenvolvimento da competência geral 1, da competência específica 1 e da habilidade EF09CI03. Também trabalha com o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

Ao abordar as primeiras ideias acerca do átomo e o modo como a sua concepção foi sendo aprimorada com os estudos científicos, enfatizar a importância da valorização e do uso dos conhecimentos historicamente construídos, de modo que os estudantes reconheçam as Ciências da Natureza como empreendimento humano e o conhecimento científico como transitório, cultural e histórico.

Evolução dos modelos atômicos

Ao apresentar os modelos atômicos, é importante destacar o caráter colaborativo da Ciência. Apesar de costumeiramente se atribuir reconhecimento a um único cientista, suas contribuições científicas ocorreram graças ao trabalho anterior de outros pesquisadores (ou em conjunto com eles), e/ou à colaboração de técnicos de laboratório, participantes de pesquisa etc.

Se desejar, apresentar aos estudantes imagens dos diversos modelos atômicos propostos, para que eles tenham uma ideia geral dos avanços nas pesquisas ao longo do tempo. É possível sugerir que eles construam uma linha do tempo, citando as principais descobertas de cada modelo.

A construção de modelos é um importante recurso para a Ciência, uma vez que auxilia visivelmente na representação de fenômenos.

3

A DACONSTITUIÇÃO MATÉRIA

Nas revistas em quadrinhos, os super-heróis têm diversos tipos de superpoder. Um deles é Ray Palmer, um professor de Física que desenvolve um cinto que lhe confere a habilidade de se encolher e se transformar no super-herói Átomo.

[...]

Igualmente surpreendentes são as dimensões deste super-herói: ele é do tamanho de um átomo. Isso quer dizer que se você o colocasse sobre o ponto deste “i”, não conseguiria distingui-lo dos mais de 500 bilhões de átomos que estão ao seu lado. [...]

Assim sendo, Átomo consegue, de algum modo, comprimir mais de 70 mil trilhões de átomos que nós temos (um 7 seguido de 27 zeros, segundo o cálculo do Jefferson Laboratory nos Estados Unidos) no espaço ocupado por um único átomo... [...].

SCALITER, Juan. A ciência dos superpoderes: ficção e realidade sobre os poderes e proezas dos heróis, anti-heróis e vilões no universo dos quadrinhos. São Paulo: Cultrix, 2013. p. 123.

Personagem Ray Palmer como o super-herói Átomo, de uma série televisiva.

1 Segundo o texto, se você tivesse o poder desse super-herói e pudesse se encolher até chegar ao tamanho de um átomo, quantos de você caberiam no pingo de um “i”?

2 Por que o nome desse super-herói é Átomo?

1. Mais de 500 bilhões (500 000 000 000).

2. Porque ele consegue se encolher até chegar ao tamanho de um átomo. Professor, perguntar aos estudantes se eles conseguem imaginar qual seria o tamanho de um átomo com base nas informações do texto.

Cientificamente, é impossível que esse super-herói tenha esse poder, mas seu nome é baseado em um conceito científico real: o átomo. O nome átomo é de origem grega e significa “indivisível”. Ele foi concebido pelos pensadores gregos Leucipo de Mileto (cerca de 480 a.C.420 a.C.) e Demócrito de Abdera (cerca de 460 a.C.-370 a.C.), que tentaram, por meio de conceitos, explicar a constituição da matéria. Eles partiram do princípio de que, se qualquer matéria fosse dividida em partes cada vez menores, haveria um momento em que essas partes não poderiam mais ser divididas. Essas partes “indivisíveis” seriam os átomos.

Evolução dos modelos atômicos

A partir do início do século XIX, o átomo passou a ser estudado com base em observações e experimentações. Desde esse período até meados do século XX, foram elaborados modelos que procuraram descrever a estrutura do átomo. A seguir, estudaremos alguns modelos atômicos.

Comentários sobre as atividades

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As atividades 1 e 2 têm o objetivo de verificar se os estudantes conseguem imaginar o quão pequeno é um átomo. Caso tenham dificuldades, apresentar o vídeo sugerido no #FICA A DICA, Estudante e, se necessário, citar outros exemplos comparativos.

O modelo atômico de Dalton

Em suas pesquisas, durante o período de 1803-1807, o cientista inglês John Dalton (1766-1844) desenvolveu a teoria sobre a composição da matéria e a descrição dos átomos. Seus principais fundamentos eram:

• a matéria é formada por partículas fundamentais − os átomos;

• os átomos são partículas maciças e indivisíveis, não podendo ser criadas nem destruídas;

• cada elemento químico corresponde a determinado tipo de átomo;

• os átomos de elementos distintos apresentam diferentes propriedades, tamanhos e massas.

A teoria de Dalton sobre os átomos contribuiu para a confirmação das leis ponderais, elaboradas anteriormente por Lavoisier e Proust.

O modelo atômico de Thomson

Algum tempo após a teoria de Dalton, o físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) demonstrou que o átomo era formado por partículas bem menores, que eram carregadas negativamente e foram denominadas posteriormente de elétrons

De acordo com as características observadas em experimentos, Thomson propôs um modelo atômico que consistia em uma esfera carregada positivamente, na qual os elétrons estavam mergulhados, como se fossem sementes em uma melancia. Esse modelo ficou conhecido como “pudim de passas”.

Com isso, Thomson provou que os átomos eram divisíveis. Em 1906, ele ganhou o Prêmio Nobel de Física, por suas descobertas relacionadas à condução de eletricidade em gases.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O modelo atômico de Dalton

Comentar com os estudantes que as ideias de Dalton foram fundamentais para o desenvolvimento do conhecimento científico sobre o átomo, pois serviram de base para outros cientistas, que propuseram novos modelos até chegar ao modelo aceito atualmente.

Dizer que alguns desses modelos serão vistos a seguir. É importante salientar que as descobertas de Dalton foram limitadas às tecnologias disponíveis na época e que o desenvolvimento de novas tecnologias possibilitou avanços no estudo do modelo atômico.

Uma importante contribuição do modelo de Dalton foi a descoberta da massa atômica, uma vez que ele foi o primeiro a postular que átomos de elementos químicos diferentes possuem tamanhos e massas diferentes. A massa atômica também será assunto desta Unidade.

O modelo atômico de Thomson

Ao introduzir o modelo atômico proposto por Thomson, retomar com os estudantes o conteúdo sobre cargas elétricas e condução elétrica.

#FICA A DICA, Estudante

O vídeo a seguir aborda assuntos que serão estudados na Unidade e apresenta uma explicação comparativa sobre o tamanho dos átomos. O áudio do vídeo está em inglês, mas é possível acionar legendas. Para isso, clicar em "Subtitles" (legendas) e selecionar "Português brasileiro".

• BERGMANN, Jon. Just how small is na atom? [Quão pequeno é um átomo mesmo?]. Palestra proferida no TED Talks, 2012. Vídeo (5min28s).

Disponível em: https://www.ted.com/talks/jon_bergmann_just_how_small_is_an_atom/transcript?embed=true#t-98280. Acesso em: 20 jun. 2022.

No livro a seguir, é possível encontrar mais informações sobre o super-herói Átomo e outros, considerando seus aspectos científicos.

• SCALITER, Juan. A ciência dos superpoderes: ficção e realidade sobre os poderes e proezas dos heróis, anti-heróis e vilões no universo dos quadrinhos. São Paulo: Cultrix, 2013.

Comentar que, apesar de propor o átomo como uma esfera carregada positivamente, Thomson não descobriu os prótons. Ele apenas inferiu a presença de cargas positivas, para que a carga final pudesse ser nula, pois ele partia do pressuposto de que toda matéria é neutra. Os prótons foram determinados posteriormente, conforme será explicado a seguir.

COOK, Conrad. Retrato de John Dalton. 1860. Gravura.

Modelo atômico proposto por Joseph John Thomson.

GEORGIOS KOLLIDAS/SHUTTERSTOCK.COM

Elaborado com base em: BROWN, Theodore L. et al Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. p. 48.

Elétrons (carga negativa)

Esfera de carga positiva

IMAGEM FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

O modelo atômico de Rutherford

Se considerar pertinente, explicar aos estudantes que o feixe de partículas utilizado nos experimentos de Rutherford corresponde às partículas alfa, ou radiação alfa, que são partículas com carga positiva emitidas por elementos radioativos. No experimento, foi utilizado o polônio.

Comentar que, se o átomo realmente fosse uma esfera com carga positiva incrustada de elétrons, um número muito maior de partículas alfa teria sua trajetória desviada ou retornaria, por serem repelidas pela carga positiva do átomo. Como a maior parte das partículas alfa atravessou a folha de ouro, Rutherford concluiu que o átomo possui grandes espaços vazios e que a presença de um núcleo muito pequeno e de carga positiva explicaria o pequeno número de partículas desviadas.

Explicar aos estudantes que o modelo atômico de Rutherford ficou conhecido como modelo planetário, pois sua proposta de como os elétrons se organizam na eletrosfera em torno de um núcleo assemelha-se à forma de como os planetas orbitam ao redor do Sol.

O modelo atômico de Rutherford

Em 1908, alguns anos após os experimentos de Thomson, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) e sua equipe realizaram um experimento que utilizava um material radioativo, o polônio, que já se sabia emitir partículas de carga positiva, chamadas partículas alfa. Eles então colocaram uma amostra desse material em um bloco de chumbo com uma abertura, da qual um feixe de partículas de carga positiva emitidas pelo polônio era direcionado sobre uma finíssima lâmina de ouro. Ao redor da lâmina, havia um anteparo fluorescente, que permitia observar a incidência das partículas. O objetivo era observar se as partículas iriam ter algum desvio ao passarem pelos átomos da lâmina de ouro ou se seguiriam em linha reta.

IMAGEM

FORA DE PROPORÇÃO.

Representação do experimento realizado pela equipe de Rutherford.

Analisando os resultados obtidos, Rutherford percebeu três situações diferentes e fez as seguintes observações:

1. A maioria das partículas conseguia passar pela lâmina de ouro sem sofrer desvio, ou seja, havia um espaço vazio nesses locais, sem carga positiva.

2. Algumas partículas, ao atravessarem a lâmina de ouro, sofreram desvios; isso significava que elas encontraram pequenos obstáculos em sua trajetória, atrapalhando o percurso em linha reta, ou seja, havia cargas próximas à passagem das partículas.

3. Uma pequena quantidade de partículas não conseguiu atravessar a lâmina, voltando para o lado de onde foram lançadas, evidenciando, dessa forma, que elas encontraram um obstáculo fixo (de carga positiva) pelo caminho e colidiram de frente com ele.

Com base nesse experimento, Rutherford concluiu que os átomos têm um núcleo formado por prótons, partículas de carga positiva. Já as partículas de carga negativa, os elétrons, realizam movimentos ao redor do núcleo, em uma região que ficou conhecida como eletrosfera

O físico inglês James Chadwick (1891-1974), que era membro do grupo de pesquisa de Rutherford, descobriu, muito tempo depois, uma partícula presente no núcleo do átomo que não tem carga: o nêutron

Ele também verificou que sua massa era praticamente igual à do próton. Por causa dessas descobertas, Chadwick ganhou o Prêmio Nobel de Física, em 1935.

de Bohr marcaram a passagem da Física Clássica para a Física Quântica no estudo do átomo.

Explicar aos estudantes que as órbitas dos elétrons descritas por Bohr são diferentes das descritas por Rutherford. Vale ressaltar que as linhas adicionadas às ilustrações referentes aos níveis de energia são um recurso didático para facilitar a interpretação do esquema pelos estudantes. Como se trata de regiões de energia, elas não podem ser exatamente definidas.

FICA A DICA

Acesse o link a seguir para realizar uma simulação com base no experimento feito pela equipe de Rutherford. Disponível em: https:// phet.colorado.edu/ sims/html/rutherfordscattering/latest/ rutherford-scattering_ pt_BR.html. Acesso em: 30 mar. 2022.

Representação do modelo atômico proposto por Rutherford após a descoberta dos nêutrons.

O modelo atômico de Rutherford-Bohr

O físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) trabalhou com J. J. Thomson, na Universidade de Cambridge (1911), e com Rutherford, na Universidade de Manchester (1913), ambas no Reino Unido. Em 1922, ganhou o Prêmio Nobel de Física por suas pesquisas e publicações sobre a estrutura do átomo.

Bohr propôs um novo modelo atômico no qual os elétrons estariam presentes em órbitas circulares em volta do núcleo, complementando o modelo de Rutherford. Segundo ele, os elétrons ocupam órbitas específicas ao redor do núcleo, com raios determinados. Em cada órbita, o elétron apresenta energia constante, entretanto, quanto mais distante a órbita estiver do núcleo do átomo, mais energia os elétrons dela apresentam.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Se possível, acessar com os estudantes o simulador indicado no #FICA A DICA do Livro do estudante . Se a escola dispuser de sala com computadores para uso dos estudantes, reservá-la antecipadamente para esta aula. Assegurar-se de entrar no link e testar o simulador antes do dia reservado, para verificar possíveis erros ou dúvidas que os estudantes possam ter. Esta atividade contribui para o de -

senvolvimento da competência específica 6 e da competência geral 5

O modelo atômico de Rutherford-Bohr

A descoberta, a partir do modelo atômico de Bohr, da presença de camadas de energia no átomo e do fato de que cada elétron possui uma quantidade determinada de energia (quantizada) possibilitou explicar por que os elétrons não colidem com o núcleo e por que eles não perdem energia e caem quando são acelerados. Assim, as pesquisas

Sabe-se hoje que existem sete camadas na eletrosfera, determinadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q. Essas camadas constituem o 1o, o 2o, o 3o, o 4o, o 5o, o 6o e o 7o níveis de energia, respectivamente. Cada uma das camadas eletrônicas, também chamadas de níveis de energia, pode conter um número máximo de elétrons (camada K: 2; camada L: 8; camada M: 18; camada N e camada O: 32 cada; camada P: 18; camada Q: 8). Considerando o momento escolar, esse conteúdo não foi apresentado aos estudantes.

Pouco tempo depois das descobertas de Bohr, o físico alemão Arnold Sommerfeld (1868-1951) verificou que, em uma mesma camada, alguns elétrons poderiam apresentar diferentes energias; dessa forma, elas não poderiam ser circulares, mas sim elípticas. Com isso, o modelo atômico continuou sua evolução.

PAULO CESAR PEREIRA

Elaborado com base em: KOTZ, John C.; TREICHEL JR., Paul. Chemistry & chemical reactivity. 3. ed. Orlando: Saunders College, 1996. p. 71.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao final do estudo da evolução dos modelos atômicos, retomar com os estudantes a contribuição dos experimentos e de cada modelo atômico para que se chegasse ao que conhecemos atualmente. De maneira simplificada, podemos afirmar que Dalton descobriu a massa atômica, ao perceber que átomos diferentes apresentavam massas diferentes; Thomson descobriu o elétron; Rutherford descobriu o próton, postulou a presença de um núcleo com carga positiva e a distribuição dos elétrons numa eletrosfera, orbitando em torno desse núcleo; seu colaborador Chadwick descobriu, no núcleo, a presença do nêutron, partícula com carga neutra; e Bohr aprimorou o modelo de Rutherford com a descoberta das camadas de energia e da quantização dos elétrons.

É importante reforçar, mais uma vez, que a evolução da construção dos conhecimentos científicos depende da colaboração de pesquisadores do mundo todo. Também destacar que suas conclusões se relacionam aos conhecimentos e à tecnologia disponível na época em que foram elaboradas.

Se desejar, comentar que os estudos em Física Quântica continuam acontecendo nos dias de hoje e que novas partículas, menores que os prótons e os elétrons, já foram descobertas.

Assim, o modelo atômico de Rutherford-Bohr é descrito da seguinte maneira:

O núcleo é a região em que se encontram os prótons –partículas subatômicas com carga positiva – e os nêutrons – partículas subatômicas sem cargas elétricas. O núcleo é milhares de vezes menor do que o átomo inteiro, mas é o local no qual se concentra a maior parte da massa do átomo.

Parte do túnel do acelerador de partículas LHC. Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, Suíça, 2010.

A maior região do átomo é a eletrosfera, que fica ao redor do núcleo. Nela, ficam os elétrons – partículas subatômicas com cargas negativas.

+

Nêutron Próton Elétron –

Elaborado com base em: TIPLER, Paul A.; LLEWELLYN, Ralph A. Física moderna. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2001. p. 117.

Representação do modelo atômico de Rutherford-Bohr.

Novos estudos possibilitaram a descoberta de novas partículas subatômicas, aprimorando os conhecimentos relativos à estrutura do átomo. Esses estudos continuam até hoje.

Atualmente, diversas pesquisas sobre partículas de dimensões menores do que o átomo, chamadas partículas subatômicas, são realizadas pelo mundo. Para esses estudos, foi construído, na fronteira entre a França e a Suíça, dezenas de metros abaixo do solo, um túnel em forma de anel de 27 km, chamado Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider, LHC). Ele começou a funcionar em 2008. Leia no trecho a seguir mais informações sobre esse acelerador de partículas.

Como funciona o acelerador de partículas LHC?

[...]

O objetivo do grande colisor [...] é aumentar o conhecimento humano sobre o Universo. [...]

[...]

O acelerador de partículas LHC permite que os cientistas reproduzam as condições que existiam dentro de um bilionésimo de segundo após o [...] momento [...] em que se acredita que o Universo começou [...].

[...]

KOVACS, Leandro. Como funciona o acelerador de partículas LHC? [Large Hadron Collider]. Tecnoblog. [S. l.], 2021. Disponível em: https://tecnoblog. net/responde/como-funciona-o-acelerador-de-particulas-lhc-large-hadroncollider/. Acesso em: 30 mar. 2022.

#FICA A DICA, Professor

Caso queira saber mais detalhes sobre o acelerador de partículas, acessar o material disponível no link a seguir:

• CAIRES, Luiza. Maior acelerador de partículas do mundo passa por um upgrade. O que vem por aí?

Jornal da USP, São Paulo, 26 ago. 2019. Disponível em: https://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-exatas-e-da-terra/maior-acelerador-de-particulas-do-mundo-passa-por-um-upgrade-o-que-vem-por-ai/. Acesso em: 20 jun. 2022.

Átomos e elementos químicos

Desde a definição de átomo descrita por Dalton, foi possível definir elemento químico como um conjunto de átomos que tem as mesmas propriedades físicas e químicas, ou seja, que possuem características semelhantes. Atualmente, são conhecidos 118 elementos químicos, parte deles produzida de forma artificial. Os elementos químicos formam a matéria e eles determinam as características físicas e químicas dos mais diferentes materiais. Vamos usar como exemplo a grafite do lápis. Ela é formada por uma mistura de argila, que a deixa maleável, e grafita, que dá sua cor característica. O elemento químico que compõe a grafita é o carbono, ou seja, a grafita é um material formado por um conjunto de átomos do mesmo tipo. Podemos representá-la da maneira a seguir.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Átomos e elementos químicos

Comentar com os estudantes que os elementos químicos, sua classificação e suas propriedades serão estudados detalhadamente mais adiante na Unidade.

Ao trabalhar com moléculas, retomar o conteúdo sobre substâncias puras e misturas. As substâncias puras podem ser simples, quando formadas por um único tipo de elemento químico, como o grafite e o gás oxigênio, ou compostas, quando formadas por mais de um tipo de elemento químico, como a água pura e o gás carbônico. Já as misturas são formadas por duas ou mais substâncias puras, simples ou compostas.

Detalhe da ponta de um lápis (A), modelo representativo da organização dos átomos de carbono na grafita (B) e representação de um átomo de carbono (C).

O gás oxigênio, presente no ar, é formado por dois átomos do elemento químico oxigênio, que juntos formam uma molécula de gás oxigênio. O gás carbônico, por sua vez, tem suas moléculas formadas por um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio.

A água pura é formada por moléculas compostas de dois átomos do elemento químico hidrogênio e um átomo do elemento químico oxigênio.

Dessa maneira, é possível dizer que as moléculas são formadas pela ligação entre dois ou mais átomos, do mesmo elemento ou de elementos químicos distintos. Foi o cientista italiano Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856) que inicialmente utilizou o termo molécula para definir uma combinação de átomos.

Representação das moléculas de gás oxigênio, gás carbônico e água.

#FICA A DICA, Professor

No ano de 2017, quatro novos elementos químicos foram ratificados no Brasil pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac), totalizando 118 elementos químicos. Para saber mais, acessar:

• ZIEGLER, Maria Fernanda. IUPAC ratifica, no Brasil, quatro novos elementos químicos. Agência Fapesp. São Paulo, 14 jul. 2017. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/iupac-ratifica-no-brasil-quatro-novos-elementos-quimicos/25670/. Acesso em: 20 jun. 2022.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Gás oxigênio Gás carbônico Água

ADILSON SECCO

Elaborado com base em: BROWN, Theodore L. et al Química Pearson Education do Brasil, 2016. p. 529.

NAMAKUKI/SHUTTERSTOCK.COM

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Algumas características dos átomos

Para apresentar os elementos químicos, pode-se mostrar algumas imagens de objetos de ouro e prata. Esses exemplos de materiais foram escolhidos por serem visualmente identificáveis por meio de sua cor. Entretanto, é importante ressaltar aos estudantes que, em razão do processamento e da mistura dos materiais, nem sempre é possível distinguir os elementos químicos por meio dos sentidos. Por exemplo, uma medalha de ouro olímpica é constituída de aproximadamente

98,8% de prata e apenas 1,2% de ouro; e a medalha de bronze conta com aproximadamente 5% de zinco na composição.

O número de massa foi apresentado para reforçar os conceitos de átomo e de elemento químico e será novamente abordado ao se estudar a tabela periódica.

Algumas características dos átomos

Como estudamos, existem diferentes elementos químicos. Cada um apresenta propriedades que conferem aos materiais as características que observamos neles, como a cor, a textura, a massa, entre outras. Por exemplo, as cores de um anel de ouro e outro de prata são características atribuídas às propriedades dos átomos que compõem cada um desses objetos.

Os elementos químicos são caracterizados pela quantidade de prótons que apresentam em seu núcleo. Por exemplo, qualquer átomo que possua 6 prótons em seu núcleo é um átomo do elemento químico carbono; assim como qualquer átomo que possua 1 próton em seu núcleo é um átomo do elemento químico hidrogênio. Denominamos número atômico, representado pela letra Z, o número de prótons (p)presentes nos átomos de determinado elemento químico:

Vimos que o núcleo, região em que estão os prótons e nêutrons, concentra a maior parte da massa do átomo. A massa dos elétrons é quase insignificante quando comparada à massa dessas outras partículas subatômicas. Assim, o somatório das quantidades de prótons (p) e nêutrons (n) é denominado número de massa, representado pela letra A:

A = p + n

Por convenção, um elemento químico pode ser representado de acordo com a notação a seguir:

Número de massa Número atômico Símbolo do átomo do elemento químico A Z X

3 O átomo do elemento químico silício, cujo símbolo é Si, possui 14 prótons e 14 nêutrons. Como seria a notação desse elemento químico? Indique o número atômico e o número de massa.

Isótopos

Professor, comentar que cada isótopo aparece na natureza com determinada frequência e que quase 99% do carbono encontrado na natureza é C12.

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Na natureza, um mesmo elemento químico pode apresentar diversidade no número de nêutrons presentes no núcleo, embora o número de prótons seja sempre igual. Observe o exemplo do carbono.

Representação No de prótons No de elétrons No de nêutrons

Átomos que apresentam o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons e, consequentemente, diferentes números de massa (A) são chamados isótopos

1. a) Não. Esses pensadores propuseram que o átomo era a partícula indivisível formadora de toda a matéria. O modelo Rutherford-Bohr propõe que o átomo é constituído de um núcleo central com partículas de carga positiva (prótons) e neutra (nêutrons). Ao redor do núcleo está a eletrosfera, região em que partículas carregadas negativamente (elétrons) orbitam em movimento constante.

• ATIVIDADES

1. Na época em que Leucipo e Demócrito propuseram sua teoria sobre a matéria, muitos filósofos defendiam a ideia de que a matéria era constituída pelos elementos terra, ar, água e fogo.

a) O conceito de átomo proposto por Leucipo e Demócrito é o mesmo utilizado em modelos atômicos mais recentes, como no caso de Rutherford-Bohr? Justifique sua resposta.

b) Desenvolva uma tirinha de 4 a 6 quadrinhos que represente a evolução dos modelos atômicos descritos no decorrer do Tema.

2. As plantas não conseguem assimilar os átomos do elemento químico nitrogênio diretamente do ambiente por causa da maneira como esses átomos estão ligados. Em algumas plantas, ocorre a associação de suas raízes com bactérias que conseguem captar as moléculas do gás nitrogênio presente no ar e no solo, o que auxilia as plantas na absorção desse nutriente essencial.

prótons), e pela eletrosfera, em que há partículas de carga negativa (os elétrons).

Agora, relacione cada afirmação ao cientista que a realizou:

a) Thomson.

b) Dalton.

c) Rutherford.

d) Rutherford e Bohr.

3. I – a, II – d, III – b, IV – c.

4. Em seu caderno, copie o texto a seguir substituindo o símbolo n por uma das palavras a seguir. Cada palavra deve ser utilizada uma só vez.

elétrons prótons núcleo massa nêutrons

Um átomo é constituído de um n extremamente pequeno, carregado positivamente, rodeado por uma nuvem de n carregados negativamente. Embora tipicamente o núcleo seja menos de dez mil vezes menor que o átomo, o núcleo contém mais de 99,9% da n do átomo! Os núcleos são constituídos de partículas carregadas positivamente chamadas n e de outras eletricamente neutras, chamadas n. [...]

LIVRO ABC da física nuclear. Departamento de Física Nuclear: Instituto de Física da Universidade de São Paulo. São Paulo, c2022. Disponível em: https://portal. if.usp.br/fnc/pt-br/p%C3%A1gina-de-livro/livro-abc-daf%C3%ADsica-nuclear. Acesso em: 21 jul. 2022.

ATIVIDADES

1. Esta atividade está relacionada à habilidade EF09CI03 e à competência geral 4 a) Comentar que, entre as teorias da época, a de Leucipo e Demócrito era a que mais se aproximava da teoria atual. b) Se achar interessante, organizar os estudantes em grupos, de maneira que cada grupo desenvolva uma tirinha sobre um modelo atômico. Em seguida, sugerir a troca das produções entre eles. É possível expor na escola ou divulgar nas redes sociais da turma ou da escola as tirinhas produzidas. Incentivar a utilização de diferentes linguagens, propondo um trabalho em conjunto com os professores de Arte.

Representação da molécula de gás nitrogênio. Explique os termos em destaque no texto.

3. Leia algumas propostas que contribuíram para que pudéssemos chegar ao modelo atômico atual.

I. O átomo é divisível, pois consiste em uma esfera carregada positivamente com partículas de carga negativa incrustadas nela.

II. Os elétrons, que apresentam quantidades específicas de energia, giram em torno do núcleo do átomo seguindo uma órbita circular.

III. Os átomos são partículas maciças e indivisíveis.

IV. O átomo é formado por um núcleo, em que há partículas de carga positiva (os

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4. Ordem dos termos: núcleo; elétrons; massa; prótons; nêutrons.

5. O oxigênio é o elemento químico mais abundante na crosta terrestre e um dos elementos essenciais à vida de animais e vegetais. Ele não apresenta cor, cheiro nem gosto.

Observe a representação desse elemento químico.

168O

5. a) O número de massa é A = 16 e o número atômico é Z = 8.

Com base nessas informações, responda.

a) Quais são, respectivamente, o número de massa e o número atômico do oxigênio?

b) Qual é o número de prótons que o oxigênio apresenta?

c) Qual é o número de nêutrons?

5. b) Como Z = p, o número de prótons do oxigênio é 8. 5. c) Como A = p + n, temos: 16 = 8 + n; portanto, n = 8.

Para saber mais sobre fixação biológica de nitrogênio pela soja, acessar os links a seguir:

• HUNGRIA, Mariangela; CAMPO, Rubens José; MENDES, Iêda C. Fixação biológica de nitrogênio na cultura da soja. Londrina: Embrapa Soja, 2001. Disponível em: https://www.infoteca.

cnptia.embrapa.br/bitstream/doc/459673/1/ circTec35.pdf. Acesso em: 20 jun. 2022.

• FIXAÇÃO Biológica de Nitrogênio em Soja. Embrapa Brasília, DF, [2019?]. Disponível em: https://www. embrapa.br/busca-de-solucoes-tecnologicas/-/ produto-servico/3780/fixacao-biologica-denitrogenio-em-soja. Acesso em: 20 jun. 2022.

2. Os elementos químicos são conjuntos de átomos que têm as mesmas propriedades físicas e químicas. Os átomos são as partículas fundamentais submicroscópicas da matéria. Já uma molécula é formada pela ligação de dois ou mais átomos, do mesmo elemento ou de elementos químicos distintos. Para mais informações sobre a fixação de nitrogênio, verificar a indicação de leitura no #FICA A DICA, Professor. A atividade tem como objetivo verificar se os estudantes conceituam adequadamente elemento químico, átomo e molécula.

3. Esta atividade contribui para a mobilização da habilidade EF09CI03 e para o desenvolvimento da competência específica 1. Conversar com os estudantes sobre o desenvolvimento da Ciência como uma construção humana. Eles devem reconhecer as principais contribuições dos pesquisadores nos estudos do átomo que possibilitaram chegar à estrutura atômica atual.

#FICA A DICA, Professor

1. b) Resposta pessoal.

2. Resposta nas Orientações para o professor

4. A TABELA PERIÓDICA

Ao apresentar as contribuições de diferentes pesquisadores à elaboração da tabela periódica, reconhecendo a Ciência como um empreendimento humano e a provisoriedade dos conhecimentos científicos, pode-se desenvolver a competência específica 1

Se julgar pertinente, explicar aos estudantes que a massa atômica de um elemento químico é calculada com base no átomo de carbono, cuja massa (A) é 12 (isto é, possui 6 prótons e 6 nêutrons). O carbono foi definido como referência por ser o elemento químico mais abundante na natureza.

O valor da massa atômica (expressa em u) indica quantas vezes a massa do átomo é maior que 12 1 da massa do átomo de carbono. Entre os isótopos de carbono, isto é, entre as variantes com diferentes números de nêutrons, o carbono 12 é o mais abundante na natureza. O isótopo mais conhecido é o carbono 14 (6 prótons e 8 nêutrons), que é radioativo e muito utilizado para a datação de materiais arqueológicos.

A TABELA PERIÓDICA

Desde a Antiguidade, alguns elementos químicos são conhecidos, mas somente a partir de meados do século XVII eles foram sendo sistematicamente descobertos.

John Dalton, que concebeu um dos primeiros modelos atômicos, em seu livro mais importante, publicado em 1808, apresentou símbolos para representar elementos químicos e seus compostos, como mostra a imagem.

O sistema de símbolos proposto por Dalton foi substituído posteriormente pelo sistema do químico sueco Jöns Jacob Berzelius (1779-1848), que é utilizado até hoje.

Cada elemento químico conhecido tem um nome e um símbolo, que deve ser formado por uma ou duas letras do seu nome em latim ou em grego: a inicial deve ser sempre maiúscula e a segunda letra, quando necessária, sempre minúscula. A minúscula é usada se dois ou mais elementos tiverem a mesma inicial.

Em 1869, o químico russo Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907) propôs a primeira tabela periódica para organizar os cerca de 60 elementos conhecidos até então, que tinha como critério de organização o valor crescente de massa atômica. Naquela época, ainda não eram conhecidos os números atômicos dos elementos.

Símbolos criados por John Dalton para representar elementos químicos e seus compostos.

A massa atômica expressa o valor correspondente à média dos números de massa dos isótopos do elemento químico, considerando a frequência de cada um deles na natureza. Por isso, muitos valores de massa atômica entre os elementos da tabela periódica são números decimais.

Somente em 1913, o físico inglês Henry G. J. Moseley (1887-1915), assistente de Rutherford, demonstrou que havia relação entre o comportamento dos átomos de cada elemento químico e a carga presente em seus núcleos. Ele expressou essa relação por um número inteiro denominado número atômico. A descoberta de Moseley causou a reorganização da tabela periódica, que passou a ser em ordem crescente de número atômico.

A tabela periódica pode ser sempre consultada conforme a necessidade. De acordo com as recomendações da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), ela deve conter informações como nome e símbolo dos elementos químicos, estado físico, massa atômica, número atômico, entre outras. Observe a tabela periódica atual na próxima página.

#FICA A DICA, Professor

Caso queira saber mais sobre a datação por carbono 14, acessar o site a seguir.

• DATAÇÃO por carbono-14. Monumento nacional ruínas engenho São Jorge dos erasmos . Santos, c2018. Disponível em: http:// www.engenho.prceu.usp.br/datacao-porcarbono-14/. Acesso em: 20 jun. 2022.

#FICA A DICA, Estudante

No site a seguir, é possível observar fotos, curiosidades, vídeos e aplicações no cotidiano dos elementos químicos da tabela periódica.

• TABELA periódica dos elementos químicos. Tabela periódica.org [S. l.], c2022. Disponível em: https://www.tabelaperiodica.org/. Acesso em: 20 jun. 2022.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Disponível em: https://iupac.org/whatwe-do/periodic-table-of-elements/. MEIJA, Juris et al . Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry , v. 88, n. 3, p. 265-291, mar. 2016.

Elaborado com base em: PERIODIC Table of Elements. Internacional union of pure and applied chemistry (IUPAC) . Carolina do Norte, 4 maio 2022.

Tabela periódica. Os valores da massa atômica foram arredondados para facilitar a leitura. Os valores que aparecem entre parênteses referem-se

Disponível em: http://www.degruyter.com/view/j/pac.2016.88.issue-3/pac-2015-0305/pac-2015-0305.xml. Acessos em: 10 jun. 2022.

Se possível, projetar a tabela periódica por meio de slides ou transparência. Outra opção, ainda mais interessante, é verificar se a escola possui uma tabela periódica em tamanho ampliado, que poderia ficar exposta na sala de aula durante todo o estudo do conteúdo. Se não for possível, sugerir aos estudantes que providenciem uma cópia da tabela presente no livro, para que possam recorrer a ela em diferentes momentos, lado a lado com a página que estiver sendo estudada.

A tabela periódica é organizada em grupos; cada coluna representa um grupo, que contém elementos que tendem a ter a mesma quantidade de elétrons na última camada eletrônica. O hidrogênio está localizado na primeira coluna, mas não pertence a nenhum grupo. Considerando o momento escolar, esse conteúdo não foi apresentado aos estudantes. Chamar a atenção para os elementos químicos situados na parte de baixo da tabela. Pedir à turma que identifique na tabela periódica os quadrados de mesma coloração deles e explicar que esses elementos estão situados nessa posição, mas que, para facilitar a organização da tabela, em geral, opta-se por representá-los abaixo dela, deixando-a mais compacta.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Hidrogênio

Se desejar, comentar com os estudantes que as estrelas, entre elas o Sol, são formadas majoritariamente por hidrogênio no estado físico de plasma. O hidrogênio tem papel fundamental em diversas reações que ocorrem no interior das estrelas, incluindo a formação de outros elementos químicos por fissão e fusão nuclear, em um processo chamado nucleossíntese. […]

Antes de tudo é bom ressaltar que os processos que envolvem o surgimento de elementos químicos não são reações químicas convencionais. São processos de fusão e fissão nuclear. Ou seja, processos em que átomos podem ser fundidos (fusão) ou divididos (fissão). De um modo geral tais eventos são conhecidos como nucleossíntese. […]

O primeiro processo de nucleossíntese natural foi o Big Bang, com uma produção massiva de elementos (e seus isótopos) químicos que estão ali no início da tabela periódica – hidrogênio e hélio –, tendo algum resquício de formação de lítio, berílio e boro.

[…]

Elementos a partir do carbono podem ser formados em processos que ocorrem em estrelas. Seguindo pela tabela periódica; alguns elementos podem ser formados em estrelas não muito maiores do que o nosso Sol, enquanto que outros elementos com mais prótons e nêutrons precisam de condições mais drásticas, encontradas em estrelas mais massivas. […]

HOLZLE, Luís Roberto B. Como surgiram os elementos químicos? Tabela periódica. org. [Bagé], 7 dez. 2016. Disponível em: https://www.tabelaperiodica.org/comosurgiram-os-elementos-quimicos/. Acesso em: 20 jun. 2022.

O hidrogênio possui três isótopos, que são o prótio (H1), o deutério (H2) e o trítio (H3).

Se achar interessante, comentar que o foguete da fotografia é o Space Launch System, da

Cada célula da tabela periódica apresenta diversas informações sobre os elementos químicos. Observe a seguir como essas informações estão organizadas.

Número atômico, localizado na parte superior esquerda do símbolo do elemento.

Massa atômica, localizada na parte inferior esquerda do símbolo do elemento.

O símbolo do elemento químico está representado ao centro.

O nome do elemento está localizado abaixo de seu símbolo.

Representação do elemento químico carbono na tabela periódica.

Os elementos químicos podem ser organizados em conjuntos de elementos químicos com propriedades semelhantes.

Hidrogênio

O hidrogênio (H) apresenta propriedades químicas peculiares, ou seja, não apresenta características comuns a outros elementos químicos da tabela periódica. Trata-se do elemento químico mais abundante no Universo.

O hidrogênio é empregado na indústria química, aeroespacial (como combustível para foguetes e ônibus espaciais, por exemplo), automotiva, entre outras.

Representação do elemento químico hidrogênio na tabela periódica.

Foguete com propulsores de hidrogênio. Cabo Canaveral, EUA, 2022. Desenvolvido pela Nasa, esse foguete de última geração terá como missão levar a primeira mulher e a primeira pessoa negra para a Lua e, possivelmente, terá missões para outros locais do Sistema Solar.

Nasa, que permite a exploração do espaço para além da órbita da Terra. Artemis é o nome de uma série de missões que esse foguete pretende cumprir, o que inclui aterrissar na Lua a primeira mulher e a primeira pessoa negra, para uma exploração maior que as anteriores. Cumprida essa missão, o próximo destino será levar os primeiros astronautas para Marte.

STEVE NESIUS/REUTERS/FOTOARENA

ALEX ARGOZINO

ALEX ARGOZINO

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Metais

Metais

Os metais compreendem a maioria dos elementos da tabela periódica, sendo encontrados no estado sólido à temperatura ambiente de 25 °C, com exceção do elemento mercúrio, que é líquido.

As principais características apresentadas pelos metais são:

• boa condutividade, tanto de calor quanto de eletricidade;

• ductilidade (facilidade de serem transformados em fios) e maleabilidade (facilidade de serem transformados em lâminas);

• brilho característico;

• altas temperaturas de fusão e de ebulição;

• alta densidade.

O metal alumínio (Al) apresenta grande maleabilidade. Por não sofrer corrosão facilmente, pode ser empregado na confecção de embalagens e de papel para embrulhar alimentos, por exemplo.

Metais pesados

Alguns metais estão presentes em baixas concentrações no corpo dos seres vivos e são necessários para manter sua saúde. Entre eles estão o zinco, o magnésio, o cobalto e o ferro. Entretanto, outros metais, como o chumbo, o mercúrio, o cádmio, o crômio e o arsênio não existem naturalmente no corpo dos seres vivos e não desempenham nenhuma função biológica. Dessa maneira, seu acúmulo nos organismos se torna prejudicial à saúde. Esses metais são popularmente conhecidos como metais pesados, e estão associados naturalmente a outros metais presentes em rochas.

Com o desenvolvimento da mineração, esses metais passaram a ser extraídos das rochas. No processo de extração, há contaminação do solo e da água, além da absorção pelos seres vivos, que podem desenvolver problemas nos sistemas nervoso, cardiovascular, digestório e urinário, bem como diversos tipos de câncer.

As pilhas e baterias utilizadas em nosso cotidiano são grande fonte de metais pesados. Por isso, seu descarte deve ser realizado de maneira correta, em postos de recolhimento apropriados.

Questionar quais metais os estudantes conhecem e quais são suas aplicações no cotidiano. Alguns exemplos são:

• Ferro: ligas metálicas;

• Chumbo: ligas metálicas, solda e proteção contra radiação;

• Titânio: indústria aeroespacial e naval.

Retomar os conceitos de condutividade térmica e elétrica e de densidade.

Comentar sobre a importância de se realizar o descarte adequado de pilhas e baterias, de modo a se evitar a contaminação do ambiente. Se possível, verificar antecipadamente se existem pontos de coleta no bairro onde a escola se localiza e apresentá-los aos estudantes. Alternativamente, é possível solicitar que eles façam uma pesquisa para identificar a presença de pontos de coleta no bairro e que confeccionem panfletos informativos sobre o tema, informando a localização desses pontos. Os panfletos podem ser entregues à comunidade escolar, com o objetivo de contribuir para a sua conscientização.

Coletor para pilhas e baterias.

Embalagem feita de alumínio e rolo de papel-alumínio.

NATALIA KUPREYCHENKO/ SHUTTERSTOCK.COM SERGIY KUZMIN/SHUTTERSTOCK.COM LEO BURGOS/PULSAR IMAGENS

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Não metais

Pedir aos estudantes que localizem os elementos não metais em suas tabelas periódicas. Ao falar sobre as características dos não metais, retomar os conceitos de condução térmica e elétrica, ductilidade e maleabilidade. Estabelecer comparações entre metais e não metais, considerando essas propriedades.

Gases nobres

Pedir aos estudantes que localizem os gases nobres em suas tabelas periódicas. Comentar que o hélio é o segundo elemento químico mais abundante do Universo, estando atrás apenas do hidrogênio. Ele também faz parte da composição de estrelas e recebeu esse nome ao ser descoberto pelo astrônomo francês Jules Janssen (1824-1907) e pelo astrônomo inglês Norman Lockyer (1836-1920), que, ao estudarem as emissões solares durante um eclipse solar, notaram a presença de um elemento químico desconhecido e o chamaram de hélio, em homenagem ao deus grego do Sol (Helios).

Comentar que o argônio é utilizado como gás de enchimento em lâmpadas incandescentes para prolongar a sua duração. Esse gás também é utilizado na fabricação de lâmpadas fluorescentes, conferindo-lhes uma coloração verde-azulada. Outro gás utilizado na fabricação de lâmpadas fluorescentes é o neônio, que confere a cor roxa à lâmpada. O neônio também é chamado de neon, por isso o nome das lâmpadas de neon.

Não metais

Os não metais estão localizados mais à direita da tabela periódica, ficando entre os metais e os gases nobres. Eles podem ser encontrados nos três estados físicos, à temperatura ambiente. Por exemplo, à temperatura ambiente, o oxigênio (O) é um gás e o bromo (Br), um líquido.

As principais características apresentadas pelos não metais são:

• má condutividade de calor e de eletricidade;

• baixa ductilidade e maleabilidade;

• ausência de brilho característico;

• temperaturas de fusão e de ebulição variáveis;

• densidade variável.

Os não metais são mais abundantes na natureza do que os metais. Os organismos vivos são compostos, quase exclusivamente, de não metais.

Gases nobres

Os gases nobres são elementos químicos estáveis e não reagem facilmente com outros elementos químicos. Eles demoraram a ser descobertos por apresentarem baixa reatividade, mesmo sendo encontrados em quantidade considerável na atmosfera terrestre.

Alguns gases nobres são mais leves (menos densos) que o ar atmosférico, como o gás hélio (He). Dada essa característica, esse gás pode ser utilizado para encher balões de festa e meteorológicos, possibilitando que eles subam em direção às camadas superiores da atmosfera.

• ATIVIDADES

1. Os sais minerais são importantes para a nutrição do corpo humano e têm diversas funções no nosso organismo. Magnésio, cálcio, zinco, selênio e enxofre são alguns dos elementos químicos que formam os sais minerais. O magnésio, por exemplo, atua diretamente em membranas celulares, afetando o relaxamento muscular.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ATIVIDADES

As atividades 1 a 4 requerem a interpretação das informações presentes na tabela periódica. Se os estudantes apresentarem dificuldades, ajudá-los na busca.

1. Esta atividade aborda o tema contemporâneo transversal Educação alimentar e nutricional. Reforçar a importância de manter uma alimentação balanceada, rica em produtos naturais e não processados.

Alguns alimentos naturais que são ricos em sais minerais.

Localize na tabela periódica os elementos químicos descritos no texto e faça o que se pede.

a) Quais são seus números atômicos? E a massa atômica?

b) Classifique esses elementos quanto ao caráter metálico.

Respostas nas Orientações para o professor

c) Faça uma pesquisa e escreva exemplos de alimentos ricos em sais minerais.

2. De acordo com as dicas a seguir, identifique o elemento químico correspondente na tabela periódica.

a) Elemento que possui um único elétron.

b) Possui massa atômica de 12,0.

c) Possui número atômico 8.

d) Possui número atômico 79.

e) Possui massa atômica de 40,1.

f) Possui 35 prótons.

2. a) Hidrogênio.

2. b) Carbono.

3. I, II e IV são verdadeiras.

2. c) Oxigênio.

2. d) Ouro.

2. e) Cálcio.

2. f) Bromo.

III. Dos exemplos mencionados, apenas o fósforo e o enxofre são exemplos de não metais.

V. Os gases nobres ocupam a 18a coluna da tabela periódica.

VI. Por apresentar propriedades químicas peculiares, o hidrogênio, apesar de estar localizado na primeira coluna, não pertence a nenhum grupo da tabela periódica.

3. Analise as afirmativas a seguir sobre a organização da tabela periódica e corrija as falsas.

I. A tabela periódica é organizada em ordem crescente de número atômico.

II. São exemplos de metais: o ouro, o ródio e o manganês.

III. São exemplos de não metais: o fósforo, o enxofre e o cádmio.

IV. Os metais representam a maior parte dos elementos químicos da tabela periódica.

V. Os gases nobres ocupam a primeira coluna da tabela periódica.

VI. O hidrogênio pertence ao grupo dos não metais.

#FICA A DICA, Estudante

Para pesquisa sobre alimentos ricos em sais minerais, indicar os sites a seguir para os estudantes.

• ALIMENTAÇÃO Saudável. Biblioteca Virtual em saúde. [S. l.], set. 2003. Disponível em: https:// bvsms.saude.gov.br/bvs/dicas/21alimentacao.html.

Acesso em: 20 jun. 2022.

• UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS; NÚCLEO DE ESTUDOS E PESQUISAS EM ALIMENTAÇÃO.

Tabela brasileira de composição de alimentos

Campinas: Nepa: Unicamp, 2011. Disponível em: https://www.nepa.unicamp.br/taco/contar/taco_4_ edicao_ampliada_e_revisada.pdf?arquivo=1. Acesso em: 20 jun. 2022.

b) Magnésio, cálcio e zinco são metais; selênio e enxofre são não metais.

c) Para sugerir fontes confiáveis de pesquisa, utilizar as indicações mencionadas no #FICA A DICA, Estudante Exemplos que podem ser citados: uva, banana, abacate, aveia, nozes, amendoim, girassol, castanha, leite, soja, peixes, batata, beterraba, couve e espinafre são ricos em magnésio; amêndoa, aveia, couve-manteiga, leite, iogurte, queijo, agrião, espinafre, brócolis, ovo e banana são ricos em cálcio; sardinha, amêndoa, castanha-do-pará e carne bovina são ricos em zinco; castanha-do-pará, farinha de trigo, pão francês, frango, arroz, ovo, carne bovina, feijão e queijo são ricos em selênio; couve cozida, agrião cozido, couve-de-bruxelas, repolho, couve-flor e nabo são ricos em enxofre.

trabalhar com a atividade, relembrar o que foi estudado sobre os diferentes tipos de rocha em anos anteriores. Retomar também a definição de minério, que corresponde a uma rocha ou a um mineral de valor econômico.

a) A bauxita é o minério bruto. Em sua composição, está a alumina (Al2O3), que será processada e transformada em alumínio.

b) Os estudantes devem indicar que na célula entra o nome do elemento, seu símbolo, seu número atômico e sua massa atômica.

4. Em seu caderno, copie os dados a seguir e complete as informações, substituindo os símbolos pelas informações corretas, como mostra o exemplo do elemento químico boro.

Elemento químico Símbolo Número atômico Massa atômica Classificação

Boro B 5 10,8 Não metal

l Si l l l

l l 33 l l

Radônio Rn l l l

Xenônio l l l l

Bário l l l l

l l 80 l l

5. O alumínio está presente em diversos utensílios com os quais temos contato em nosso cotidiano, como panelas, talheres, latas, portas e janelas. Ele também é muito usado na construção civil, nos transportes, nas embalagens, entre outros.

O alumínio é extraído do minério bauxita na forma de óxido de alumínio (Al2O3), também chamado alumina. O Brasil possui grande reserva de bauxita de alta qualidade, e as maiores reservas extrativistas estão presentes nos estados do Pará, de Goiás e de Minas Gerais.

c) O alumínio é um metal, e o oxigênio, um não metal. d) Os metais possuem boa condutividade térmica e elétrica, são dúcteis e maleáveis, refletem a luz, manifestando brilho característico, possuem altas temperaturas de fusão e de ebulição e apresentam alta densidade. Os não metais são maus condutores de calor e de eletricidade, são pouco dúcteis e pouco maleáveis, não apresentam brilho característico, podem ser encontrados nos três estados físicos à temperatura ambiente e constituem a base da composição dos organismos vivos.

6. Os metais são encontrados no estado sólido à temperatura ambiente, com exceção do elemento mercúrio, que é líquido a 25 °C. Algumas características apresentadas pelos metais são: boa condutividade de calor e de eletricidade, temperaturas de fusão e de ebulição altas e densidade alta. Em contrapartida, os não metais podem ser encontrados nos três estados físicos à temperatura ambiente. Algumas características apresentadas pelos não metais são: má condutividade de calor e de eletricidade, temperaturas de fusão e de ebulição variáveis e densidade variável.

Bauxita. Alumínio processado.

a) Qual é a diferença entre bauxita, alumina e alumínio?

b) Em seu caderno, desenhe as células da tabela periódica que contêm os elementos químicos presentes na alumina, indicando e explicando cada detalhe.

c) Os elementos químicos que formam a alumina são metais ou não metais?

d) Quais são as principais características dos metais? E dos não metais?

6. O texto a seguir compara características dos metais e dos não metais. Copie-o em seu caderno e utilize uma das palavras entre parênteses para substituir os símbolos.

Os metais são encontrados no estado (sólido/líquido/gasoso) n à temperatura ambiente, com exceção do elemento mercúrio, que é (sólido/líquido/gasoso) n a 25 °C. Algumas características apresentadas pelos metais são: (boa/má) n condutividade de calor e de eletricidade, temperaturas de fusão e de ebulição (altas/baixas/variáveis) n e densidade (alta/baixa/variável) n. Em contrapartida, os não metais podem ser encontrados nos três estados físicos à temperatura ambiente. Algumas características apresentadas pelos não metais são: (boa/má) n condutividade de calor e de eletricidade, temperaturas de fusão e de ebulição (altas/baixas/variáveis) n e densidade (alta/baixa/variável) n

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Resposta nas Orientações para o professor.

Respostas nas Orientações para o professor

5

1. Resposta pessoal. Professor, espera-se que os estudantes identifiquem que as reações químicas estão presentes em diversas situações, no ambiente e no cotidiano do ser humano (não apenas em frascos de laboratório), e que essa era a mensagem da professora.

BALANCEAMENTO E ANÁLISE DE REAÇÕES QUÍMICAS NO AMBIENTE

O que eu penso quando minha professora fala sobre reações químicas:

O que realmente ela está tentando dizer:

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

5. BALANCEAMENTO E ANÁLISE DE REAÇÕES QUÍMICAS NO AMBIENTE

Este Tema contribui para o desenvolvimento da habilidade

EF09CI02

1 O que a professora tenta dizer ao estudante sobre as reações químicas?

2 Para você, qual é a importância de conhecer as características das reações químicas?

As reações químicas estão presentes naturalmente no ambiente ou podem ser produzidas e controladas pelo ser humano. Atualmente, estima-se que processos que aceleram ou retardam reações químicas são responsáveis por aproximadamente 35% do Produto Interno Bruto (PIB) da Terra.

Compreender algumas propriedades básicas das reações químicas e analisar sua presença no ambiente serão o foco de nosso estudo nesta parte da Unidade.

PIB: soma, em valores monetários, de todos os bens e serviços finais produzidos em um ano, com o objetivo de medir o nível de riqueza e a atividade econômica de uma região (que pode ser o país, o estado ou o município, por exemplo).

A representação gráfica de uma reação química é chamada equação química. Observe, por exemplo, a reação entre o carbono e o gás oxigênio, formando o gás carbônico.

Nesta reação química, o carbono e o gás oxigênio são os reagentes.

Representação de reação química na formação do gás carbônico.

Este número indica a quantidade de átomos do elemento químico oxigênio em uma molécula de gás oxigênio.

Analisar o quadrinho com os estudantes e questionar o que eles pensam a respeito de reações químicas. Perguntar se estão mais relacionadas ao primeiro ou ao segundo quadrinho. Comentar que reações químicas acontecem a todo momento em diversas situações no ambiente ao nosso redor e dentro do nosso corpo. Esse assunto será abordado durante o desenvolvimento deste Tema.

Sobre a estimativa de que processos de catálise, que aceleram ou retardam reações químicas, são responsáveis por aproximadamente 35% do PIB mundial, pode-se obter mais informações no link indicado no #FICA A DICA, Professor

O gás carbônico formado a partir dessa reação é o produto.

Gás carbônico Carbono

A seta presente na equação indica a direção em que a reação ocorre. Dessa maneira, a equação dada pode ser lida da seguinte maneira: um átomo de carbono (C) reage com uma molécula de gás oxigênio (O2) formando uma molécula de gás carbônico (CO2). Lembre-se de que uma molécula pode ser formada por átomos de um ou mais elementos químicos; nesse caso, dois átomos de oxigênio e um de carbono.

2. Resposta pessoal. O conhecimento das características das reações químicas pode ser importante para reduzir os impactos da interferência humana no ambiente (por exemplo, evitando a emissão de poluentes

que contribuem com a ocorrência de chuva ácida), para aplicações em processos industriais (por exemplo, a produção de energia), para evitar que objetos do cotidiano sejam danificados (por exemplo, evitando a ferrugem em objetos que contenham ferro), entre outros.

#FICA A DICA, Professor

Para mais informações sobre os processos de catálise, acessar o link a seguir.

• NOGUEIRA, Pablo. Desenvolvedores de ferramenta para construção de moléculas levam o Prêmio Nobel de Química de 2021. Jornal da Unesp, São Paulo, 7 out. 2021. Disponível em: https://jornal.unesp. br/2021/10/06/desenvolvedores-de-ferramenta-para-construcao-de-moleculas-levam-o-premio-nobel-de-quimica-de-2021/. Acesso em: 20 jun. 2022.

Ao mostrar a molécula de gás carbônico, retomar com os estudantes que uma molécula de água é formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Reproduzir a reação de formação da água na lousa, ressaltando quais são os produtos e quais são os reagentes.

Observe os quadrinhos a seguir e responda às questões.

ILUSTRAÇÕES: IVAN COUTINHO

SHAIITH/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Comparar as equações químicas da formação do gás carbônico e da formação da água. Explicar aos estudantes que a primeira equação é representativa e que a ocorrência do carbono livre na natureza é rara. Comentar que a formação de gás carbônico geralmente ocorre por reações químicas semelhantes à da queima da parafina. Se desejar, mencionar que essa é uma reação de combustão. Explicar que a parafina é um derivado do petróleo e, se julgar interessante, comentar que a queima completa da gasolina (também derivada do petróleo) e do etanol ocorre de maneira semelhante:

Gasolina:

2 C8H18 + 25 O2 H 16 CO2 + 18 H2O

Etanol:

C2H6O + 3 O2 H 2 CO2 + 3 H2O

3. O gás hidrogênio e o gás oxigênio estão no estado gasoso, e a água, no estado líquido.

4. Duas moléculas de parafina reagem com 67 moléculas de gás oxigênio e formam 44 moléculas de gás carbônico e 46 moléculas de água.

4 Como poderia ser lida a reação de queima da parafina mostrada?

Em uma equação química, o estado físico em que uma substância se encontra também pode ser representado. Vamos retomar o exemplo da formação de gás carbônico.

C (s) + O2 (g) H CO2 (g)

Nessa reação, o carbono está no estado sólido; por isso, a letra “s” entre parênteses. Já o gás oxigênio e o gás carbônico estão no estado gasoso; por isso a letra “g” entre parênteses. Para substâncias no estado líquido, utiliza-se a letra “l “ e, para substâncias que estejam em meio aquoso, ou seja, dissolvidas em água, utilizam-se as letras “aq”. Observe agora um exemplo de reação química que tem como produto a água.

2

H2 (g) + O2 (g) H 2 H2O (l)

Observe que, nesse caso, além das indicações de estado físico, temos um coeficiente, o número 2, antes da molécula de gás hidrogênio (2 H2). Ele indica o número de átomos ou moléculas. Dessa maneira, esse exemplo pode ser lido como: duas moléculas de gás hidrogênio (2 H2) reagem com uma molécula de gás oxigênio (O2) formando duas moléculas de água (2 H2O). Perceba que o coeficiente 1, que indicaria o envolvimento de uma molécula de gás oxigênio nessa reação, é omitido.

3 Quais são os estados físicos dos reagentes e dos produtos da reação de formação da água?

Observe a equação química que representa a queima da parafina. Vamos considerar uma molécula de parafina com 22 átomos de carbono e 46 átomos de hidrogênio (C22H46). Assim:

2 C22H46 + 67 O2 H 44 CO2 + 46 H2O

Vela acesa, com a parafina sendo consumida.

Comentários sobre as atividades

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3. A atividade tem o objetivo de promover a interpretação das informações contidas na equação química. Chamar a atenção dos estudantes para o fato de dois gases, ao reagir, formarem uma substância líquida nas mesmas condições de temperatura e pressão. Isso ocorre porque as diferentes combinações resultam em moléculas com características e propriedades físicas e químicas específicas e distintas das originais.

4. O objetivo desta atividade é reforçar o entendimento dos estudantes sobre o que representa cada item de uma equação química. Explicar que o coeficiente representa a quantidade de moléculas necessárias para que ocorra aquela reação específica. Já o número que vem à direita do elemento químico representa a quantidade de átomos daquele elemento químico naquela molécula. Se desejar, apresentar, neste momento, outras equações químicas e repetir a atividade.

Balanceamento de reações químicas

Com base na lei estabelecida por Lavoisier, é possível concluir que, em uma equação que representa uma reação química, a quantidade de átomos de cada elemento químico deve ser a mesma nos reagentes e nos produtos. Quando adequamos as quantidades de átomos de cada elemento químico, dizemos que a equação está balanceada

Existem diversas maneiras de realizar o balanceamento de uma equação química. Utilizaremos o balanceamento por tentativa

Para iniciar nosso estudo, vamos retomar a formação da água a partir da reação química do gás hidrogênio com o gás oxigênio.

H2

+ O2 H H2O

Para verificar se uma equação química está balanceada, é preciso ter certeza de que a quantidade de átomos de um elemento químico participante da reação seja a mesma, tanto no lado dos reagentes quanto no lado dos produtos. Um primeiro passo possível seria organizar um resumo dessas informações. Assim, no caso da reação química citada:

Elementos químicos presentes na reação H O

Quantidade de átomos presentes nos reagentes 2 2

Quantidade de átomos presentes nos produtos 2 1

5 Por que essa equação química não está balanceada?

Porque a quantidade de átomos de oxigênio no lado dos produtos é menor do que no lado dos reagentes.

Para balancear a equação, sugerimos começar pelo elemento químico que se encontra desbalanceado. Assim, se temos dois átomos de oxigênio nos reagentes, precisamos colocar o coeficiente 2 no lado dos produtos. Mas, como o produto é uma molécula de água, não podemos colocar o coeficiente simplesmente antes do oxigênio, ele deve ser posto antes de toda a molécula. Dessa forma, teremos a situação a seguir.

H2 + O2 H 2 H2O, sendo que H2 + O2 H 2 H2O x x

O coeficiente vai multiplicar tanto os átomos de hidrogênio quanto o de oxigênio da molécula de água. Assim, ao retomar o resumo para conferir os elementos, teremos:

Elementos químicos presentes na reação H O

Quantidade de átomos presentes nos reagentes 2 2

Quantidade de átomos presentes nos produtos 4 2

Perceba que foi possível balancear os átomos de oxigênio, mas os átomos do elemento químico hidrogênio foram desbalanceados. O próximo passo será balanceá-lo. Para isso, basta inserir o coeficiente 2 antes do gás hidrogênio, um dos reagentes. Assim:

Balanceamento de reações químicas

Após explicar o primeiro parágrafo sobre o balanceamento das equações químicas, reproduzir na lousa a reação de formação da água e uma tabela para o número de elementos químicos nos reagentes e nos produtos.

Ler a atividade 5 com os estudantes e pedir a um voluntário que vá até a lousa e que faça o balanceamento da reação, modificando também os valores na tabela. Fazer esse exercício com a turma até que eles consigam chegar à equação balanceada.

Durante a atividade 6, auxiliar os estudantes nos cálculos, multiplicando o número do coeficiente pelo número de átomos de cada um dos elementos químicos.

A equação de formação da água é uma reação de síntese ou adição, em que dois reagentes se unem para formar um único produto. Ela pode ser representada da seguinte maneira:

6 A equação química do final da página está balanceada? Como você faria essa verificação?

6. Sim, essa equação química possui quatro átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio nos reagentes e a mesma quantidade de átomos desses dois elementos químicos no produto. Professor, auxiliar os estudantes na contagem dos elementos químicos e na organização desses dados na lousa. 47

2 H2 + O2 H 2 H2O

Os tipos de reações químicas (adição, decomposição, simples troca e dupla troca) não foram apresentados aos estudantes, mas, se julgar pertinente, explicá-los. Mesmo sem entrar em detalhes, nas atividades propostas, procuramos dar exemplos dos diferentes tipos de reações químicas.

A + B H AB

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Na reação de queima do propano, temos a presença do oxigênio nos dois produtos formados. Orientar os estudantes a sempre iniciar o balanceamento partindo do elemento químico que aparece apenas uma vez de cada lado da reação. No exemplo pode ser o hidrogênio ou o carbono.

Explicar que, para a representação de uma equação, os coeficientes devem ser sempre números inteiros, os menores possíveis.

A outra equação descrita na página (entre tetracloreto de silício e magnésio) é uma reação de simples troca ou deslocamento. Ela pode ser representada da seguinte maneira:

AB + C H A + CB

Se desejar, escrever essa representação na lousa, embaixo da equação, para facilitar a visualização pelos estudantes.

Da mesma maneira que na equação anterior, os coeficientes devem ser os menores números inteiros possíveis.

Outro tipo de reação química é a reação de dupla troca, em que dois reagentes originam dois produtos diferentes dos originais. Ela pode ser representada da seguinte maneira:

AB + CD H AD + BC

Um exemplo de reação de dupla troca é a formação do sal de cozinha (cloreto de sódio):

NaOH + HCl H NaCl + H2O

Se julgar pertinente, explicar que, quando a quebra acontece por temperatura, a reação se chama pirólise ou termólise. Se ela ocorre por causa da passagem de uma corrente elétrica, recebe o nome de eletrólise e, se ocorre por causa da radiação luminosa, se chama fotólise.

Agora, vamos realizar o balanceamento da reação de queima de um combustível chamado propano (C3H8), um dos componentes do gás de cozinha. Nas reações de combustão, o combustível reage com o gás oxigênio (O2) do ar liberando energia térmica na forma de calor e formando gás carbônico (CO2) e água (H2O). Observe.

C3H8 (g) + O2 (g) H CO2 (g) + H2O (g)

Para balancear a equação, sugerimos começar pelo elemento químico que está desbalanceado. Nesse caso, iniciaremos o balanceamento igualando a quantidade de átomos de carbono.

C3H8 (g) + O2 (g) H 3 CO2 (g) + H2O (g)

Então, realizaremos o balanceamento do hidrogênio.

C3H8 (g) + O2 (g) H 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Por último, vamos balancear o oxigênio.

C3H8 (g) + 5 O2 (g) H 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Com o balanceamento do oxigênio, essa equação química fica balanceada, pois possui três átomos de carbono, oito átomos de hidrogênio e dez átomos de oxigênio nos reagentes e a mesma quantidade de átomos desses elementos químicos nos produtos.

Agora, vamos realizar o balanceamento da reação do tetracloreto de silício (SiCl4) líquido com o magnésio (Mg) sólido, formando silício elementar (Si) e cloreto de magnésio (MgCl2). O silício é empregado, por exemplo, na produção de equipamentos eletrônicos, como os chips de computador. Iniciaremos o balanceamento pelo único elemento que está desbalanceado na equação, que, nesse caso, é o cloro.

SiCl4 (l) + Mg (s) H Si (s) + 2 MgCl2 (s)

7. Essa equação química possui um átomo de silício, quatro átomos de cloro e dois átomos de magnésio nos reagentes e a mesma quantidade de átomos desses três elementos químicos nos produtos. Professor, auxiliar os estudantes na contagem dos elementos químicos para a composição do quadro.

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Perceba que, ao balancear o cloro, o magnésio foi desbalanceado. Assim, ajustaremos a quantidade de átomos do magnésio nos reagentes.

SiCl4 (l) + 2 Mg (s) H Si (s) + 2 MgCl2 (s)

7 Faça o quadro de balanceamento correspondente à equação da reação do tetracloreto de silício com o magnésio, para demonstrar que ela está balanceada.

Chama de fogão.

Chip de computador contendo silício.

Reações químicas no ambiente

As reações químicas são fundamentais para o desen volvimento, a evolução e a manutenção da vida na Terra. Entretanto, algumas podem provocar impactos negativos no ambiente. Vamos estudar alguns exemplos de reações necessárias à existência da vida e de reações que a prejudicam.

A fotossíntese é realizada pelas plantas, algas e por algumas bactérias. Essa reação ocorre sob a presença de luz, na qual gás carbônico (CO2) e água (H2O) reagem formando glicose (C6H12O6) e gás oxigênio (O2). A glicose produzida é distribuída às células da planta e vai constituir uma fonte de energia para a própria planta e para os herbívoros que dela se alimenta rem. O gás oxigênio, por sua vez, é liberado na atmosfera e será utilizado na respiração de grande parte dos seres vivos. Observe.

6 CO2 + 6 H2O luz C6H12O6 + 6 O2

A respiração celular é um processo realizado pelos seres vivos que produz a energia necessária ao funcionamento de suas células. Para tanto, em muitos seres vivos ocorre uma reação entre glicose (C6 H12O 6) e gás oxigênio (O2), resultando na formação de gás carbônico (CO2) e água (H2O). Observe a seguir a equação que representa a respiração celular.

C6H12O6 + 6 O2 H 6 CO2 + 6 H2O

A degradação e a formação de gás ozônio na estratosfera são processos que ocorrem naturalmente, em decorrência da interação desse gás com a radiação ultravioleta do Sol. A degradação de uma molécula de gás ozônio (O3) resulta em um átomo de oxigênio (O) e em uma molécula de gás oxigênio (O2), conforme representado na equação a seguir.

O3 H O2 + O

Os produtos formados nessa reação, por outro lado, podem se recombinar e produzir gás ozônio novamente.

O2 + O H O3

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Reações químicas no ambiente

Este conteúdo contribui para o desenvolvimento da competência específica 3

A reação da fotossíntese foi apresentada de maneira simplificada, respeitando a época escolar e os objetivos propostos.

Ao comentar a degradação do gás ozônio, retomar os objetivos e os resultados do protocolo de Montreal, estudado em anos anteriores. A retomada desses assuntos pode auxiliar os estudantes a resolver a atividade 4 da página 51.

Explicar que o uso de clorofuorcarbonetos (CFCs) e outras moléculas está eliminado no Brasil desde 2010. Os hidroclorofluorcarbonos (HCFCs) e os hidrofluorcarbonetos (HFCs) ainda se encontram em uso, com estimativa de eliminação até o ano de 2040 e de redução de 80% até o ano de 2045, respectivamente.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre as reações químicas que ocorrem na atmosfera, acessar:

• KERR, Américo S. Notas sobre poluição do ar-III. E-disciplinas USP. São Paulo, 2013. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/231751/ mod_resource/content/1/polu_fotoq2013.pdf. Acesso em: 20 jun. 2022.

Para saber mais sobre a formação da chuva ácida, acessar:

• LANGANKE, Roberto. Chuva ácida. Conservação para Ensino Médio. São Paulo, [2019?]. Disponível em: http://ecologia.ib.usp.br/lepac/conservacao/ensino/ des_chuva.htm. Acesso em: 20 jun. 2022.

Planta sob a luz solar.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Após a leitura de alguns exemplos de reações químicas no ambiente, realizar com a turma a atividade descrita na seção Ampliando

AMPLIANDO

Organizar a turma em grupos e pedir que cada um escolha um exemplo de fenômeno que ocorre no ambiente e que envolve reações químicas. Os grupos podem escolher fenômenos citados no livro ou pesquisados em outra fonte.

Cada grupo deve fazer uma pesquisa na internet sobre o que é o fenômeno selecionado, identificar as reações químicas que o causam, explicar sua importância ambiental e descrever a relação do ser humano com ele.

Depois, o grupo deve utilizar um programa de edição de textos para escrever um texto com os dados encontrados e buscar imagens relacionadas ao assunto.

A partir do texto e das imagens, cada grupo deverá montar um roteiro de vídeo de até 2 minutos para divulgação dessas informações. O objetivo é que essa atividade contribua para disseminar conhecimentos com a comunidade escolar sobre o fato de que as reações químicas não são realizadas apenas em laboratórios, elas acontecem o tempo todo ao nosso redor.

Orientar os estudantes a produzir o vídeo e, após sua validação, postar na rede social da escola ou da turma.

A formação e a degradação natural de gás ozônio são reações que ocorrem de forma equilibrada, o que mantém a camada de ozônio estável. Contudo, poluentes emitidos por atividades humanas podem interferir nesse processo.

Algumas substâncias que contêm cloro (Cl) em sua composição promovem a quebra da molécula de gás ozônio, o que altera o equilíbrio das reações citadas. Observe a equação química a seguir.

Cl + O3 H ClO + O2

A diminuição da concentração de ozônio na estratosfera resulta na formação de um buraco na camada de ozônio. Como a camada de ozônio auxilia a filtrar os raios ultravioleta do Sol, sua ausência ou redução se torna prejudicial à vida.

A formação de chuva ácida decorre da emissão de altos níveis de poluentes atmosféricos gerados por atividades humanas, como o dióxido de enxofre (SO2), emitido na queima de combustíveis fósseis que possuem enxofre (S) em sua composição.

Na atmosfera, o dióxido de enxofre (SO2) pode reagir com o gás oxigênio (O2) e formar trióxido de enxofre (SO3), conforme representado a seguir.

2

SO2 + O2 H 2 SO3

Este, por sua vez, pode reagir com a água (H2O), formando ácido sulfúrico (H2SO4). Observe a reação a seguir.

SO3 + H2O H H2SO4

A chuva ácida pode prejudicar a qualidade do solo, ocasionar a morte de seres vivos, provocar irritações e problemas no trato respiratório humano, além de acarretar a corrosão de construções e obras arquitetônicas.

Professor, a chuva ácida pode acontecer de maneira natural em algumas condições. Entretanto, destaca-se aqui um exemplo da interferência humana no ambiente.

Monumento corroído pela chuva ácida em Dunmow (Reino Unido), 2019.

ANDY LAUWERS/ALAMY/FOTOARENA

• ATIVIDADES

1. Realize o balanceamento das equações químicas a seguir.

a) SO2 + NaOH H Na2SO3 + H2O

b) Al2O3 + HCl H AlCl3 + H2O

c) Mg + HCl H MgCl2 + H2

2. Considere a equação não balanceada a seguir, que representa a respiração celular.

C6H12O6 + O2 H CO2 + H2O

a) Realize o balanceamento da equação.

b) Quantas moléculas de glicose e de gás oxigênio são necessárias para a formação de 24 moléculas de gás carbônico?

c) Quantas moléculas de gás carbônico e de água serão formadas, caso 12 moléculas de glicose estejam em reação?

3. A queima de combustíveis fósseis é uma reação de combustão, na qual o combustível reage com o gás oxigênio (O2) liberando água (H2O) e gás carbônico (CO2) como produtos. Neste caso, é chamada combustão completa Entretanto, podem ser formados outros produtos como monóxido de carbono (CO) e fuligem, representada por carbono (C), por causa da falta de oxigênio para reagir com o combustível. Esta é chamada combustão incompleta

A seguir, observe estes exemplos da combustão do gás metano (CH 4), presente em diversas fontes, como minas de carvão, vulcões, decomposição de resíduos orgânicos, entre outros, sob diferentes quantidades de gás oxigênio.

I. Metano + oxigênio H gás carbônico + água CH4 + O2 H CO2 + H2O

II. Metano + oxigênio H fuligem + água CH4 + O2 H C + H2O

a) Realize o balanceamento das equações químicas apresentadas.

b) Com exceção da água, os produtos formados na combustão do metano configuram-se como poluentes. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre os principais impactos provocados por esses produtos. Depois, registrem os resultados encontrados e proponham soluções para reduzir esses impactos.

4. Um estudo publicado em 2021 na revista Nature estimou alguns impactos ambientais que poderiam ocorrer com a destruição progressiva da camada de ozônio, decorrente de atividades humanas. Entre eles, está o aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Isso porque a alta exposição à radiação ultravioleta do Sol dificultaria a realização da fotossíntese e, consequentemente, o crescimento de plantas.

3. b) O gás carbônico (CO2) e a fuligem (representada pelo carbono) contribuem com a intensificação do efeito estufa. O monóxido de carbono (CO) é tóxico para boa parte dos seres vivos, pois pode provocar asfixia, e a fuligem pode causar problemas respiratórios. Possíveis soluções envolvem reduzir/evitar a queima de combustíveis fósseis, como reduzir a quantidade de veículos em circulação nas cidades, investir em fontes alternativas de energia, entre outras. Respostas nas Orientações para o professor.

Considerando as informações do enunciado e seus conhecimentos sobre o assunto, responda às questões a seguir.

a) Explique como ocorrem a formação e a degradação naturais do ozônio. Depois, explique como atividades humanas podem interferir nesse processo.

b) Indique as equações que representam as reações químicas mencionadas no item anterior.

c) Explique por que a destruição progressiva da camada de ozônio pode levar ao aumento dos níveis de dióxido de carbono na atmosfera.

d) Os impactos sobre a camada de ozônio foram reduzidos com a adoção internacional do Protocolo de Montreal. Realize uma pesquisa sobre as medidas determinadas por esse protocolo e registre-as.

3. a) CH4 + 2 O2 H CO2 + 2 H2O

+ O2 H C + 2 H2O

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ATIVIDADES

As atividades 1 a 3 contribuem para a mobilização da habilidade EF09CI02. As atividades 3 e 4 possibilitam o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Educação ambiental

2. b) Considerando a equação balanceada, com 4 vezes mais moléculas de gás carbônico, basta

ozônio (O3) resulta em um átomo de oxigênio (O) e em uma molécula de gás oxigênio (O2). Os produtos formados nessa reação podem se recombinar e produzir gás ozônio novamente. No entanto, poluentes emitidos por atividades humanas podem interferir nesse processo, alterando o equilíbrio das reações citadas.

b) Degradação natural do gás ozônio: O3 H O2 + O Formação do gás ozônio: O2 + O H O3

Degradação do gás ozônio provocada por substâncias na atmosfera que apresentam cloro: Cl + O3 H ClO + O2

c) A destruição progressiva da camada de ozônio expõe a superfície terrestre a maiores taxas de radiação ultravioleta do Sol, o que dificulta a realização da fotossíntese por boa parte das plantas. Com isso, menor quantidade de gás carbônico é absorvida pelas plantas, resultando no aumento de seus níveis atmosféricos.

d) O Protocolo de Montreal tem como objetivo a proteção da camada de ozônio. Entre as medidas a serem adotadas pelos países signatários estão a eliminação da produção e do consumo das substâncias que ocasionam a destruição da camada de ozônio.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre o artigo da Nature citado na atividade 4, recomendamos a leitura do texto a seguir.

17/07/22 10:00

multiplicar os coeficientes dos reagentes e da água por 4.

c) Considerando a equação balanceada, para balancear novamente, basta multiplicar os coeficientes do gás oxigênio e dos produtos por 12.

4. a) A degradação e a formação de gás ozônio na estratosfera ocorrem naturalmente pela interação desse gás com a radiação ultravioleta do Sol. A degradação de uma molécula de gás

• TORRES, Wyllian. Estudo confirma que proteger a camada de ozônio ajuda a manter o clima global. Canaltech. [S. l.], 27 ago. 2021. Disponível em: https://canaltech.com.br/meioambiente/estudo-confirmaque-proteger-a-camada-deozonio-ajuda-a-manter-o-climaglobal-194013/. Acesso em: 27 maio 2022.

1. a) SO2 + 2 NaOH H Na2SO3 + H2O

1. b) Al2O3 + 6 HCl H 2 AlCl3 + 3 H2O

1. c) Mg + 2 HCl H MgCl2 + H2

2. a) C6H12O6 + 6 O2 H 6 CO2 + 6 H2O 2. b) 4 moléculas de C

H

CH4

As atividades 5 a 7 contribuem para a mobilização da habilidade

EF09CI02

5. Como leitura complementar sobre o nióbio, sugerimos o texto indicado no #FICA A DICA, Professor b) Espera-se que os estudantes encontrem como aplicações do nióbio a produção de ligas de aço, baterias de carros elétricos, implantes ortopédicos, turbinas aeronáuticas etc.

6. b) Espera-se que os estudantes encontrem que é possível revestir alguns materiais, como portões e cercas, com produtos à base de óleo, o que impede o contato do ferro com o gás oxigênio do ar. Outra possibilidade é evitar que objetos como pregos e palhas de aço fiquem úmidos por muito tempo ou evitar que sejam armazenados em locais úmidos, o que impede o contato do ferro com a água. Em ambos os casos, impede-se a ocorrência da reação.

5. a) 3 Nb2O5 + Fe2O3

5. O Brasil é o maior produtor do mundo de nióbio (Nb), um elemento químico metálico que pode ser encontrado na natureza em jazidas de pirocloro, um minério constituído de óxido de nióbio V (Nb2O5).

A partir do minério extraído das jazidas, pode-se obter o nióbio em diversas formas comercializáveis, sendo uma delas a liga metálica ferro-nióbio.

Essa liga é obtida por meio de uma reação química entre óxido de nióbio V (Nb2O5), óxido de ferro III (Fe2O3) e alumínio (Al). Além da liga metálica ferro-nióbio, nessa reação, também é formado o óxido de alumínio (Al2O3). Observe a equação a seguir.

Nb2O5 + Fe2O3 + Al H Nb + Fe + Al2O3

Cristal de pirocloro, do qual se obtém o nióbio.

Considerando as informações apresentadas e seus conhecimentos, faça o que se pede.

a) Realize o balanceamento da equação química presente no enunciado.

b) Forme uma dupla com um colega e realizem uma pesquisa sobre as aplicações do nióbio. Apresentem os resultados da pesquisa em um relatório.

Resposta pessoal.

6. Uma evidência da ocorrência de reações químicas é a formação de ferrugem em materiais que apresentam ferro em sua composição, como portões, cercas, pregos e outros. A ferrugem é formada a partir da reação do ferro (Fe) com o gás oxigênio (O2), presente no ar, e com a água (H2O), conforme representado na equação a seguir.

Fe + O2 + H2O H Fe(OH)2

a) A equação química apresentada no enunciado está balanceada? Caso ela não esteja, realize o balanceamento.

b) Realize uma pesquisa sobre formas de evitar a formação de ferrugem em objetos do cotidiano. Registre os resultados e os compartilhe com os membros de sua família, de modo a auxiliá-los a preservar a condição dos objetos que utilizam.

Resposta pessoal.

7. O óxido de cálcio (CaO), também conhecido por cal viva, costuma ser utilizado na construção civil para o endurecimento da argamassa de cimento. Para tanto, o óxido de cálcio precisa ser hidratado (acréscimo de água), o que resulta na formação da cal hidratada (Ca(OH)2), conforme representado na equação química a seguir.

CaO + H2O H Ca(OH)2

A cal hidratada, então, reage com o gás carbônico (CO2) presente no ar, formando carbonato de cálcio (CaCO3) e água. Observe a reação a seguir.

Ca(OH)2 + CO2 H CaCO3 + H2O

Analise se as equações químicas apresentadas estão balanceadas. Caso não estejam, realize o balanceamento dessas equações.

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#FICA A DICA, Professor Para mais informações sobre o nióbio, acessar o link a seguir.

• SILVA, Cristina S. Nióbio. In: BRASIL. Agência nacional de mineração. Balanço mineral brasileiro 2001. Brasília, DF: ANM, 2001. Disponível em: https://www.gov.br/anm/pt-br/centrais-deconteudo/dnpm/paginas/balanco-mineral/arquivos/ balanco-mineral-brasileiro-2001-niobio. Acesso em: 20 jun. 2022.

OFICINACIENTÍFICA

1. Quanto maior a temperatura da água, maior a rapidez com que as bolhas de gás carbônico se formaram.

2. A temperatura na geladeira é mais baixa do que a temperatura ambiente, o que reduz a agitação das moléculas, um possível contato com outras moléculas e a rapidez com que uma reação química pode acontecer. Dessa maneira, os alimentos duram mais na geladeira.

Taxa de desenvolvimento das reações químicas

Primeiras ideias

Você acha que a temperatura poderia influenciar a taxa de desenvolvimento de uma reação química, isto é, a rapidez com que ela ocorre? Forme um grupo com mais três colegas, pensem sobre o assunto e, em seguida, realizem a atividade.

• Preciso de...

• 3 comprimidos efervescentes;

• 3 copos descartáveis de plástico transparente;

• 100 mL de água à temperatura ambiente;

• Mãos à obra

• 100 mL de água gelada;

• 100 mL de água quente;

• caneta hidrográfica.

A. Numerem os copos de 1 a 3 e os coloquem um ao lado do outro sobre uma mesa.

B. Coloquem 100 mL de água à temperatura ambiente no copo 1 e 100 mL de água gelada no copo 2.

C. Peçam ao professor que coloque 100 mL de água quente no copo 3.

D. Um dos membros do grupo deve segurar dois comprimidos efervescentes, cada um com uma mão, à mesma altura, sobre os copos com água gelada e com água à temperatura ambiente.

E. Outro membro do grupo deve segurar o terceiro comprimido sobre o copo com água quente, à mesma altura que os outros dois.

Representação das etapas D e E

F. Contem até três e soltem todos os comprimidos ao mesmo tempo nos copos.

G. Observem o que acontece e anotem os resultados.

aí?

1 Um dos produtos da reação do comprimido efervescente com a água é o gás carbônico, que pode ser observado por meio da formação de bolhas. O que vocês puderam observar nessa atividade em relação a esse fato?

2 Para conservar muitos alimentos e retardar seu processo de decomposição, costumamos mantê-los na geladeira. Relacionem essa informação com a atividade desenvolvida.

OFICINA CIENTÍFICA

Nesta seção, os estudantes devem verificar que a temperatura influencia no desenvolvimento de uma reação química. Esta seção contribui para o desenvolvimento da competência geral 2 e da competência específica 2. Reservar uma aula no cronograma para a realização da oficina.

Se possível, manter a água aquecida e a água gelada em garrafas térmicas ou providenciá-las na cozinha da escola no momento da prática. É importante que a água esteja apenas aquecida, e não fervendo. É preciso que os comprimidos sejam soltos próximos ao copo e ao mesmo tempo, para que o resultado seja comparável. Se desejar, levar um cronômetro e marcar o tempo que cada comprimido leva para parar de borbulhar. O tempo marcado no cronômetro indica a velocidade da reação.

Aproveitar o momento para alertar aos estudantes que os comprimidos efervescentes só devem ser tomados sob recomendação médica.

Ao final do experimento, pedir à turma que discuta os resultados e responda às perguntas no caderno. Em seguida, conversar com os estudantes sobre as observações feitas durante esta prática.

Comentários sobre as atividades

1. Questionar aos estudantes qual comprimido foi consumido mais rapidamente. É esperado que o comprimido colocado na água quente tenha sido consumido num espaço de tempo mais curto que os demais.

2. Esta atividade contribui para o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Educação alimentar e nutricional, ao relacionar a taxa de desenvolvimento das reações químicas aos processos de decomposição de alimentos e às práticas de conservação.

As atividades da seção têm o objetivo de levar os estudantes a relacionar a temperatura ao desenvolvimento da reação. Retomar o conteúdo sobre energia térmica, relacionando a influência da temperatura à agitação das moléculas.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

Esta seção contribui para o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

Pedir aos estudantes que observem a tabela periódica desta página e explicar que alguns exemplos de aplicação dos elementos químicos estão mostrados.

Retomar o significado de número atômico e relembrar que a tabela periódica está organizada de acordo com o número atômico dos elementos químicos.

Sobre novos elementos químicos sintéticos, ler o trecho a seguir.

Uma equipe de cientistas do Japão está tentando [...] iniciar mais uma fila de elementos na tabela periódica [...]. A conquista em questão foi batizada de ununênio, o elemento 119 da tabela, "nunca visto e nunca criado na história do universo", segundo o físico Hideto Enyo, que encabeça o projeto.

[…] Em setembro [de 2017], ele previu, em uma conferência, que não só o elemento 119, mas também o 120 (unbinílio), surgiriam em um prazo de cinco anos.

Dos 118 elementos da tabela, apenas os 92 primeiros são encontrados na superfície terrestre e apresentam núcleos estáveis – o limite é o elemento urânio.

Do 93 em diante (neptúnio), os elementos são considerados artificiais ou sintéticos, e são obtidos por meio de experimentos de laboratório, às vezes estáveis por alguns poucos segundos.

ROCHA, Camilo. Como cientistas tentam criar o elemento 119 da tabela periódica.

Nexo Jornal , São Paulo, 10 jan. 2018. Disponível em: https://www.nexojornal. com.br/expresso/2018/01/10/Comocientistas-tentam-criar-o-elemento119-da-tabela-peri%C3%B3dica. Acesso em: 20 jun. 2022.

Segundo o texto, 92 elementos químicos são encontrados na superfície terrestre. Isso significa que quase todos os materiais que conhecemos são originados de

O

ASSUNTO É...

Aplicações dos elementos químicos

Atualmente, a tabela periódica possui 92 elementos naturais e 26 elementos sintéticos. Entretanto, há estudos para a produção de novos elementos químicos sintéticos em andamento. Os elementos químicos podem ser aplicados em diversas áreas, como saúde, agricultura, análise e monitoramento ambiental, segurança, energia, comunicação e transporte. Observe alguns exemplos.

IMAGENS

TITÂNIO (Ti)

• Utilizado em implantes dentários, foguetes, tintas e esmaltes de cor branca e moedas.

Professor, as ilustrações deste infográfico representam somente uma das aplicações dos elementos químicos descritos. Se desejar, orientar os estudantes a desenvolverem uma ilustração para cada aplicação destes elementos.

LÍTIO (Li)

• Utilizado na produção de pilhas e baterias, graxas e lubrificantes para peças metálicas e medicamentos antidepressivos.

TÂNTALO (Ta)

• Utilizado na fabricação de eletrônicos, como celulares, implantes médicos e lentes de câmeras fotográficas. ILUSTRAÇÕES:

AMERÍCIO (Am)

• Utilizado em detectores de fumaça.

CÚRIO (Cm)

• Empregado em equipamentos presentes em robôs que estão na superfície do planeta Marte, para análise de minerais de solo e rochas.

arranjos e reações químicas entre esses elementos químicos.

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Entretanto, ainda existem muitos materiais a serem descobertos no ambiente. Por exemplo, em 2018, pesquisadores brasileiros descobriram um novo mineral, chamado de melcherita. Por conter nióbio, esse mineral tem possibilidade de ser utili-

zado em aplicações tecnológicas. A fórmula química da melcherita é Ba2Na2Mg[Nb6O19] ? 6 H2O. Assim, os estudos sobre as reações e os arranjos que os elementos químicos podem realizar entre si são importantes para a descoberta de novos materiais, que podem ter diferentes aplicações em nosso cotidiano.

PALÁDIO (Pd)

• Empregado no controle da poluição, como catalisador em escapamentos de carros, e na produção de ouro branco, de instrumentos cirúrgicos e de detector de monóxido de carbono.

BORO (B)

• Aplicado em cerâmicas, vidros, fogos de artifício (cor verde), sabões, detergentes, colírios, antissépticos e defensivos agrícolas, por exemplo.

Comentários sobre as atividades

1. Incentivar os estudantes a apontar qual das aplicações citadas lhes chamou mais a atenção.

Elaborado com base em: HOLZLE, Luís R. B. Tabela periódica com aplicações dos elementos químicos. Tabela periódica.org. Bagé, c2022. Disponível em: https://www.tabelaperiodica. org/tabela-periodica-com-aplicacoes-doselementos-quimicos/. Acesso em: 7 jul. 2022.

• Atividades NÃO ESCREVA NO LIVRO.

FICA A DICA

SELÊNIO (Se)

• Aplicado na produção de xampus anticaspa, vidros e painéis solares.

BROMO (Br)

• Empregado na fabricação de materiais usados para retardar incêndios, na limpeza de piscinas, em medicamentos e corantes.

Conheça as aplicações de outros elementos químicos acessando a tabela periódica interativa no site disponível em: https://www.tabelaperiodica. org/tabela-periodica-com-aplicacoes-dos-ele mentos-quimicos/. Acesso em: 29 mar. 2022.

2. Professor, orientar os estudantes na execução desta atividade.

1 Você conhecia alguma das aplicações dos elementos químicos apresentados? Converse com seus colegas sobre elas.

Resposta pessoal.

2 Em dupla, realizem uma pesquisa na internet sobre as aplicações de três elementos químicos não apresentados anteriormente. Montem uma apresentação de slides para a sala, com figuras, textos e, se possível, vídeos que expliquem as aplicações desses elementos. Utilizem o link indicado no boxe #FICA A DICA como fonte para pesquisa.

2. Esta atividade contribui para o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6. Cada dupla de estudantes pode escolher pelo menos três elementos químicos. Se achar adequado, indicar quais elementos cada dupla deve pesquisar, para que um grande número seja contemplado. Mostrar como trabalhar com slides e estimular a busca por informações em sites confiáveis da internet. Assim, as apresentações serão enriquecedoras e chamarão a atenção dos estudantes. No dia da apresentação, montar um quadro na lousa com as áreas de aplicação descritas no início desta seção. Pedir aos estudantes que apontem quais dos elementos pesquisados por eles podem ser usados nessas áreas de aplicação. Outra maneira de conduzir a atividade é pedir que os próprios estudantes montem um quadro com os elementos apresentados na seção e os que foram pesquisados e a indicação das áreas de aplicação. Exemplo de quadro com alguns elementos:

Áreas de aplicação

Elementos químicos

Saúde Li, Ti, Se, Am, Ta, Pd

Agricultura B

Análise e monitoramento ambiental Cm, Pd

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AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 1, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI01, EF09CI02 e EF09CI03. Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

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Segurança Am Setor energético Li, Se Comunicação Li, Ta Transporte Ti

ILUSTRAÇÕES: ALEX ARGOZINO

BNCC NA UNIDADE

Competências

Gerais: 2, 3, 5, 8, 9 e 10

Específicas: 2, 4, 6, 7 e 8

Habilidades

• EF09CI05

• EF09CI07

Temas contemporâneos transversais

• Diversidade cultural

• Educação em direitos humanos

• Ciência e Tecnologia

• Saúde

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LXII deste Manual do professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura da Unidade têm o objetivo de apresentar uma situação relacionada à formação e à propagação de ondas. No caso, o contexto escolhido foi a formação e propagação de ondas em um meio material, a água, por causa do movimento de uma embarcação, que causa a perturbação nesse meio material.

Destacar que, apesar de a embarcação remexer a água durante o movimento, causando o seu deslocamento, a análise das ondas formadas deve ser feita nos locais ao redor da embarcação onde a água está apenas oscilando para cima e para baixo, enquanto as ondas se propagam, já que ondas consistem no transporte apenas de energia, e não de matéria.

O termo "meio material" deve ser enfatizado, pois será comum utilizá-lo ao longo dos estudos das ondas, tanto mecânicas quanto eletromagnéticas. Questionar os estudantes em quais outros meios materiais eles já

2 UNIDADE

ONDAS E SOM

As ondas são fenômenos comumente presentes em nosso cotidiano. Na imagem é possível perceber a formação de ondas na superfície da água causadas pelo movimento do barco e pelo vento. Nesse caso, são ondas observáveis.

Em outros casos, as ondas não são observadas, mas seus efeitos podem ser percebidos, como o aquecimento da pele pela luz solar ou o som emitido de algum lugar.

Nesta Unidade, iniciaremos nosso estudo sobre as ondas, abordando suas propriedades gerais e algumas características comuns aos diferentes tipos de onda, como sua velocidade e propagação no ambiente. Posteriormente, estudaremos as ondas sonoras e suas características específicas.

perceberam a propagação de ondas, verificando a coerência nas respostas dos estudantes. Pode-se citar que é possível perceber ondas em cordas, na vibração em uma mesa quando recebe uma batida e em ondas sonoras (que são perceptíveis nas orelhas, mas também podem causar vibração de paredes e janelas, podendo até ser perceptíveis pelo sentido do tato).

Como sugestão para este início de estudos, juntamente à análise destas páginas de abertura pode-se realizar na prática a atividade

4 da página 74, que aborda uma montagem que representa um telefone feito de latas e um barbante. Com esta montagem os estudantes poderão verificar que as ondas sonoras geradas dentro de uma lata vibram sua estrutura, e a vibração é propagada pelo barbante até a outra lata. Não é esperado que os estudantes respondam corretamente a esta questão neste momento, mas apenas que percebam as ondas se propagando em um meio material.

1 Na fotografia, é possível observar a formação de ondas provocadas pelo movimento do barco. Cite outras situações que poderiam gerar ondas na água como as que você observou na imagem.

2 Se você colocar um barquinho de papel no centro de uma bacia com água em um dia sem vento algum e jogar uma pequena rocha na água, sem que ela toque no barquinho, o movimento das ondas formadas será capaz de empurrar o barco até a parede da bacia?

Resposta pessoal. Resposta pessoal.

3 Considere o som emitido pelo motor do barco. Ele está se propagando somente pelo ar? Converse com os colegas.

Comentários sobre as atividades

1. Os estudantes podem citar qualquer situação que gere perturbação na água, como o movimento de peixes próximo à superfície, a queda de uma rocha, a chuva, o vento, entre outras situações.

2. Neste momento não se espera que os estudantes respondam que não; entretanto, o questionamento objetiva chamar a atenção deles para um fenômeno que talvez nunca tenham percebido e incentivar sua curiosidade sobre o assunto. Nas orientações didáticas para o assunto Propriedades das ondas, página 60 deste Manual do professor, é sugerido demonstrar a situação proposta nesta atividade, com uma bacia contendo água e algo que flutue, como uma rolha de cortiça, por exemplo. Fazendo perturbações na água distantes do objeto flutuante, os estudantes poderão observar que a onda passa pelo objeto, que se move apenas na vertical (para cima e para baixo), sem se movimentar na horizontal. Esta demonstração pode ser feita neste momento e repetida posteriormente.

Embarcação no rio Cassiporé em Oiapoque (AP), 2018, formando ondas na água.

3. Perguntar aos estudantes se tiveram a experiência de pescar e escutar expressões populares como "fale baixo senão assusta os peixes". Verificar se inferem a resposta da questão a partir de uma situação do cotidiano, o que auxilia no desenvolvimento de conceitos.

1. ONDAS

O recurso escolhido para iniciar os estudos contribui para abordar o tema contemporâneo transversal Diversidade cultural

O boxe #FICA A DICA contribui para o desenvolvimento da competência específica 2

Para esta introdução ao estudo das ondas, propomos uma análise sobre as formas de transmissão de informações relacionadas aos sentidos humanos, mais especificamente ao sentido da visão, que recebe informações pela luz (onda eletromagnética), e ao sentido da audição, que recebe informações pelo som (onda mecânica). Essa forma de abordagem inicial sugerida possibilita relacionar duas formas de transmissão de informação por ondas de naturezas distintas.

Fazer uma revisão geral dos conteúdos sobre os sentidos estudados anteriormente, destacando que tanto a visão quanto a audição funcionam com base em estímulos nervosos. Explicar que é comum dizer que enxergamos com os olhos e escutamos com as orelhas, mas na verdade esses órgãos são receptores, e os estímulos recebidos são enviados pelo sistema nervoso ao cérebro, onde são interpretados.

Perguntar que tipo de informação podemos detectar utilizando o sentido do tato, destacando que podemos detectar algo pelo tato sem que sejamos tocados, como ocorre quando nos aproximamos de algo com temperatura elevada e sentimos o calor transmitido por irradiação, forma de transmissão de calor por ondas eletromagnéticas, no caso, o infravermelho. O mesmo ocorre quando sentimos o calor transmitido pelo Sol, quando se pode acrescentar que, além das ondas que transmitem calor, o Sol também emite ondas que podem ser nocivas aos seres humanos, como a radiação ultravioleta.

1. A visão e a audição. Professor, os estudantes também podem citar o tato.

2. Professor, os estudantes podem citar situações que envolvam som ou luz, como as vozes e os sons emitidos pelos instrumentos e os movimentos do corpo dos artistas, além da luz solar.

3. Os olhos (órgãos da visão) são sensíveis às ondas emitidas pela luz solar; as orelhas (órgãos da audição), às ondas sonoras emitidas pelos instrumentos e produzidas pelo corpo das pessoas ao cantar, bater palmas e pisar no chão, por exemplo.

4. Resposta pessoal.

FICA A DICA

Acesse o link a seguir e aprenda uma maneira de perceber os efeitos de uma onda sonora. Disponível em: http:// chc.org.br/acervo/a-for ca-do-som/. Acesso em: 26 abr. 2022.

1 Que sentidos do corpo são, provavelmente, mais estimulados em uma apresentação como essa?

2 Cite duas situações na imagem nas quais as ondas estejam presentes.

3 Relacione os sentidos do corpo citados na questão 1 com as ondas da questão 2.

4 A fotografia mostra uma apresentação cultural que envolve dança e música, que percebemos como luz e som, ou como ondas luminosas e sonoras. Além dessas, a literatura, a culinária, as pinturas e as esculturas são expressões culturais e artísticas que podem representar a cultura de um povo. Com qual delas você mais se identifica? Por quê? Converse com os colegas sobre o assunto.

Seja em um show, seja em uma sessão de cinema, ou mesmo em uma simples conversa entre amigos, a todo momento recebemos estímulos que são captados pelos órgãos dos sentidos. Em nosso corpo, esses estímulos são interpretados e traduzidos pelo sistema nervoso. Usualmente, esses estímulos são provocados por perturbações no espaço à nossa volta, que se propagam por meio de movimentos e oscilações periódicas, que chamamos ondas O som e a luz são dois exemplos de transmissão de informações que chegam até nós por meio de ondas. Agora, reflita: quando a luz ou o som chega ao nosso corpo, traz consigo algum tipo de matéria?

Algum átomo ou molécula?

Vamos estudar algumas das propriedades presentes nas ondas da luz e do som a partir de agora, para responder a essa pergunta.

Comentários sobre as atividades

As atividades 1 a 4 permitem verificar se os estudantes reconhecem a luz e o som como ondas.

4. O objetivo da questão é valorizar as diversas manifestações artísticas e culturais. Perguntar aos estudantes se eles praticam algum tipo de ex-

pressão artístico-cultural. Incentivar os que praticam a compartilhar suas experiências com a turma. Incentivar o contato dos estudantes com essas manifestações, sugerindo visitas a museus ou a apresentações artísticas e culturais.

Observe a fotografia a seguir.

Apresentação de grupo de samba de roda, em Terra Nova (BA), 2019.

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Classificação das ondas

As ondas podem ser classificadas quanto à sua natureza como mecânicas ou eletromagnéticas. Em ambos os casos, ocorre transporte de energia sem que exista o transporte de matéria.

Ondas mecânicas

Nas ondas mecânicas, a energia é propagada por um meio material. O som é um exemplo de onda mecânica. Usualmente, os sons que percebemos se propagam pelo ar. Entretanto, eles podem se propagar em meios líquidos, como ocorre com o canto das baleias dentro da água, ou em meios sólidos, como quando encostamos a orelha sobre uma mesa e percebemos o som produzido por leves batidas que podemos fazer nela com os dedos.

Além do som, são exemplos de ondas mecânicas as perturbações geradas na água após a queda de uma gota, a vibração da corda de um violão, entre outros.

Você já assistiu a um filme de ficção científica com barulhentas e coloridas explosões no espaço? No espaço existe vácuo, ou seja, não há um meio material para o som – um tipo de onda mecânica – se propagar. Dessa maneira, se os filmes de ficção fossem elaborados com base nos conhecimentos científicos, as explosões no espaço seriam absolutamente silenciosas.

propagou sem que nenhuma matéria tenha se deslocado efetivamente.

Neste exemplo, temos a propagação de uma onda mecânica. Nesta condução sugerida, é possível mencionar também a onda sonora provocada, que se propaga pelo ar, mas não causa seu deslocamento. A respeito das ondas sonoras serem ondas mecânicas, dizer que, em algumas situações, elas podem ser percebidas pelas orelhas, mas também por vibrações causadas em partes do nosso corpo.

Já no caso das ondas eletromagnéticas, a energia é propagada sem a necessidade de um meio material. Diferenciar com os estudantes a percepção da luz e do som, pois, quando estamos em um ambiente iluminado, com exceção dos olhos, nenhuma outra parte do corpo pode detectar a luz no ambiente. Caso algum estudante diga que podemos perceber a luz pelo tato, por causa do calor emitido por ela, explicar que, nesse caso, trata-se de outra onda eletromagnética, chamada infravermelha, que será estudada com mais detalhes na próxima Unidade.

Explicar que tanto a luz visível quanto o infravermelho e o ultravioleta são emitidos pelo Sol e alcançam a Terra se propagando por uma região onde não existe nenhum meio material.

Ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas transportam energia sem a necessidade de um meio material. Luz, ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, ultravioleta e raios X são exemplos de ondas eletromagnéticas.

Nesta Unidade, estudaremos com mais detalhes as ondas mecânicas. As ondas eletromagnéticas serão abordadas na Unidade seguinte.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Classificação das ondas

Ao discutir a classificação das ondas com os estudantes, é importante enfatizar o primeiro parágrafo apresentado, que é a característica geral de uma onda, seja ela mecânica ou eletromagnética: uma onda transporta energia sem que ocorra transporte de matéria. Verificar a necessidade de mais explicações desta propriedade das ondas.

No caso, pode-se pedir que algum estudante coloque a mão em uma extremidade de uma mesa, porta ou outro objeto sólido, e então dê uma batida em uma extremidade oposta, de forma que o estudante sinta a vibração provocada. Explicar que a batida forneceu energia à estrutura do objeto, e esta energia se propagou pelo material até outro ponto, porém, não ocorreu deslocamento de pedaços do objeto. Dessa forma, a energia se

A respeito da luz e das outras radiações, destacamos sua natureza dual, isto é, que ela pode se comportar como uma onda em algumas situações e como uma partícula em outras, porém esses comportamentos jamais ocorrem simultaneamente. Basicamente, a luz tem comportamento de onda em sua propagação, sendo uma perturbação que se propaga com frequência e comprimento de onda, podendo sofrer fenômenos que são exclusivamente ondulatórios, como refração, difração e interferência. Já quando interage com alguns materiais, a luz pode ter comportamento de partícula (ou corpuscular). Para este momento dos estudos, vamos estudar apenas o comportamento de onda da luz.

Ondas mecânicas e o vácuo

Ondas mecânicas se propagando pela água, um meio material.

KEATTIKORN/SHUTTERSTOCK.COM

Propriedades das ondas

Caso seja possível, representar a situação do barco utilizando uma bacia com água e algo que flutue, como uma rolha de cortiça, por exemplo. A realização desta prática foi sugerida nas orientações das páginas de abertura desta Unidade, durante uma discussão prévia sobre o assunto. Ela pode ser repetida ou realizada pela primeira vez neste momento. Após encher parte da bacia com água e colocar o objeto para flutuar, provocar algumas ondas na água e pedir aos estudantes que observem a propagação das ondas e o objeto flutuando, que deve apenas se mover para cima e para baixo, enquanto a onda passa por ele. Esta é outra forma de demonstrar a característica principal das ondas: transporte de energia sem que ocorra transporte de matéria.

Verificar também a possibilidade de fazer uma demonstração de ondas utilizando uma corda não elástica com uma das extremidades presa a um ponto fixo. Segurando a corda esticada na horizontal, iniciar movimentos para cima e para baixo de forma sincronizada, mostrando que a energia fornecida à extremidade da corda se propaga, na forma de ondas, por toda a extensão da corda. Assim como já mencionado na condução proposta por uma batida em um objeto sólido, é importante que observem que as partes da corda não se moveram de uma extremidade a outra, mas apenas oscilaram de acordo com a oscilação da mão (fonte das ondas). Nessa demonstração, as ondas geradas vão refletir na extremidade fixa da corda, podendo interferir com as novas ondas que estão sendo geradas, o que não será analisado nesta ocasião.

Propriedades das ondas

As ondas mecânicas e as ondas eletromagnéticas apresentam propriedades comuns. Para estudar essas propriedades, vamos considerar algumas ondas mecânicas como exemplos.

Imagine um barco em repouso em relação à água. Caso uma onda se propague pela água, um meio material, ela o fará oscilar para cima e para baixo, como ilustra a imagem a seguir. Nesse exemplo, o sentido de deslocamento da onda é para a direita; entretanto, o barco não é deslocado com a onda: ele apenas oscila para cima e para baixo.

Representação de barco se deslocando para cima e para baixo quando uma onda passa por ele.

Imagine, agora, uma corda com uma das extremidades presa a uma parede e a outra, na mão de uma pessoa, que começa a movimentá-la para cima e para baixo, repetidas vezes, de forma sincronizada. A imagem a seguir ilustra a formação de uma onda nessa corda.

Sentido de propagação da onda pela corda Movimento da mão para cima e para baixo

Elaborado com base em: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física II: termodinâmica e ondas. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. p. 114.

Representação de ondas produzidas ao se movimentar uma corda.

Perceba que a energia se propaga pela corda, que é um meio material. Nessa situação, enquanto a energia é transferida, cada pedaço de corda oscila para cima e para baixo, e não para a frente. Essa é uma das características das ondas: não transportar matéria.

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Uma onda pode ser esquematizada como na ilustração a seguir. A parte mais elevada da onda é chamada crista. A parte mais baixa da onda é chamada vale. Um ciclo ocorre quando a onda executa uma oscilação completa, ou seja, um movimento para cima e para baixo em relação a um eixo. Nesta representação, ainda podemos observar duas características: o sentido de propagação da onda, que indica o sentido de propagação da energia a partir da fonte geradora, e o eixo de propagação, que corresponde ao ponto de equilíbrio, em torno do qual cada parte da onda oscila.

Sentido de propagação da onda

Crista Crista

Ciclo

Eixo de propagação

Crista

Crista

Ao analisar o ciclo de uma onda, explicar que na imagem está registrada a distância entre duas cristas (que poderia ser entre dois vales), sendo esta a maneira mais indicada, pois trata-se de uma imagem estática. Explicar aos estudantes que, considerando uma situação real de oscilação na corda, por exemplo, um ciclo consiste de uma oscilação completa de um trecho da corda para cima e para baixo (ou de baixo para cima) em relação ao ponto de equilíbrio e percorre uma distância denominada comprimento de onda.

Elaborado com base em: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física II: termodinâmica e ondas.

14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. p. 116. Representação de uma onda na qual podemos identificar as cristas, os vales, os ciclos, o sentido de propagação da onda e o eixo de propagação.

Há duas outras características que podem ser observadas em uma onda:

• amplitude: distância de uma crista ou vale ao eixo de propagação da onda;

• comprimento de onda: distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos (ou a distância percorrida em um ciclo). Observe a ilustração.

Comprimento de onda (u)

Para explicar o comprimento de onda, seguir o mesmo raciocínio anterior sobre o que é um ciclo. No caso, o comprimento de onda é a distância percorrida pela energia a cada ciclo de oscilação do meio material, correspondendo à distância entre dois pontos consecutivos em fase, ou seja, dois pontos da corda que estejam na mesma posição e oscilando em um mesmo sentido. Em respeito ao momento escolar, o comprimento de onda foi indicado a partir de duas cristas ou dois vales.

Amplitude (A)

Elaborado com base em: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física II: termodinâmica e ondas. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. p. 120. Representação da amplitude e do comprimento de uma onda.

A amplitude e o comprimento de onda são expressos em medidas de comprimento (metro, centímetro ou milímetro, por exemplo). A amplitude será indicada por A e o comprimento de onda, por u (lê-se lambda).

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Ao explicar a amplitude, destacar aos estudantes que se trata do máximo afastamento de um ponto oscilante em relação ao equilíbrio, tanto em relação à crista quanto ao vale. No caso das oscilações provocadas na corda, quanto mais se elevar a mão, maior será a amplitude da onda gerada.

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ILUSTRAÇÕES: CRIS ALENCAR

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Frequência e período

Explicar aos estudantes que frequência é uma grandeza que pode ser relacionada a qualquer medida de tempo, como, por exemplo, eventos que se repetem duas vezes em uma semana ou eventos que ocorrem quatro vezes em um ano. Um disco girando rapidamente, executando 120 voltas em um minuto, tem frequência de 120 repetições por minuto (120 RPM). Este mesmo disco está executado 2 voltas por segundo, quando se utiliza a unidade de medida hertz, ou seja, 2 repetições por segundo é o mesmo que 2 hertz (2 Hz).

Informar os estudantes que a unidade de medida hertz foi determinada em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), que fez descobertas relacionadas à emissão e à detecção de ondas de rádio.

O link sugerido no #FICA A DICA contribui para o desenvolvimento das competências gerais 2 e 5 e da competência específica 6. Ele apresenta um simulador para estudar as propriedades das ondas. Se possível, reservar uma aula para trabalhar o simulador com os estudantes, de forma individual, em grupos ou coletivamente.

Para verificar a formação de uma onda periódica e fazer algumas observações com os estudantes, selecionar a opção "Oscilador" e a opção "Infinita" (para a extremidade fixa ou solta, as ondas refletidas poderão interferir na interpretação dos estudantes). A seguir são feitas algumas sugestões de manipulação do simulador com os estudantes.

• Com o simulador executando uma onda, acionar o cronômetro, ajustar a frequência para 0,5 Hz. Ligar o cronômetro e verificar qual é o intervalo de tempo para que cada parte do meio material (cada bolinha vermelha ou verde) execute uma oscilação

Frequência e período

A quantidade de ciclos que uma onda executa a cada unidade de tempo é chamada frequência (f ). Quando o tempo é marcado em segundos, a frequência é expressa em hertz (Hz), isto é, ciclos por segundo. Essa é a medida usada no Sistema Internacional de Unidades (SI).

A imagem a seguir mostra duas ondas oscilando durante 1 s.

A onda A executa duas oscilações em 1 s; logo, sua frequência é de 2 ciclos/segundo ou fA = 2 Hz. A onda B executa quatro oscilações em 1 s; logo, sua frequência é de 4 ciclos/segundo ou f B = 4 Hz. As setas indicam o sentido de propagação da onda.

A B

1 s

O intervalo de tempo necessário para a execução de um ciclo é o período ( T ). No SI, o período é medido em segundo (s).

Acompanhe uma análise dos períodos das ondas representadas, em que TA indica o período da onda A e TB, o período da onda B

Onda A

2 ciclos H 1 s

1 ciclo H TA

TA 2 = 1 1

TA = 1 2 = 0,5 s

FICA A DICA

Acesse o site indicado no link a seguir e interaja com um simulador de ondas. Disponível em: https://phet.colorado. edu/sims/html/wave -on-a-string/latest/ wave-on-a-string_pt_ BR.html. Acesso em: 26 abr. 2022.

62

Onda B

4 ciclos H 1 s

1 ciclo H TB

TB 4 = 1 1

TB = 1 4 = 0,25 s

Portanto, período e frequência são grandezas inversamente proporcionais, isto é:

f = 1 T ou T = 1 f

Assim, quanto maior a frequência (f ), menor o período ( T ), e vice-versa. Confira a seguir.

Frequência Período

(2 Hz) 2 ciclos/segundo 0,5 s

(4 Hz) 4 ciclos/segundo 0,25 s

completa (movimento para cima, para baixo e retornar à posição inicial). Questionar qual é a relação entre esse intervalo de tempo e a frequência selecionada. Para uma frequência de 0,5 Hz, cada elemento da onda leva 2 s para executar uma oscilação completa, sendo esse o período.

• Com o simulador executando uma onda, aumentar a frequência de oscilação da onda. Qual

alteração visual é observada? É importante que os estudantes percebam que, quanto maior a frequência, maior a quantidade de oscilações por segundo realizadas por cada parte do meio material, ou seja, mais rápido vemos a onda oscilar. Para uma frequência de 2 Hz, por exemplo, a onda está executando 2 oscilações por segundo, de forma que cada parte do meio material executa 1 oscilação em 0,5 s.

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Elaborado com base em: HEWITT, Paul G. Física conceitual 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 346.

Propagação de uma onda

As ondas também podem ser classificadas quanto à forma de sua propagação, que pode ser transversal ou longitudinal. A maneira como uma onda se propaga está diretamente relacionada à sua fonte de oscilação. Para exemplificar, vamos utilizar uma mola presa em uma de suas extremidades.

Ao movimentar a mola para cima e para baixo, cria-se uma onda transversal, na qual cada parte oscila para cima e para baixo em relação ao eixo de propagação. Assim, a direção do movimento que provoca as oscilações é perpendicular à direção da propagação da onda. Ondas produzidas quando jogamos uma pequena rocha na água e todas as ondas eletromagnéticas, como a luz ou as captadas e emitidas por celulares, são exemplos de ondas transversais.

Movimento da mão para cima e para baixo

Propagação de uma onda

Explicar que as ondas são comumente representadas em sua forma de oscilação transversal. No entanto, o som não oscila dessa forma, já que é uma onda longitudinal. Mesmo que a forma de oscilação das ondas sonoras seja longitudinal, a imagem de uma onda transversal é utilizada para auxiliar nos estudos.

Sentido de propagação da onda pela mola

Elaborado com base em: TREFIL, James; HAZEN, Robert M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2, p. 8.

Representação de uma onda transversal. As setas vermelhas indicam o sentido da oscilação de cada parte da mola, e a azul, o sentido de propagação da onda gerada.

Ao empurrar e puxar a mola, fazendo seus elos se aproximarem e se afastarem ritmadamente em movimento periódico, cria-se uma onda longitudinal, na qual as partes oscilam para a frente e para trás em relação ao eixo de propagação. Assim, a oscilação ocorre na mesma direção da propagação. O som é um exemplo de onda longitudinal.

B Movimento da mão para a frente e para trás

Sentido de propagação da onda pela mola

Representação de uma onda longitudinal. As setas vermelhas indicam o sentido da oscilação de cada parte da mola, e a azul, o sentido de propagação da onda gerada.

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Durante as explicações sobre as formas de oscilação, diferenciar o sentido de propagação da energia e o sentido de oscilação de cada ponto da corda. Quando se move uma corda, por exemplo, a energia se propaga a partir da fonte de perturbação até a outra extremidade. Para que isso ocorra, cada trecho da corda oscila perpendicularmente em torno de um ponto de equilíbrio.

Nesse momento, retomar a diferença entre ciclo (oscilação completa de um trecho da corda) e comprimento de onda (distância percorrida pela energia a cada ciclo de oscilação).

Se possível, utilizar uma mola para demonstrar uma oscilação longitudinal, de modo que os estudantes percebam que, quando a energia se propaga, os elos oscilam em torno de uma posição de equilíbrio.

Salientar que a frequência e o período dependem da fonte geradora. Pode-se mencionar o exemplo de uma pessoa causando ondas em uma corda. A pessoa é a fonte geradora das ondas, e a frequência de oscilação de sua mão define a frequência das ondas geradas.

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IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Elaborado com base em: TREFIL, James; HAZEN, Robert M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2, p. 8.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Velocidade de propagação das ondas

Explicar aos estudantes que diferentes fatores podem alterar a velocidade do som, como o meio em que se propaga e até mesmo sua temperatura. Como exemplo, discuta a diferenças entre os valores da velocidade do som em função da salinidade e da temperatura da água. Há mais informações no #FICA A DICA, Professor

Dependendo da natureza da onda, a velocidade de propagação pode mudar de diferentes maneiras em relação ao meio material. As ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio material para se propagar, de forma que, quanto maior a densidade do meio, menor sua velocidade de propagação (a velocidade da luz na água é menor do que no ar). Já ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagar, logo, quanto maior a densidade do meio, maior sua velocidade de propagação (a velocidade do som na água é maior do que no ar).

Velocidade de propagação das ondas

Frente de onda

Frente de onda formada na superfície da água.

Considere uma rocha que cai na superfície de um lago. Ela produz uma perturbação na água, que se propaga pela superfície da água na forma de uma frente de onda

Quando essa frente de onda se propaga, ela percorre uma distância e leva determinado intervalo de tempo para isso. A razão matemática entre o deslocamento (d) e o tempo gasto (Dt) em sua realização determina a velocidade de uma onda

Assim, a velocidade de uma onda pode ser dada por:

A velocidade de uma onda depende de alguns fatores, como as características do meio por onde a onda se propaga. Vejamos como exemplo a propagação de uma onda mecânica, o som, em dois meios diferentes: o ar e a água.

Condições normais de temperatura e pressão: 20 °C e 1 atm.

A unidade de medida da velocidade no SI é o metro por segundo (m/s). No ar, em condições normais de temperatura e pressão, a velocidade de propagação do som é de aproximadamente 340 m/s. Isso significa que o som percorre 340 metros no tempo de um segundo. Já na água, à temperatura de 20 °C, a propagação do som é aproximadamente quatro vez mais rápida, algo em torno de 1 480 m/s.

Acompanhe outros exemplos referentes à velocidade do som. Velocidade do som em alguns meios

Material Velocidade do som

Borracha 54 m/s

Ferro 5 130 m/s

Granito 6 000 m/s

Fonte dos dados: UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA. Velocidade das ondas sonoras no ar. Salvador: UFBA, [2019?]. Disponível em: http://www2.fis.ufba.br/ dfg/fis2/Velocidade_som.pdf.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS. Velocidade do som em metais Belo Horizonte: UFMG, [2019?]. Disponível em: https://www.fisica.ufmg.br/ciclo-basico/ wp-content/uploads/sites/4/2020/05/ Velocidade_do_som_em_metais.pdf. Acessos em: 6 maio 2022.

Avião supersônico rompendo a barreira do som, isto é, ultrapassando a velocidade do som, nos Estados Unidos, 2015.

Quando um equipamento é capaz de se mover em velocidades maiores do que a velocidade do som no ar, dizemos popularmente que ele “quebrou a barreira do som”. Há, por exemplo, aviões supersônicos capazes de viajar a mais de 340 m/s, ou seja, 1 224 km/h. Um fenômeno pode ser visto quando essa velocidade é superada: ocorre uma grande redução da pressão do ar atrás do avião, levando a água presente na atmosfera no estado de vapor a se condensar, formando um rastro de nuvem de água líquida.

BLUEBARRONPHOTO/ SHUTTERSTOCK.COM

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais como a velocidade do som se altera em diferentes condições de densidade e de temperatura, acessar o link :

• COMO funciona o sonar: medição da velocidade do som no ar: trabalho prático. Lisboa: Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, 2019-2020. Disponível em: http://rana.oal.ul.pt/~flobo/2%20 -%20sonar.pdf. Acesso em: 17 jun. 2022.

5. Porque o relâmpago emite uma onda eletromagnética, a luz, que percorre o ar a 300 000 km/s, muito mais rápido do que o som emitido pelo trovão, uma onda mecânica que percorre o ar a 340 m/s.

Outro fator que influencia a velocidade das ondas é sua natureza, ou seja, se a onda é mecânica ou eletromagnética.

Um exemplo é a luz, uma onda eletromagnética que percorre 300 milhões de metros por segundo, ou 300 000 quilômetros por segundo (300 000 km/s).

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

5 Em uma tempestade, por que vemos, primeiro, a luz do relâmpago e, depois, ouvimos o som do trovão?

É essencial fazer esta prática de conversão de unidades de medida com os estudantes, demonstrando que uma mesma grandeza pode ser expressa em unidades diferentes. Citar alguns exemplos antes, como: 2 horas são quantos minutos? (120 min); 90 minutos são quantas horas? (1,5 h); 1,8 metro corresponde a quantos centímetros? (180 cm); 90 centímetros são quantos metros? (0,9 m).

Conversão de unidade na medida da velocidade

Para efetuar a conversão de km/h para m/s, devemos transformar cada unidade de medida separadamente. Por exemplo, 1 216 km/h:

De maneira prática, para converter para m/s uma velocidade medida em km/h, basta dividir a velocidade por 3,6. Caso a transformação seja no sentido inverso, de m/s para km/h, multiplique por 3,6.

Essa conversão pode ser usada para calcular diferentes tipos de relação entre distância percorrida e tempo, sendo representada pelo esquema a seguir.

÷ 3,6

km h m s

x 3,6

Por exemplo, a Estação Espacial Internacional (ISS) gira em torno da Terra a uma velocidade de 7 700 m/s. Qual seria sua velocidade em km/h?

7 700 m/s ? 3,6 = 27 720 km/h

A ISS gira em torno da Terra a 27 720 km/h!

Ao fazer transformações de unidades de medida de comprimento e tempo, é comum os estudantes se confundirem com as bases utilizadas. Se necessário, lembrar que as unidades de medida de comprimento relacionadas ao metro têm base 10 (por exemplo, 1 m  = 100 cm, 1 m  = 1 000 mm, 1 km = = 1 000 m), enquanto as unidades de medida de tempo têm base 60 (1 h = 60 min, 1 min = 60 s, 1 h = 3 600 s).

Os estudantes devem compreender que o fator 3,6 surge da transformação simultânea da unidade de comprimento e da unidade de tempo. Ele serve apenas para transformações entre as unidades km/h e m/s, sendo errado utilizá-lo quando há outras unidades envolvidas, como metro por minuto (m/min), centímetro por segundo (cm/s), quilômetro por segundo (km/s), entre outras.

Para a velocidade da luz, comumente se utiliza o valor de 300 000 km/s, ou 300 000 000 m/s, quando a luz se move no vácuo. Esse é um valor aproximado, sua medida com maior precisão seria 299 792 458 m/s.

Relâmpago no Rio de Janeiro (RJ), 2021.

ATIVIDADES

1. Neste momento é essencial apenas que os estudantes sejam capazes de verificar que nas duas situações ocorre emissão de ondas, que transportam energia sem transportar matéria; e que o som se propaga dependendo do meio material, e as micro-ondas não.

a) Nesse caso, não estamos considerando o som emitido pelo forno de micro-ondas, que são ondas longitudinais, ou as vibrações da pele dos tambores e dos pratos da bateria, que são ondas transversais.

2. É possível utilizar esta atividade como avaliação para verificação de aprendizagem dos conceitos relacionados às propriedades das ondas, como identificação de cristas e vales, determinação da amplitude e do comprimento de onda e relação entre período e frequência. Observar as respostas dos estudantes e, caso eles apresentem dificuldades, retomar os conceitos utilizando novas formas de abordagem.

a) A onda X apresenta 5 cristas e 4 vales, e a onda Y apresenta 4 cristas e 3 vales.

b) A onda X apresenta 4 ciclos. A onda Y apresenta 3 ciclos. O período da onda X é 2 segundos. (Período é o tempo para acontecer um ciclo, ou seja, 8 s divididos por 4 ciclos.)

c) Comprimento de onda: 1,7 cm; amplitude: 7 cm; frequência: 4 ciclos H 8 s

f = 8s 4 ciclos

f = 2 1 Hz ou 0,5 Hz

d) Cristas: a, c, e, g. Vales: b, d,

f. Amplitude: I. Comprimento de onda: II.

e) 0,2 segundo. T

1. a) O forno de micro-ondas emite ondas transversais para aquecer os alimentos. No caso da bateria, as ondas de som emitidas são longitudinais.

1. b) Na situação com a bateria, pois tanto o som como a vibração dos tambores e dos pratos são ondas mecânicas, tipo que se propaga somente em meio material.

1. c) O som produzido por uma ave, as ondas do mar e as ondas produzidas pela vibração das cordas de uma guitarra se relacionam com a imagem da bateria, pois são ondas mecânicas. Já a luz solar e as ondas produzidas pelas emissoras de rádio se relacionam à imagem do micro-ondas, pois são ondas eletromagnéticas.

1. Observe as imagens a seguir. Forno de micro-ondas. Pessoa tocando bateria.

a) Que tipo de propagação de onda, transversal ou longitudinal, está relacionada a cada uma das imagens?

b) Em qual das situações é imprescindível um meio material para a propagação da onda?

c) Em relação à natureza das ondas, os exemplos apresentados nos quadros a seguir estão relacionados a qual das imagens? Por quê?

som produzido por uma ave luz solar ondas do mar ondas produzidas pelas emissoras de rádio

2. Considere as duas ondas X e Y a seguir.

ondas produzidas pela vibração das cordas de uma guitarra

a) Quantas cristas e vales apresentam essas duas ondas?

Respostas nas Orientações para o professor

b) Quantos ciclos cada onda apresenta? E qual é o período da onda X?

c) Qual é o comprimento de onda, a amplitude e a frequência (Hz) da onda X?

d) Na onda Y, identifique as cristas, os vales, a amplitude e o comprimento de onda.

e) Considere que a frequência da onda Y seja f = 5 Hz. Qual é o período dela?

3. Analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

Respostas nas Orientações para o professor

I. As ondas têm a propriedade de transportar energia e matéria.

II. Ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagar.

III. Ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio material para se propagar.

IV. O comprimento de uma onda é a distância de uma crista ou vale ao eixo de propagação da onda.

3. II, III, VI e VII estão corretas.

I. As ondas têm a propriedade de transportar energia, mas não de transportar matéria.

IV. O comprimento de uma onda é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos.

V. A amplitude de uma onda é a distância de uma crista ou vale ao eixo de propagação da onda.

É sempre importante enfatizar, caso ainda existam dúvidas, que ondas transportam energia sem que ocorra transporte de matéria.

5. A luz é uma onda transversal, isto é, sua oscilação é perpendicular à propagação. O som é uma onda longitudinal, isto é, sua oscilação ocorre na mesma direção da propagação.

V. A amplitude de uma onda é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos.

VI. A frequência de uma onda é a quantidade de ciclos que ela executa a cada unidade de tempo.

VII O período de uma onda corresponde ao intervalo de tempo necessário para a execução de apenas um ciclo.

4. a) As ondas geradas por um terremoto são de natureza mecânica, isto é, propagam-se em um meio material, nesse caso, o manto e a crosta terrestre, gerando vibrações que podem causar destruição.

4. Terremotos são tremores causados pelo movimento das placas tectônicas que formam a crosta terrestre. A perturbação provocada tem natureza mecânica e se propaga pelo interior da Terra transportando muita energia na forma de ondas sísmicas, que podem ser tanto transversais como longitudinais. Mesmo que uma cidade esteja distante do epicentro de um terremoto (ponto da superfície de maior intensidade), os abalos sísmicos gerados podem atingi-la e causar grandes destruições. Um exemplo foi o terremoto que atingiu o Chile, em 16 de setembro de 2015, cujo epicentro ocorreu no oceano, a 243 km da capital, Santiago.

a) De que forma uma região distante do epicentro de um terremoto pode ser atingida pelos abalos sísmicos ocorridos?

Fonte dos dados: FORTE terremoto atinge o Chile e deixa pelo menos 5 mortos. G1, São Paulo, 17 set. 2015. Disponível em: https://g1.globo.com/mundo/noticia/2015/09/ forte-terremoto-chile.html. Acesso em: 27 abr. 2022.

b) Classifique as ondas provocadas pelo terremoto de acordo com sua natureza e sua forma de propagação.

Ondas mecânicas, que podem ser tanto transversais como longitudinais.

5. Classifique a luz e o som quanto a sua propagação, explicando-a.

6. Um método simples de se identificar a distância aproximada entre o local onde um relâmpago cai e aquele em que uma pessoa está é contar o tempo, iniciando logo após a observação da luz do raio e terminando ao escutar o trovão proveniente desse relâmpago. O intervalo de tempo obtido deve ser dividido por três e o número calculado indica a distância, em quilômetro, que esse raio caiu do observador. Por exemplo, se entre o relâmpago e o trovão a contagem foi 3 segundos, divide-se esse número por três. Isso significa que o relâmpago caiu a um quilômetro de distância do local onde se encontra o observador. Outro método é multiplicar o tempo decorrido pela distância que o som percorre no ar em 1 segundo. O valor obtido é a distância, em metro, de onde o raio caiu até o observador.

a) Os dois métodos geram o mesmo resultado para o exemplo descrito? Justifique sua resposta.

b) Na contagem do tempo entre um relâmpago e o respectivo trovão, obteve-se 8 segundos como resultado. A que distância o raio caiu, aproximadamente? Utilize os dois métodos de cálculo.

c) Se você realizasse o cálculo do item anterior utilizando a fórmula v = d Dt , qual seria o resultado? Justifique sua resposta.

d) Qual dos dois métodos apresentados é o mais cientificamente correto, analisando-se o resultado dos itens b e c ? Justifique sua resposta.

4. Os abalos sísmicos são importantes exemplos de propagação de energia por ondas mecânicas. Ao abordar a atividade, retomar os assuntos estudados em anos anteriores sobre tectônica de placas.

Em um abalo sísmico, ocorre um movimento relativo entre duas placas tectônicas provocando uma vibração nos meios materiais envolvidos, que se propagam rapidamente para todas as direções. As ondas mecânicas geradas passam por diferentes materiais, propagando-se rapidamente, com velocidades médias entre 6 km/s e 8 km/s.

6. a) Não. O primeiro método indica que o raio caiu a 1 km, ou 1 000 m de distância. Já o segundo método indica que o raio caiu a 1,02 km, ou 1 020 m de distância, pois, ao multiplicar o tempo (3 s) pela velocidade do som no ar (340 m/s), obtêm-se 1 020 m:

3 s H 340 m/s = 1 020 m

b) Utilizando o primeiro método: 3 8 2 2,667 km, ou 2 667 m de distância.

Utilizando o segundo método: 8 s H 340 m/s = 2 720 m de distância.

Para facilitar os cálculos dessa atividade, consideramos a temperatura do ar 20 °C e a pressão 1 atm. Ao discutir a atividade, explicar que a possibilidade de levar em conta apenas a velocidade do som na determinação da distância em que ocorre o relâmpago se deve ao fato de o tempo que a luz gasta para percorrer essa distância ser desprezível em comparação com o tempo gasto pelo som (a velocidade da luz é quase um milhão de vezes maior do que a do som). Com isso, o tempo gasto pela luz será cerca de um milhão de vezes menor do que o tempo gasto pelo som nesse percurso.

c) v =

*t d H 340 s m = 8 s d H H 340 m 8 = d H d = 2 720 m d) O segundo método, pois o resultado é igual ao obtido quando se utiliza a fórmula da velocidade. O primeiro método utiliza a mesma razão matemática entre deslocamento e intervalo de tempo, mas com a fórmula desconstruída.

2. SOM

Este Tema contribui para a mobilização da habilidade EF09CI05

No texto usado para iniciar o assunto, estimula-se o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Educação em direitos humanos

A proposta inicial é destacar o som não como uma transmissão de informações captada apenas pelas orelhas e percebido pelo sentido da audição, mas mostrar que também pode ser captado por todo o corpo, pelo sentido do tato. Essa sensibilidade ao tato é comumente desenvolvida por pessoas surdas ou com alguma deficiência auditiva.

Fazer uma leitura coletiva do texto com os estudantes, que apresenta um professor que ensina música para pessoas surdas.

Grande parte da comunidade não ouvinte não se autodenomina como deficiente auditiva por considerar a surdez uma característica ou condição, optando pelo termo "surdo". Trabalhar o assunto com os estudantes de forma respeitosa, incentivando-os sempre a considerar e a respeitar as dimensões físicas de cada indivíduo. No caso das pessoas surdas, existem outras possibilidades de perceberem os sons e falas ao seu redor e se comunicarem, como pelo tato, pela leitura de lábios e pela comunicação em libras. Porém, é preciso que haja participação da comunidade ao redor destas pessoas para promover condições necessárias a essa adequação.

Nesse momento dos estudos, é interessante propor uma pesquisa aos estudantes sobre os direitos de pessoas surdas e a importância de atitudes individuais e coletivas para a inclusão destas pessoas.

1. O som que sai dos instrumentos faz vibrar o próprio instrumento e o ar ao redor dele. Cada nota tem um tipo de vibração, assim a pessoa que não ouve pode sentir o som. Os estudantes associavam as notas musicais na escrita musical à vibração que ela causava no instrumento. Assim, sabiam que vibração esperar ao tocar a nota correta.

2. Resposta pessoal. Professor, neste momento, espera-se que os estudantes conversem sobre a importância de ações que promovam a inclusão social.

Captamos os sons principalmente pela audição, mas é possível percebê-los por meio de outros sentidos. Pessoas surdas podem perceber e distinguir os sons sentindo as vibrações pelo tato, por exemplo. Leia o trecho da reportagem a seguir, que relata como o músico Carlos Alberto Alves se motivou a dar aulas de música para surdos.

Na vibração

do som, surdos aprendem música

Carlos buscou um curso de libras para abrir mais oportunidades de conversação. Certa vez, viu seu professor de libras, um homem surdo, chorar ao ouvir uma música tirada por ele de um velho saxofone. O mestre contou ter se emocionado com a vibração do instrumento. Naquela resposta estava mais um estímulo para Carlos. [...] [Ele] começou a ministrar aulas de música para pessoas surdas. [...] Hoje são doze estudantes.

[...] O aluno aprende as posições das notas, como pegar no instrumento, colocar a mão nas chaves correspondentes à nota desejada e, ao mesmo tempo, identifica na escrita musical, a mesma nota. Assim, ele decodifica visualmente a nota correspondente à vibração esperada. Como cada nota tem sua vibração sonora específica, ele consegue ler o que está escrito e, na passagem de uma nota para outra, consegue perceber a diferença entre as vibrações.

NA VIBRAÇÃO do som, surdos aprendem música. Diário de Pernambuco, Recife, 29 jul. 2016. Ideias do bem. Disponível em: http://blogs.diariodepernambuco.com.br/ideiasdobem/ project/na-vibracao-do-som-surdos-aprendem-musica/. Acesso em: 27 abr. 2022.

1 Explique como o professor de Libras do texto pôde sentir o som e como os estudantes surdos aprendiam música.

2 Para você, atitudes como a do professor Carlos são importantes? Por quê? Converse com os colegas sobre o assunto.

Comentários sobre as atividades

As atividades 1 e 2 contribuem para o desenvolvimento da competência geral 10 e competência específica 8 .

LEO TEIXEIRA

O principal órgão do corpo humano responsável por captar as vibrações geradas pelas ondas sonoras no ar é a orelha. O som é uma onda mecânica e longitudinal e, conforme ele se propaga, formam-se regiões de compressão e rarefação no ar. Essa vibração é captada e direcionada pela orelha externa para o meato acústico externo e atinge a membrana timpânica.

A membrana timpânica vibra conforme a frequência das ondas sonoras e estimula três ossículos que se conectam a ela: o martelo, a bigorna e o estribo. O estribo movimenta-se para a frente e para trás, transmitindo o estímulo para um líquido da cóclea até algumas células especializadas em transformar esse estímulo em impulsos nervosos. Os impulsos nervosos são enviados ao encéfalo e a informação é processada.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao tratar do processo de captação do som pela orelha humana, esclarecer que as ondas sonoras interferem nas moléculas de ar, causando sua aproximação (compressão) e afastamento (rarefação).

Caso os estudantes não compreendam o significado de compressão e rarefação do ar que ocorre durante a propagação longitudinal do som, retomar a explicação de onda de propagação longitudinal por meio do exemplo de oscilação de uma mola em que os elos oscilam para frente e para trás, enquanto a onda se propaga. Comentar com os estudantes que pesquisas científicas têm demonstrado que pessoas com deficiência auditiva sentem no ar as vibrações das ondas sonoras de músicas e que esses estímulos são enviados e interpretados na mesma região do cérebro que interpreta o som escutado por pessoas ouvintes.

Elaborado com base em: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger. A. Física II: termodinâmica e ondas. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. p. 156-158. Representação de um pássaro cantando (A), representação simplificada de como o som se propaga entre as moléculas dos gases presentes no ar (B) e representação da orelha em corte, mostrando algumas estruturas envolvidas na captação das ondas sonoras (C).

No texto da página anterior, as pessoas surdas sentiam as vibrações das ondas sonoras por meio dos receptores táteis presentes na pele. Cada onda apresenta características diferentes e, portanto, gera uma vibração diferente. As pessoas surdas aprendiam a associar certa frequência a determinada vibração.

#FICA A DICA, Professor

O filme Minha amada imortal retrata a história do famoso compositor clássico Ludwig van Beethoven, sua dolorosa perda de audição e suas estratégias para detectar a harmonia das músicas.

• MINHA amada imortal. Direção: Bernard Rose. Reino Unido: Estados Unidos: Icon Entertainment International, 1994. VHS (121 min).

O filme No ritmo do coração retrata a história de uma adolescente ouvinte em uma família de surdos. Foi vencedor do Oscar de melhor filme em 2022.

• NO RITMO do coração. Direção: Siân Heder. Estados Unidos: Apple TV+, 2021. SVOD (111 min).

AMPLIANDO

Em se tratando de música e surdez, deve-se destacar o compositor alemão Ludwig van Beethoven (1770-1827), considerado um dos maiores compositores da história da música, que perdeu gradativamente a audição ao longo de sua vida. Mesmo surdo, compôs suas obras mais aclamadas, como a Nona Sinfonia, de 1824. Pedir aos estudantes que realizem uma pesquisa sobre Beethoven e suas contribuições para a música. Além disso, é possível solicitar a eles que pesquisem outros profissionais da área da música com a mesma condição que contribuíram para a história da música.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

MAAL ILUSTRA

Rarefação Rarefação Compressão Compressão

Orelha externa Martelo Bigorna Estribo Nervo

Meato acústico externo Membrana timpânica Cóclea

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Frequência das ondas sonoras

Relembrar os estudantes que frequência corresponde à quantidade de ciclos executados por unidade de tempo. Quando o intervalo de tempo é medido em segundos, temos a frequência da onda medida em ciclos por segundo, que corresponde à unidade hertz. Logo, 2 Hz significa que a onda executa 2 ciclos por segundo.

Enfatizar que, em nosso dia a dia, é comum relacionar a altura de um som ao volume, isto é, dizer que um som alto é aquele com volume alto. Porém, som baixo ou alto faz referência à frequência das ondas, logo, quando escutamos dois sons distintos, o de menor frequência é detectado como mais grave, e o de maior frequência é detectado como mais agudo.

Comentar com os estudantes que, quando se trata da classificação de um som grave ou agudo a partir da detecção pelo sistema auditivo, é conveniente fazer uma comparação entre os sons emitidos por dois instrumentos, já que a interpretação e a classificação de apenas um som pelo sistema auditivo pode ser algo subjetivo, que varia entre indivíduos. Dessa forma, sobre a escolha da tuba e do trompete como exemplos, explicar aos estudantes que, na comparação entre os dois, o som da tuba é mais grave do que o do trompete, ou o som do trompete é mais agudo do que o da tuba.

3. Resposta pessoal. Baixo acústico, baixo elétrico, bumbo e tímpano podem ser citados como exemplos de instrumentos que emitem sons mais graves; o violino, a flauta e a gaita, como exemplos dos que emitem sons mais agudos.

Frequência das ondas sonoras

Como estudamos, a frequência de uma onda está relacionada com a quantidade de ciclos executada por unidade de tempo e, quando o tempo é medido em segundo, sua unidade de medida é o hertz (Hz). A frequência está relacionada com uma característica do som denominada altura, que possibilita diferenciar um som grave de um som agudo.

Cientificamente, um som baixo apresenta baixa frequência, que detectamos como um som grave. Já um som alto é aquele com alta frequência, que detectamos como um som agudo.

Observe a seguir um esquema comparativo entre dois instrumentos musicais de sopro.

Os sons emitidos por uma tuba são exemplos de som com frequência mais baixa, que detectamos como sons graves

Os sons emitidos por um trompete são exemplos de sons com frequência mais alta, que detectamos como sons agudos

Quanto maior a frequência, mais agudo é o som que ouvimos.

3 Cite outros exemplos de instrumentos musicais cujos sons podem ser distinguidos como mais graves ou mais agudos.

Comentários sobre a atividade

3. Este questionamento não tem uma resposta única, visto que diversos instrumentos podem emitir sons com diferentes alturas, como o piano, ou podem ser produzidos para alcançar diferentes escalas de alturas, como o saxofone barítono (sons graves), o saxofone alto (sons médios) e o saxofone tenor (sons agudos). O objetivo é verificar se os estudantes compreenderam o conceito relacionado à altura do som.

Infrassons e ultrassons

Infrassons e ultrassons

Em geral, o ser humano é capaz de identificar ondas sonoras com frequências entre 20 Hz e 20 000 Hz, chamadas frequências audíveis ou, comumente, som. Ondas sonoras abaixo de 20 Hz, chamadas infrassons, e acima de 20 000 Hz, chamadas ultrassons, não são perceptíveis pelo ser humano.

BENTINHO

0 Hz 20 Hz 20 000 Hz

Classificação dos sons em relação à percepção humana.

Apesar de imperceptíveis aos seres humanos, outros animais podem ouvir infrassons e ultrassons. Os cachorros são um exemplo, pois detectam ondas sonoras com frequências entre 15 Hz e 40 000 Hz, ou seja, são capazes de ouvir estímulos que vão dos infrassons até os ultrassons. O elefante é capaz de captar e emitir estímulos na faixa dos infrassons. Na comunicação entre os elefantes, são emitidas ondas sonoras de aproximadamente 10 Hz, mas eles conseguem captar ondas de até cerca de 10 000 Hz.

Cachorros são animais capazes de detectar infrassons e ultrassons.

Morcegos e golfinhos são capazes de receber estímulos sonoros na frequência de ultrassons. Esses animais podem captar e emitir ondas sonoras entre 1 000 Hz e 120 000 Hz.

Morcegos são animais capazes de emitir e detectar ultrassons.

Na página 71, os intervalos de frequências sonoras emitidas e perceptíveis por alguns animais apresentados têm como base os sites disponíveis nos links a seguir. Acessar para obter mais informações.

• AUDIÇÃO. Britannica Escola. [S l.], c2022. Disponível em: https://escola.britannica.com.br/artigo/ audi%C3%A7%C3%A3o/483285#:~:text=A%20

Elefantes são animais capazes de emitir e detectar infrassons.

Para evitar que o termo som audível seja interpretado como pleonasmo, explicar aos estudantes que as ondas sonoras são definidas de forma geral como ondas com propagação longitudinal de energia em meios materiais. No entanto, apenas uma fração delas pode ser detectada pela audição humana. Por isso, a importância do termo som audível para designar as ondas sonoras que o ser humano é capaz de escutar. Nestes estudos, optamos por apresentar o intervalo de frequência audível mais comumente destacado, entre 20 Hz e 20 000 Hz. Explicar aos estudantes que esse intervalo não é exato, podendo, inclusive, variar de pessoa para pessoa.

Ao abordar o infrassom, explicar aos estudantes que diariamente estamos expostos a ondas sonoras que não são percebidas. Alguns exemplos de fenômenos que podem gerar infrassom são as batidas do coração, os ventos, os motores de elevadores, os abalos sísmicos, as erupções vulcânicas, entre outros.

Golfinhos são animais capazes de emitir e detectar ultrassons.

Como complemento de abordagem sobre infrassom, explicar aos estudantes que os abalos sísmicos podem emitir ondas infrassônicas na ordem de 4 Hz.

audi%C3%A7%C3%A3o%20dos%20animais&text=O%20ser%20humano%20pode%20ouvir, entre%201.000%20e%20120.000%20Hz. Acesso em: 7 jun. 2022.

• FONTOURA, Juliana. Som animal. Claro!: USP. São Paulo, c2021. Disponível em: http://www.usp.br/ claro/index.php/tag/aves/#:~:text=O%20 elefante%20e%20o%20morcego,10.000Hz%20 at%C3%A9%20120.000Hz. Acesso em: 7 jun. 2022.

Como as ondas infrassônicas possuem baixa frequência, elas podem se propagar por maiores distâncias. Nesse momento, fazer uma conexão com a informação apresentada sobre os elefantes, que se comunicam por ondas sonoras com frequências de aproximadamente 10 Hz. Estima-se que infrassons emitidos por elefantes podem ser detectados por outros animais a até 10 km de distância. Complemente comentando que as grandes orelhas desse animal auxiliam na detecção dessas ondas.

#FICA A DICA, Professor

VIVA-LA-VIDA/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Este assunto contribui para a mobilização da habilidade

EF09CI07 e para uma exploração conjunta dos temas contemporâneos transversais Saúde e Ciência e Tecnologia

A respeito das ondas ultrassônicas, a seção O assunto é... , ao final da Unidade, aborda a ecolocalização realizada por alguns animais. Se desejar, pode-se trabalhar essa seção com os estudantes nesse momento, relacionando-a com o exame de ultrassonografia.

O exame de ultrassonografia é uma importante utilização dessas ondas em benefício das pessoas. Aqui, será abordada apenas a ultrassonografia (exame com base nas ondas sonoras, que são mecânicas), já que as ondas eletromagnéticas, como os raios X e raios gama, serão abordadas na próxima Unidade. As ondas sonoras afetam menos os tecidos do que certas ondas eletromagnéticas, como os raios X, e, por isso, são usadas durante a gravidez.

Os principais fenômenos ondulatórios envolvidos no exame de ultrassonografia são a reflexão e a refração de ondas mecânicas. Quando a onda sonora incide no corpo de uma pessoa, ela reflete mais intensamente na superfície dos órgãos, possibilitando que uma imagem de seu contorno seja formada com mais nitidez. Essas ondas sonoras também podem sofrer refração, quando passam de um meio para outro, e sofrem variação de sua velocidade de propagação. Essa variação também é detectada pelo aparelho, que identifica como uma região de maior ou menor densidade. O fenômeno ondulatório da refração não será abordado neste momento, de forma que a Unidade apresente coerência etária com a época escolar. Ao explorar o boxe sobre co-

Os sons na faixa do ultrassom têm uma importante aplicação na Medicina diagnóstica, pois são usados em exames capazes de verificar partes internas do corpo humano, chamados ultrassonografia ou ultrassom. Os aparelhos de ultrassonografia produzem imagens de órgãos ou até mesmo de bebês dentro do útero materno.

As ondas mecânicas podem ser refletidas ao encontrar obstáculos. Assim, esses aparelhos emitem ondas ultrassônicas sobre o corpo, que são refletidas de forma diferente nos vários tecidos nos quais incidem. Então, o aparelho recebe essas ondas refletidas com diferentes características e as interpreta, formando uma imagem.

A comunicação das baleias

Em um ambiente aquático, como o mar, a luz e os odores não são facilmente transmitidos. Os mamíferos marinhos se comunicam por meio de ondas sonoras. Como o som se propaga aproximadamente quatro vezes mais rápido na água do que no ar e pode navegar milhares de quilômetros, essa comunicação é facilitada.

Existem diversos tipos de som emitidos por esses animais, caracterizados por diferentes frequências – infrassons, sons e ultrassons. Os cantos das baleias, por exemplo, possuem diversos significados e finalidades, como identificar ou atrair parceiros sexuais, sinalizar a posição, interagir com filhotes e coordenar ataques a presas.

A poluição sonora causada por atividades humanas, como motores de navios, submarinos e construções marítimas, pode afastar as baleias de áreas de alimentação e reprodução, além de inibir sua atividade vocal, prejudicando sua comunicação.

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municação das baleias, informar aos estudantes que ainda não está completamente compreendido se o som emitido por baleias a milhares de quilômetros está relacionado diretamente com a comunicação entre indivíduos, ou que tipo de mensagens passam. Contudo, estudos demonstram que esses animais utilizam a comunicação sonora para diversas atividades.

As baleias emitem sons ultrassônicos e infrassônicos. Estudos indicam que pode haver uma associação entre baleias dentadas (orcas, golfinhos e cachalotes, por exemplo) e o ultrassom, e entre baleias de barbatanas (que têm cerdas no lugar dos dentes) e o infrassom. No caso dos golfinhos, os ultrassons são utilizados para ecolocalização.

A ultrassonografia no pré-natal possibilita visualizar o bebê dentro do útero materno.

Baleia-jubarte e seu filhote.

Nível sonoro

Nível sonoro

A amplitude de uma onda está relacionada com a intensidade sonora. Quanto maior a amplitude, mais energia a onda sonora transporta e, portanto, maior a intensidade sonora.

A intensidade sonora, por sua vez, refere-se ao volume do som. Quanto maior a intensidade sonora, maior o volume.

A partir de uma intensidade mínima perceptível, chamada limiar audível, os seres humanos podem escutar um determinado intervalo de intensidades sonoras. O limiar audível varia entre as pessoas.

A relação entre a intensidade sonora emitida por uma fonte e o limiar audível do ser humano é definida como nível sonoro. No SI, o nível sonoro é medido em bel (B) ou em décimos de bel, ou seja, em decibel (dB). Nas imagens a seguir estão ilustradas algumas fontes sonoras e são indicados os níveis sonoros medidos em decibel.

#FICA A DICA, Professor

Os valores dos níveis sonoros apresentados têm como base o site disponível no link a seguir. Acessar para obter mais informações.

• MOREIRA, Patricia. Poluição sonora. Fiojovem. Rio de Janeiro, 20 ago. 2008. Disponível em: https:// www.fiojovem.fiocruz.br/poluicao-sonora. Acesso em: 7 jun. 2022.

Para mais informações sobre intensidade sonora e nível sonoro, acessar:

• FERREIRA NETO, Maria de Fátima. 60 + 60 = 63? Pion. [S l.], c2022. Disponível em: http://www.sbfisi ca.org.br/v1/portalpion/index.php/artigos/23-6060-63. Acesso em: 7 jun. 2022.

Comentar que intensidade sonora e nível sonoro são conceitos relacionados, porém distintos. Intensidade sonora (I) é uma grandeza que relaciona a energia transportada pela onda sonora, por intervalo de tempo, por área [I = *t ? A E ]. Como energia por unidade de tempo é a definição de potência [P = *t E ], a intensidade sonora pode ser então definida como a potência da onda sonora por área [I = A P ], sendo, por isso, a sua unidade do SI definida como watt por metro quadrado (W/m2). Essa grandeza é relacionada ao volume do som. Quando nossas orelhas estão próximas à fonte sonora, a energia por área que recebemos é maior (volume maior) do que quando estamos distantes da fonte, quando a energia por área é menor (volume menor).

O limiar audível citado na página para um ser humano sem problemas de audição é da ordem de 10–12 W/m2. Podemos ver que o ser humano pode detectar um intervalo amplo de intensidades sonoras, sendo os números expressos em sua forma exponencial de base 10. Assim, é mais conveniente abordar o nível sonoro, que faz uma comparação entre a intensidade sonora de uma fonte e a intensidade mínima audível pelo ser humano. Como se trata de números escritos na forma de exponencial, o nível sonoro é definido por meio de uma função logarítmica, e, como esse assunto não está presente nas habilidades da disciplina de Matemática para essa época escolar, não será abordado.

Se julgar conveniente, realizar um trabalho sobre nível sonoro em conjunto com o professor de Matemática.

Se desejar, a seção Entre contextos pode ser trabalhada neste momento com os estudantes.

MNY-JHEE/SHUTTERSTOCK.COM

OKSANA KUZNETSOVA DNEPR/SHUTTERSTOCK.COM

FISHMAN64/SHUTTERSTOCK.COM

FRANK_PETERS/SHUTTERSTOCK.COM

O som emitido por folhas balançando ao vento tem nível sonoro abaixo de 20 dB.

O som emitido por uma britadeira em funcionamento tem nível sonoro na ordem de 100 dB.

O som emitido pelo tráfego de veículos tem nível sonoro na ordem de 80 dB.

O som emitido por uma turbina de avião em funcionamento tem nível sonoro na ordem de 130 dB.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

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ATIVIDADES

As atividades buscam mobilizar a habilidade EF09CI05

1. Pode-se complementar que, geralmente, ondas sonoras com frequências entre 20 Hz e 20 000 Hz são audíveis pelo ser humano. Ondas sonoras com frequência abaixo de 20 Hz, chamadas infrassons, e acima de 20 000 Hz, chamadas ultrassons, não são audíveis pelo ser humano.

2. Ao trabalhar esta atividade, se possível, ligar algum aparelho que emita ondas sonoras, como rádio, televisor ou smartphone, por exemplo, a um volume intermediário. Então, aumentar pouco a pouco o volume, perguntando aos estudantes o que mudou na onda sonora emitida, permitindo que revisem o que foi estudado. É esperado que respondam que a onda sonora emitida teve um aumento de amplitude e mais energia foi transportada pela onda. Fazer o mesmo procedimento, mas agora reduzindo o volume do som emitido.

3. Ver mais informações sobre a queda do asteroide no Ceará no link do #FICA A DICA, Professor da página seguinte. Explicar aos estudantes que meteoro é um fenômeno natural que ocorre quando um corpo celeste, que esteja se movendo a alta velocidade, adentra a atmosfera e se incinera por causa do atrito com os gases.

4. Nos estudos das páginas de abertura dessa Unidade foi sugerida a construção deste equipamento, para ser utilizado naquele momento inicial como uma análise prévia da propagação do som por um meio material. Caso não tenha sido feito naquele

1. A característica de uma onda sonora que determina se ela é audível ou não é a frequência.

2. a) A frequência é a característica da onda sonora que define sua altura, ou seja, um som alto (agudo) de um som baixo (grave).

1. Geralmente, o termo “som” é utilizado para designar a faixa de altura das ondas sonoras que são audíveis pelos seres humanos. Que característica determina se uma onda sonora é audível ou não pelo ser humano?

2. Quando estamos assistindo a algo na televisão ou escutando música pelo rádio, podemos aumentar o volume, se quisermos ouvir o “som mais alto”, ou abaixar o volume, se quisermos ouvir o “som mais baixo”. Essa é uma forma comum de nos expressarmos diariamente, porém caracterizar um som como alto ou baixo, do ponto de vista científico, não tem relação com o volume.

a) Que característica das ondas sonoras define um som como alto ou baixo? Como percebemos a diferença entre esses dois estímulos?

b) Que característica das ondas sonoras define o volume do som que escutamos?

A intensidade sonora é a característica das ondas sonoras relacionada ao volume. Ela está associada à amplitude da onda.

3. No dia 10 de outubro de 2020, um meteoro atravessou o céu do Ceará e caiu no Maciço de Baturité. Ao atravessar a atmosfera, esse meteoro emitiu uma forte luz, que foi observada por vários moradores da região, assim como um grande estrondo de sua colisão com o solo. Entretanto, para a determinação mais exata do local de sua queda, é necessária a análise de infrassons, que são emitidos por esses meteoros e podem ser captados por sistemas de microfones específicos para esse fim espalhados pelo planeta Terra.

Meteoro atravessando a atmosfera no Ceará, em 2020.

a) A onda citada, que pode ser captada por microfones específicos e identificar a localização do meteoro, é mecânica ou eletromagnética? Justifique sua resposta.

b) Essa onda pode ser detectada pela audição humana? Por quê?

4. Certo dia, o professor de Ciências do 2o ano chegou à escola levando consigo duas latas, barbante e prego. Utilizando o prego, ele fez um furo no fundo de cada lata, por onde passou as extremidades do barbante. Em seguida, ele fez um nó em cada uma das extremidades, para que não escapassem. O professor escolheu dois estudantes e pediu que segurassem as latas e se distanciassem até que o barbante estivesse esticado. Um dos estudantes deveria levar a lata à boca e dizer algumas palavras, enquanto o outro estudante levaria a lata à orelha para tentar decifrar o que foi dito.

Representação da atividade realizada pelos estudantes durante a aula.

3. a) Por se tratar de uma onda sonora (infrassom), é uma onda mecânica.

3. b) Não, porque a audição dos seres humanos pode detectar frequências entre 20 Hz e 20 000 Hz. O infrassom citado no texto corresponde a ondas com frequências menores do que 20 Hz, imperceptíveis aos seres humanos.

momento, se possível, construir agora com os estudantes, providenciando antecipadamente os materiais necessários. Uma sugestão é dividir os estudantes em grupos de quatro integrantes e pedir que cada grupo providencie os materiais e levem em uma aula agendada. A montagem deve ser feita com o auxílio do professor, que deve fazer

os furos nas latas para evitar acidentes com objetos cortantes.

b) Os estudantes podem usar o esquema apresentado na página 69 como referência. Eles podem montar uma versão animada desse esquema usando um programa de edição de vídeo. Auxiliar os estudantes na pesquisa por imagens e vídeos em fontes confiáveis.

Botão de volume de um aparelho sonoro.

4. a) Ao falar, os sons são transmitidos para o ar que está no interior da lata próxima à boca. A vibração do ar faz o barbante vibrar na mesma frequência. Essa onda se propaga nesse material até a outra extremidade e é transmitida ao ar no interior da segunda lata. Essa onda chega à orelha e o som é processado no encéfalo.

a) Explique como as ondas sonoras conseguem se propagar de uma lata para outra.

b) Monte uma apresentação digital que explique como o corpo do ser humano identifica os sons. Se achar interessante, além de textos e imagens, coloque vídeos para enriquecer sua apresentação.

Resposta pessoal.

5. Observe as imagens a seguir, que mostram dois instrumentos musicais e a representação das ondas sonoras emitidas por cada um deles em determinado momento, no intervalo de tempo de 0,1 s.

5. a) Imagem A : 4 oscilações em 0,1 s; logo, sua frequência é de 40 Hz. Imagem B: 10 oscilações em 0,1 s; logo, sua frequência é de 100 Hz.

5. Ao trabalhar essa atividade, destacar que a classificação é baseada em uma comparação, ou seja, o som emitido pelo contrabaixo acústico é mais grave do que o som emitido pelo violão. Como um recurso didático para facilitar a interpretação, as ondas foram ilustradas em sua forma tradicional, com propagação transversal. Isso pode ser feito já que as regiões de compressão do ar podem ser relacionadas às cristas da onda, e as regiões de rarefação do ar, aos vales, como mencionado.

a) Se desejar, apresentar os cálculos realizados:

(A) Contrabaixo acústico. (

a) Sendo a frequência de uma onda sonora definida pela quantidade de oscilações ou ciclos em determinado intervalo de tempo, qual é a frequência das ondas sonoras representadas nas imagens A e B?

b) Qual seria a diferença entre essas duas ondas sonoras quando uma pessoa as escuta?

6. Leia o texto, observe o esquema a seguir e, depois, faça o que se pede.

Quando certos sais presentes nos alimentos se unem, crescem em tamanho e permanecem nos rins, podem provocar uma condição popularmente conhecida como pedra nos rins. Grande parte dessas pedras, ou cálculos, é identificada por meio de ultrassonografia. Se as pedras forem bem pequenas, o tratamento pode ser feito com alta ingestão de líquidos, o que ajuda a eliminá-las pela urina. Entretanto, há cálculos que, por causa do tamanho, precisam ser tratados por meio de ultrassom, que os quebra em pedaços menores, que, então, podem ser eliminados pela urina. Esse processo é chamado litotripsia

fA = 0,1 4 = 1 40 = 40 H

H fA = 40 Hz

fB = 0,1 10 = 1 10 = 10 H

H fB = 100 Hz

6. Esta atividade contribui para a mobilização da habilidade EF09CI07, assim como para o desenvolvimento da competência geral 8 e competência específica 7. Ver mais informações sobre cálculo renal no link sugerido no #FICA A DICA, Professor

Elaborado com base em: LITHOTRIPSY procedure. MedlinePlus. Bethesda, 2022. Disponível em: https:// medlineplus.gov/ency/ imagepages/19246.htm. Acesso em: 27 abr. 2022.

a) Quais são as características das ondas de ultrassom?

Respostas nas Orientações para o professor

b) Pesquise hábitos saudáveis que ajudam a evitar pedras nos rins. Com base nos dados da pesquisa, faça uma autoavaliação: você tem esses hábitos?

c) A partir do exemplo da litotripsia, forme um grupo com seus colegas e discutam a importância de estudar as ondas sonoras para a área da saúde. Elaborem um texto sobre isso.

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#FICA A DICA, Professor

Para mais informações sobre a queda do asteroide no Ceará, acessar o link a seguir.

• ASTRÔNOMOS aguardam informações da Nasa para saber local da queda de asteroide no CE. Diário do Nordeste. [S l.], 13 out. 2020. Disponível em: https:// diariodonordeste.verdesmares.com.br/metro/astro nomos-aguardam-informacoes-da-nasa-para-saberlocal-da-queda-de-asteroide-no-ce-1.2999315. Acesso em: 7 jun. 2022.

Para mais informações sobre cálculo renal e outros tratamentos além da litotripsia, acessar o link a seguir.

• BRUNA, Maria Helena V. Pedra nos rins (cálculo renal). Dráuzio Varella. [S l.], [2019?]. Disponível em: https://drauziovarella.uol.com.br/doencas-e-sintomas/pedra-nos-rins-calculo-renal/. Acesso em: 7 jun. 2022.

a) As ondas de ultrassom são mecânicas, precisam de um meio material para se propagar, e sua frequência é maior do que 20 000 Hz, por isso são inaudíveis para o ser humano.

b) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes encontrem dados como a ingestão adequada de água e a redução da utilização de sal nos alimentos.

c) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes conversem sobre as aplicações tecnológicas das ondas ultrassônicas em diagnósticos e tratamentos.

B) Violão. Representação

5. b) O som emitido pelo contrabaixo acústico é mais grave, pois a frequência do som emitido por ele é menor; o som emitido pelo violão é mais agudo, pois a frequência do som emitido por ele é maior.

INTEGRANDO COM ARTE

Esta seção contribui para a mobilização da habilidade EF09CI05 e para o desenvolvimento da competência específica 7

Uma analogia interessante a fazer para compreender como as pregas vocais produzem som é imaginar as cordas de um violão sendo perturbadas, quando elas passam a oscilar. A cada modo de oscilação, definido pela espessura da corda e pelo comprimento determinado pela posição onde se fixa o dedo no braço do violão, o som emitido será distinto. Como a corda é a fonte que gera as ondas sonoras no ar, a frequência do som produzido é a mesma frequência de oscilação da corda, caracterizando assim determinada nota musical.

Se possível, levar para a sala de aula um violão e fazer algumas demonstrações dos sons emitidos por cordas menos espessas e mais espessas e de quando seus comprimentos são reduzidos ao fixarmos o dedo sobre a corda no braço do violão. Caso algum estudante toque o instrumento, pedir auxílio a ele e permitir que expresse alguns conhecimentos sobre o assunto.

Comentários sobre as atividades

2. A diferença de frequência que comumente existe entre a voz masculina e a feminina pode ser ilustrada utilizando um violão, comparando o som produzido por uma corda mais espessa com o som produzido por uma corda menos espessa. No caso, o som produzido pela corda menos espessa é agudo, se comparado com o som produzido pela corda mais espessa, detectado de forma mais grave. Ressaltar que nem sempre mulheres têm a voz mais aguda ou homens têm a

INTEGRANDO ARTE com A produção da voz

2. Nos homens, em média, as pregas vocais são mais grossas e longas do que nas mulheres. Essas características fazem as pregas vocais masculinas vibrarem menos, resultando em um tom de voz geralmente mais grave do que o das mulheres.

3. Evitar tossir ou produzir ruídos com a garganta na tentativa de eliminar secreções, para não irritar as pregas vocais. Em vez disso, o ideal é tomar água e engolir saliva para retirar secreções. Evitar gritar ou falar alto e evitar competição sonora – abaixar o volume da TV, do rádio etc. Evitar ingerir alimentos sólidos ou líquidos muito quentes ou muito gelados, dando preferência à ingestão de água à temperatura ambiente. Além disso, é importante buscar cuidados médicos em caso de dor ou problemas contínuos.

A voz é um instrumento de interação entre as pessoas. A comunicação pela voz não ocorre somente por meio das palavras, mas também é possível expressar sentimentos por meio da entonação ou fazer arte por meio de um canto, por exemplo. Mas de onde vem a voz?

Representação da cabeça e do pescoço humano, em vista lateral, com algumas estruturas internas visíveis, em corte ou transparência.

Durante a expiração, quando o ar passa pelas pregas vocais, elas vibram. Essa vibração gera o som. A voz é o resultado do equilíbrio entre duas vibrações: a vibração do ar que sai dos pulmões e a vibração muscular da laringe. Parte do som sai pela boca e parte passa pela cavidade nasal. A boca e a língua auxiliam no controle da fala. Quanto maior for a pressão do ar que sai dos pulmões e passa pelas pregas vocais, maior será a intensidade do som.

As pregas vocais são estruturas localizadas na laringe formadas por um tecido elástico de revestimento mucoso, estendido como uma corda de violão. Na produção do som, músculos alteram a posição dessas pregas.

voz mais grave e garantir que haja um clima de respeito com as diferenças individuais durante essa discussão.

3. Comentar com os estudantes que um problema comum que acomete cantores e cantoras são lesões nas pregas vocais, causadas principalmente por excesso de apresentações e falta de cuidados. Em alguns casos, o problema é resolvido com procedimentos cirúrgicos, quando a parte lesionada deve

Nos homens, em média, as pregas vocais são mais grossas e mais longas do que nas mulheres. Essas características fazem as pregas vocais masculinas vibrarem menos, resultando em um tom de voz geralmente mais grave.

ser retirada. Um dos efeitos causados pela cirurgia é a mudança do tom de voz, que pode ficar levemente mais aguda, por causa do encurtamento da prega vocal.

4. Conduzir uma conversa com os estudantes, reforçando as questões de competição sonora, com destaque para a sala de aula. Mencionar a poluição sonora e algumas de suas consequências, como estresse, agressividade e perda de atenção.

Cavidade nasal

Língua

Fluxo de ar

Laringe

Som

Cavidade oral

Elaborado com base em: TORTORA, Gerard J.; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Livro digital não paginado.

Prega vocal aberta Prega vocal fechada

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Para algumas pessoas, além de ser um instrumento que possibilita a interação humana, a voz é um instrumento de trabalho. Radialistas, locutores e cantores são exemplos de profissionais que dependem da voz para trabalhar. Para esses profissionais, o cuidado com a voz é essencial, além do aperfeiçoamento dela em aulas regulares de canto ou cursos de locução. Para evitar problemas com a voz, alguns cuidados são necessários.

• Evite tossir ou produzir ruídos com a garganta na tentativa de eliminar secreções. Isso pode irritar as pregas vocais. Tome água e engula saliva para retirar secreções.

• Evite gritar ou falar alto. Sempre que possível, aproxime-se da pessoa para conversar e procure evitar competição sonora, por exemplo, abaixando o volume da TV, do rádio etc.

• Evite ingerir alimentos sólidos ou líquidos muito quentes ou muito gelados, dando preferência à ingestão de água à temperatura ambiente. Desse modo, o organismo mantém-se hidratado e evita tensões nas pregas vocais.

• Em caso de dor ou problemas contínuos na voz, procure um médico ou fonoaudiólogo.

AMPLIANDO

Realizar a seguinte atividade com os estudantes para representar a diferença gerada pelas vibrações das pregas vocais masculinas e das femininas. A atividade requer o uso de um livro, uma régua e uma mesa.

Colocar a régua sobre a mesa, de forma que uma de suas extremidades fique livre, fora da mesa, e apoiar o livro sobre a extremidade que está sobre a mesa. Nesta primeira investigação, deixar o maior comprimento da régua fora da mesa. Pressionar o livro com uma das mãos e, com a outra mão, causar uma perturbação na extremidade livre da régua. Solicitar aos estudantes que verifiquem o efeito causado. Em seguida, reduzir o comprimento da régua fora da mesa e repetir o procedimento.

Apresentação da Orquestra Juvenil de Heliópolis – Coral da Gente, na Sala São Paulo, São Paulo (SP), em 2016. Existem projetos sociais no Brasil que incentivam jovens e trazem novas perspectivas de futuro para seus integrantes.

• Atividades

1 Como ocorre a emissão da voz?

1. Durante a expiração, quando o ar passa pelas pregas vocais, elas vibram. A voz é o resultado do equilíbrio entre duas vibrações: a vibração do ar que sai dos pulmões e a vibração muscular da laringe. Parte do som sai pela boca, e parte passa pela cavidade nasal.

2 Por que o tom de voz dos homens geralmente é mais grave do que o das mulheres?

3 Que cuidados podem ser adotados para evitar problemas com a voz? Converse com os colegas sobre os cuidados que vocês tomam.

4 Assim como os radialistas, locutores e cantores, os professores são profissionais que utilizam a voz como instrumento de trabalho. Converse com o professor sobre os cuidados que ele tem com a voz. Anote o resultado encontrado.

5 Nos últimos anos, diversas bandas musicais se popularizaram pela recriação de sucessos sem instrumentos musicais, usando apenas vozes. Esse estilo musical, conhecido popularmente como “à capela”, inspirou a criação de jingles, isto é, músicas que promovem uma marca ou um produto em campanhas publicitárias. Forme um grupo com os colegas e produzam um jingle utilizando as próprias vozes.

5. Esta atividade contribui para o desenvolvimento da competência geral 3, relacionada à criatividade e à comunicação, ao solicitar que os estudantes produzam jingles. Orientar os estudantes na criação do jingle. Pedir a eles que escolham um objeto de que gostem, ou que utilizem no cotidiano, para a criação do jingle. Dizer-lhes que o jingle deve ser criativo, de curta duração e fácil de memorizar. Orien-

tar os estudantes que os jingles podem ser produzidos sobre objetos que eles já têm ou sobre um produto que eles podem desenvolver de forma hipotética. Se possível, separar uma aula para a apresentação dos jingles criados, estimulando momentos de socialização que possibilitem o compartilhamento de suas criações. Esta atividade pode ser realizada em conjunto com o professor de Arte.

Os estudantes poderão verificar que, quanto maior o comprimento da régua fora da mesa, a extremidade livre vibra menos quando perturbada. Essa situação pode ser relacionada às pregas vocais masculinas que, por serem mais compridas, vibram menos e resultam em um som mais grave. O contrário acontece com as pregas vocais femininas, que, em geral, são mais curtas.

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

CLAUS LUNAU/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA, VECTOR MEMORY/ SHUTTERSTOCK.COM, STRIZH-/SHUTTERSTOCK.COM INSTITUTO BACCARELLI

Resposta pessoal.

Resposta pessoal.

MARCEL BORGES

ENTRE CONTEXTOS

Reforçar com os estudantes que intensidade sonora é uma grandeza que relaciona a potência de uma onda sonora com a área (W/m2). Já nível sonoro é uma grandeza que relaciona a intensidade sonora de um som com a intensidade sonora mínima perceptível pela orelha de uma pessoa sem problemas de audição, chamada limiar audível.

Na tabela que apresenta os limites de exposição para os ruídos, a unidade de medida utilizada para nível sonoro é o dB. Entretanto, outra unidade de medida comumente encontrada é o dB(A). Explicar que se trata de uma adequação à forma de interpretar o nível sonoro não pelo seu nível real, mas sim pela sensação causada na orelha humana.

Comentar que a audição humana é capaz de detectar sons a partir de uma intensidade audível mínima de 10 12 W/m2, definido como 0 dB, para frequências de 20 Hz a 20 000 Hz. Nesse intervalo de frequência de sons audíveis, a orelha humana é mais sensível para uma faixa entre 2 000 Hz e 5 000 Hz, sendo menos sensível para frequências muito pequenas e muito altas. Isso significa que, quando estamos expostos a um som de determinado nível sonoro, a sensação audível causada pode variar de acordo com a frequência. Um som de nível sonoro 70 dB, por exemplo, com uma frequência de 1 000 Hz, é detectado por nossas orelhas como 70 dB(A). Caso esse nível sonoro seja emitido com frequência de 50 Hz, nossas orelhas podem detectá-lo como um som de menor nível sonoro.

Comentar ainda que o tempo de exposição tolerável a um som varia de acordo com a intensidade dele e também entre indivíduos, lembrando que pessoas neurodivergentes podem apresentar hipersensibilidade auditiva.

CONTEXTOS ENTRE

Poluição sonora

2. Nos seres humanos, pode gerar perda de audição e elevação da pressão arterial, além de estar relacionada ao estresse e à redução de desempenho de estudantes e trabalhadores. Nos ecossistemas, níveis sonoros de alta intensidade podem causar problemas para que algumas espécies se comuniquem, se reproduzam, encontrem alimentos e fujam de predadores, o que prejudica a sobrevivência e pode provocar a redução das populações.

A poluição sonora é um problema ambiental característico de grandes centros urbanos. A exposição excessiva a níveis sonoros inadequados pode causar vários problemas tanto para os seres humanos como para outros seres vivos.

O que a poluição sonora tem a ver com a sua saúde

[...]

[...] Nossa sociedade é barulhenta. E o barulho, a cacofonia estridente da vida moderna, também nos adoece, com danos diretos, como perda de audição e elevação da pressão arterial, mas também indiretos, como a redução do desempenho dos estudantes, aumento do estresse e diminuição da produtividade dos trabalhadores.

cacofonia: som desagradável.

Considerada a segunda maior forma de poluição, atrás apenas da poluição do ar, a poluição sonora é capaz de gerar efeitos nocivos crônicos à saúde.

[...]

DOMÊNICO, Cláudio. O que a poluição sonora tem a ver com a sua saúde. Veja Saúde, São Paulo, 24 jun. 2021. Disponível em: https://saude.abril.com.br/coluna/com-a-palavra/o-que-a-poluicao-sonora-tem-a-ver-com-a-sua-saude/. Acesso em: 28 abr. 2022.

O tempo de exposição tolerável a um som também varia de acordo com a intensidade dele. Observe na tabela o limite indicado para alguns níveis de ruído. Observe também a seguir alguns exemplos de sons e seu nível sonoro em escala.

Fonte dos dados: BRASIL. Ministério do Trabalho e Previdência. NR 15: atividades e operações insalubres. Brasília, DF: MTP, 29 out. 2020. Disponível em: https://www.gov.br/trabalho-e-previdencia/pt-br/composicao/ orgaos-especificos/secretaria-de-trabalho/inspecao/seguranca-e-saude-notrabalho/normas-regulamentadoras/nr-15.pdf. Acesso em: 28 abr. 2022.

Limites

de artifício Conversas Secador de cabelo Avião

Elaborado com base em: WESTIN, Ricardo. Poluição sonora prejudica a saúde e preocupa especialistas. Senado Notícias, Brasília, DF, 29 maio 2018. Disponível em: https://www12.senado.leg.br/noticias/especiais/especial-cidadania/poluicao-sonora-prejudica-a-saude-epreocupa-especialistas/poluicao-sonora-prejudica-a-saude-e-preocupa-especialistas. Acesso em: 28 abr. 2022.

Representação de escala de nível sonoro em decibéis (dB), com alguns exemplos. Sons acima de 70 dB são considerados, em geral, desconfortáveis; acima de 85 dB, prejudiciais à saúde auditiva; e acima de 100 dB, podem causar danos irreversíveis.

Quando o nível sonoro é medido por um equipamento eletrônico, não se sabe qual é a sensação que esse som realmente causa na orelha humana. Por esse motivo, criaram-se algumas variações na escala de nível sonoro, como o dB(A), que pode ser, então, entendido como uma unidade de medida para nível sonoro qualificada a partir da sensação causada na orelha humana.

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Diversos animais se comunicam com sinais sonoros, compartilhando informações vitais como, por exemplo, a escolha de um parceiro ou avisar os membros da família sobre possíveis ameaças de predadores. E o barulho em volta pode prejudicar essa comunicação, afetando a sobrevivência [...].

Novo estudo publicado na revista Biology Letters aponta que a poluição sonora afeta o comportamento de muitas espécies de anfíbios, pássaros, peixes, mamíferos e répteis. Enquanto a poluição sonora evita que alguns animais escapem de predadores, também atrapalha outros [...] na busca por presas.

No mundo aquático, as larvas de peixes encontram seu lar com base no som emitido pelos recifes. O aumento da poluição sonora no mar, provocado principalmente por navios, dificulta que as larvas encontrem recifes adequados, o que significa que muitas escolherão ambientes piores e terão sua vida útil reduzida.

POLUIÇÃO sonora dos humanos prejudica animais marinhos e terrestres. Galileu, São Paulo, 26 nov. 2019. Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Biologia/noticia/2019/11/poluicao-sonora-dos-humanos-prejudica-animaismarinhos-e-terrestres.html. Acesso em: 28 abr. 2022.

nes de ouvido, que podem ser prejudiciais, se utilizados continuamente e em alto volume. Permitir que os estudantes que se sentirem confortáveis comentem sobre o uso correto de fones de ouvido e como costumam realizar essa prática. Além disso, pode-se perguntar aos estudantes se eles já tiveram outras experiências de exposição a poluições sonoras, relatando como foi a experiência e os efeitos causados posteriormente (dores na orelha ou zumbidos, por exemplo). Nessas conversas é importante trabalhar sempre o respeito e a empatia às diversidades entre as particularidades de cada indivíduo.

As corujas se baseiam nos sons das presas para buscar alimento. A caça desses animais é prejudicada pela poluição sonora.

• Atividades

A poluição sonora também interfere no comportamento do peixe popularmente chamado donzela (Stegastes fuscus), afetando sua atividade alimentar e sua capacidade de fugir de predadores.

1 Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), mais de um bilhão de pessoas, entre 12 e 35 anos, podem ter perdas irreversíveis na audição por escutar música em volume muito alto, por exemplo, em fones de ouvido. Você se considera parte dessa estatística? Por quê? Converse com os colegas sobre o assunto.

2 Que problemas podem ser gerados pela poluição sonora?

3 Faça uma pesquisa sobre ações que podem ser realizadas para reduzir os efeitos nocivos da poluição sonora. Apresente os dados obtidos por meio de alguma ferramenta digital que permita o compartilhamento pela internet com os colegas.

Comentários sobre as atividades

1. O objetivo da questão é que os estudantes possam realizar uma avaliação de seus hábitos quanto à exposição à música com som alto, especialmente quando se usam fones de ouvido. Incentivar essa conversa e orientar os estudantes sobre as consequências do uso inadequado de fones de ouvido para a saúde a médio e longo prazo.

Esta atividade possibilita realizar uma discussão com os estudantes a respeito de rotina e cui-

dados com a saúde do corpo, contemplando a competência específica 7 e o tema contemporâneo transversal Saúde. Quando se fala em saúde, é comum que se mencionem alimentação saudável e práticas regulares de exercícios físicos, o que é essencial. Porém, devemos também lembrar de outros cuidados com a saúde, como cuidados com a visão, cuidados com a voz, cuidados com a audição, entre outros. É comum observar pessoas fazendo atividades físicas, que é algo bom para a saúde, mas utilizando fo-

3. Esta atividade contribui para o desenvolvimento do tema contemporâneo transversal Saúde, além da competência geral 5 e da competência específica 6 . Entre as ações, podem ser citadas: evitar locais com muito barulho; utilizar protetores auditivos em locais de trabalho com muito ruído; escutar música no aparelho portátil com um volume baixo e não o utilizar por um período muito longo; evitar ficar perto das caixas acústicas em shows e casas noturnas; fechar as janelas do carro em locais de trânsito com muito ruído; utilizar equipamentos domésticos mais silenciosos.

#FICA A DICA, Professor As informações apresentadas na atividade 1 foram fornecidas pela OMS (Organização Mundial da Saúde) e publicadas pelo site ONUBR (Nações Unidas no Brasil). Na publicação existem outras informações que podem ser trabalhadas com os estudantes. Sugerimos acessar o link indicado a seguir para obtê-las.

• MAIS DE 1 bilhão de jovens correm risco de perda auditiva devido à exposição a sons altos. ONU. [S l.], 12 fev. 2019. Disponível em: https://news.un.org/ pt/story/2019/02/1659581. Acesso em: 7 jun. 2022.

MICHAEL WOOD/STOCKTREK IMAGES/GETTY IMAGES

JACK DYKINGA/NATURE/ FOTOARENA

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

Comentar que o fenômeno da ecolocalização envolve o conceito de eco, termo que se refere à recepção de uma onda sonora emitida após ela ser refletida em um obstáculo.

Explicar que, quando uma fonte sonora emite um som, podemos ouvi-lo pelas ondas que chegam diretamente às nossas orelhas e também pelas ondas que incidem nas orelhas após refletirem em obstáculos. Comentar que as orelhas humanas possuem uma característica chamada persistência auditiva, de aproximadamente 0,1 s para a maior parte das pessoas. De acordo com essa característica, dois sons são distinguidos separadamente quando o intervalo de tempo de incidência nas orelhas é maior do que a persistência auditiva. Quando o intervalo de tempo é menor do que a persistência auditiva, detectamos apenas um som com duração mais prolongada. Esse fenômeno é chamado reverberação e pode ser percebido em locais de eventos fechados, como quadras poliesportivas e auditórios, por exemplo.

Quando o intervalo de tempo é maior do que a persistência auditiva, o fenômeno é chamado eco. Neste caso, podemos detectar dois sons diferentes, ou seja, nossas orelhas percebem o som emitido, e, após a estabilização da sensação auditiva, outra percepção para o mesmo som ocorre.

Explicar que o fenômeno do eco e a forma como ele ocorre serviram como inspiração para nomear o processo de ecolocalização realizado por alguns animais. Explicar que, nos morcegos e nos golfinhos, a ecolocalização permite que esses animais explorem o ambiente ao identificar texturas, densidade, tamanho e distância que os separa de uma barreira ou presa em movimento.

O ASSUNTO É...

O eco na natureza e na tecnologia

O eco é um fenômeno de reflexão do som e acontece, por exemplo, quando uma pessoa emite ondas sonoras e estas encontram um obstáculo, no qual são refletidas, voltando ao emissor. Quando o intervalo entre a emissão do som e sua percepção é maior do que 0,1 segundo, temos o eco. Acompanhe os esquemas a seguir.

O morcego emite ondas ultrassônicas que se propagam em todo o espaço ao redor dele (representado pelas ondas em branco).

Essas ondas são refletidas em obstáculos e, então, retornam em direção ao morcego (representado pelas ondas em verde).

Ao detectar as ondas refletidas, os morcegos são capazes de estimar a distância entre eles e os obstáculos.

Alguns animais, como os golfinhos e os morcegos, utilizam esse princípio para localizar presas e obstáculos. Os sons emitidos por esses animais ecoam no ambiente e retornam até eles com informações sobre o que está em volta deles. Esse processo é chamado ecolocalização

Representação da ecolocalização utilizada por morcegos.

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Representação de uma pessoa emitindo ondas sonoras pela voz próximo a um obstáculo rochoso. As ondas sonoras emitidas (em branco) são refletidas pelo obstáculo (em verde).

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ILUSTRAÇÕES: FABIO EUGENIO

O princípio da ecolocalização também pode ser observado em equipamentos chamados sonares, existentes em algumas embarcações. Eles emitem ondas sonoras na água em várias direções que, ao encontrarem obstáculos, são refletidas até o aparelho, que calcula as distâncias e fornece informações aos tripulantes. A diferença de tempo entre as ondas emitidas e a percepção das ondas refletidas possibilita ao sonar estimar a forma e a distância dos obstáculos.

Elaborado com base em: PINHEIRO, Luciana; LOUIZE, Nayade. A flexibilidade cerebral de pessoas cegas que utilizam ecolocalização. Eu percebo, Brasília, DF, 7 fev. 2021. Disponível em: https://eupercebo. unb.br/2021/02/07/a-flexibilidade-cerebral-depessoas-cegas-que-utilizam-ecolocalizacao/.

ECOLOCALIZAÇÃO. Projeto Maqua: Departamento de Oceanografia: UERJ. Rio de Janeiro, [2022?]. Disponível em: http://www.maqua.uerj.br/ ecolocalizacao.html.

Acessos em: 28 abr. 2022.

Representação das ondas emitidas pelo sonar (em branco) e das ondas sonoras refletidas (em verde).

Os golfinhos emitem ondas ultrassônicas (representadas em branco) por meio de uma estrutura na região de sua cabeça, chamada melão.

• Atividades

concreto armado, são cada vez mais utilizadas, pois são capazes de detectar falhas não visíveis. Quando a onda ultrassônica tem seu tempo de propagação maior em relação a uma região compacta de concreto, em virtude da consequente redução de velocidade, constata-se ali uma falha, como trincas ou fendas, e é possível, também, obter sua profundidade. A velocidade do ultrassom depende das propriedades do material, e não da sua geometria, por isso é importante para esse tipo de estudo.

Representação

As ondas refletidas (representadas em verde) são captadas pelo golfinho e direcionadas pela mandíbula para a orelha interna, que encaminha os sons recebidos ao cérebro, onde serão interpretados.

1 Segundo o texto da seção, como o ser humano pode utilizar a ecolocalização?

2 Forme um grupo com os colegas e, juntos, pesquisem sobre os itens a seguir, na internet.

a) Outros exemplos de utilização das ondas sonoras em aplicações tecnológicas do cotidiano.

b) A forma como pessoas com deficiência visual podem utilizar o princípio da ecolocalização para a realização de suas tarefas diárias e para sua movimentação.

Com a utilização de cartazes ou de recursos audiovisuais, apresentem os resultados aos colegas.

Comentários sobre as atividades

1. Esta atividade tem como objetivo levar os estudantes a interpretar as informações apresentadas na seção, onde é mencionado o sonar, utilizado em embarcações.

2. Esta atividade contribui para o desenvolvimento das competências gerais 9 e 10 e competências específicas 4 e 8, assim como do tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

a) Se desejar, dividir a pesquisa dos grupos por área. Incentivar os estudantes a trazer os resultados da pesquisa para a sala e promover uma conversa sobre o assunto. Um exemplo da utilização de ondas sonoras é na Medicina, na qual os aparelhos de ultrassonografia operam apenas em frequências ultrassônicas e contribuem para diagnósticos e tratamentos médicos. Outro exemplo de utilização é na construção civil: as ondas ultrassônicas, por não causarem danos à estrutura de peças de

b) O eco possibilita à pessoa cega identificar um obstáculo ou um ambiente por intermédio do som. Alguns cegos emitem sons estalando os dedos ou a língua para criar eco e, assim, medir a proximidade dos objetos. Como complemento, os estudantes podem sugerir meios para facilitar a identificação de obstáculos, como a utilização de sinais sonoros em portões de saída de estacionamentos e garagens; sinais sonoros emitidos por automóveis ao se movimentarem em marcha a ré; sinais sonoros em semáforos de pedestres, entre outros. Após a pesquisa e criação dos recursos visuais, desenvolver uma discussão sobre os assuntos pesquisados. No item a destacar o importante papel da Ciência e da Tecnologia em criar alternativas que auxiliem as pessoas em diversas áreas, como em sistemas de localização, construção civil e saúde. No item b, destacar a importância do respeito aos direitos de todos e do acolhimento social de indivíduos com algum tipo de deficiência, eliminando definitivamente qualquer tipo de preconceito.

AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 2, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI05 e EF09CI07. Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

1. Por meio de sonares presentes em navios, por exemplo.

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BNCC NA UNIDADE

Competências

Gerais: 1, 2, 4, 5, 6, 7 e 10

Específicas: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8

Habilidades

• EF09CI04

• EF09CI05

• EF09CI06

• EF09CI07

Temas contemporâneos transversais

• Ciência e Tecnologia

• Educação em direitos humanos

• Vida familiar e social

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática na página LXIV deste Manual do professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura da Unidade possibilitam contemplar a competência específica 4 e o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

O assunto abordado é o primeiro satélite projetado e operado pelo Brasil, nomeado Amazonia 1. Sugere-se fazer um trabalho mais aprofundado com os estudantes sobre esse assunto, como uma conversa ou um debate. Esse tipo de atividade permite facilitar a identificação dos conhecimentos prévios e nivelar os diferentes saberes, caso haja diferenças significativas entre eles. Para isso, orientar os estudantes a fazer uma pesquisa previamente. Os links do #FICA A DICA, Estudante podem ser sugeridos. De acordo com a quantidade de estudantes na turma, pode-se formar grupos de até cinco integrantes, a fim de incentivar o convívio social e o trabalho em equipe, o que possibilita a eles um tempo para pesquisas, estudos e diálogos, desenvolvendo, assim, a capacidade de selecionar informações confiáveis, a

3 UNIDADE

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Assim como as ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas também estão presentes em nosso cotidiano. A luz e o calor emitidos pelo Sol são duas formas de radiação que podemos sentir diariamente. Com o desenvolvimento dos conhecimentos sobre ondas eletromagnéticas, novas tecnologias puderam ser criadas e aplicadas em diversos setores da sociedade. São alguns exemplos das amplas possibilidades de aplicação das ondas eletromagnéticas: os sistemas de comunicação (que atualmente utilizam satélites), como rádios, televisores e computadores ligados à internet; os sistemas de segurança, que incluem os sensores de presença; os equipamentos domésticos, como os micro-ondas; e os equipamentos médicos usados em diagnósticos e em tratamentos.

Nesta Unidade, estudaremos algumas características das ondas eletromagnéticas, sua classificação e sua organização conforme a frequência e suas aplicações.

formação de opinião baseada em fatos reais e o desenvolvimento do respeito aos diferentes posicionamentos. Na atividade em grupo, cada integrante pode ficar encarregado de buscar um link confiável para obter informações, fazer a leitura e apresentar os dados ao restante do grupo.

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Na data agendada para o debate, pode-se dispor os estudantes em círculo para que apresentem as informações obtidas e suas conclusões sobre o assunto. Eles podem conversar sobre as informações reais do satélite e expor

seus pensamentos acerca da relevância de uma missão espacial como essa, o significado dessa missão para a Ciência e para a Tecnologia nacional, os custos de produção e manutenção do equipamento, a importância dos monitoramentos encarregados ao satélite, a criação de outros projetos como esse, entre outros tópicos.

Como se trata de um satélite de monitoramento da região amazônica e do desenvolvimento agrícola, essa dinâmica pode ser feita em parceria com o professor de Geografia. Conversar

previamente com o docente para que um planejamento conjunto possa ser feito.

Comentários sobre as atividades

1. O objetivo desta atividade é levantar conhecimentos desenvolvidos pelos estudantes na Unidade anterior. Espera-se que eles respondam que as informações por satélites são transmitidas por ondas eletromagnéticas, pois se propagam no vácuo do espaço. Ondas mecânicas necessitam de um meio material para se propagar.

1 A imagem apresenta o satélite brasileiro Amazonia 1, que foi lançado ao espaço em fevereiro de 2021. Os objetivos do satélite são monitorar a região amazônica, em busca de desmatamentos, e verificar o desenvolvimento da agricultura em todo o território do Brasil. No seu entendimento, o envio das informações obtidas por esse satélite envolve ondas eletromagnéticas ou ondas mecânicas? Justifique sua resposta.

2 Observe o ambiente em que você se encontra neste momento. É possível dizer que existem ondas eletromagnéticas nele? Justifique sua resposta.

Resposta pessoal.

exercício mental com os estudantes, sugerindo que se coloquem em ambientes diferentes, por exemplo, na cozinha, onde é possível verificar ondas eletromagnéticas no funcionamento do micro-ondas, ou em um carro, no qual é possível identificar ondas eletromagnéticas no funcionamento do rádio. Se desejar, perguntar aos estudantes sobre a relação existente entre as ondas eletromagnéticas e a cor dos objetos.

#FICA A DICA, Estudante

Os links a seguir apresentam informações sobre a missão espacial Amazonia.

• INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Missão Amazonia . São José dos Campos, [2019]. Disponível em: www.inpe.br/amazonia1/ amazonia.php. Acesso em: 26 jun. 2022.

• FREIRE, Diego. Amazonia-1, o 1 o satélite 100% brasileiro, é lançado com sucesso de base indiana. CNN Brasil, São Paulo, 28 fev. 2021. Disponível em: www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/amazonia-1-o-1-satelite-100-brasileiro-e-lancado-com-sucesso-de-base-indiana/. Acesso em: 26 jun. 2022.

• BRASIL. Coordenação-Geral de Observação da Terra. Imagens do Amazonia-1 disponíveis para o público. São José dos Campos: INPE, 26 jul. 2021. Disponível em: http://www.obt. inpe.br/OBT/noticias-obt-inpe/ imagens-do-amazonia-1-disponi veis-para-o-publico. Acesso em: 13 ago. 2022.

2. Apesar de alguns exemplos, como luz visível, micro-ondas e rádio, já terem sido apresentados na Unidade anterior, não se espera que os estudantes identifiquem as ondas eletromagnéticas ao redor deles, mas que reflitam sobre o assunto. Caso estejam na sala de aula, é possível que identifiquem a luz do sol ou das lâmpadas como ondas eletromagnéticas ou as associem ao funcionamento do celular, da televisão ou do computador. Pode ser feito um

Representação do satélite

Amazonia 1, primeiro satélite de observação da Terra projetado e operado pelo Brasil.

MCTI/GOV

1. Professor, espera-se que os estudantes reconheçam a presença de ondas eletromagnéticas.

1. DO RÁDIO À LUZ VISÍVEL

O estudo sobre a evolução dos conceitos referente à luz possibilita contemplar a competência geral 1 e a competência específica 1. O estudo do espectro eletromagnético contempla a habilidade EF09CI06 e a competência específica 3 Perguntar aos estudantes sobre os modelos de Empédocles (cerca de 493 a.C.-430 a.C.) e Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) para explicar a luz e a visão. Empédocles acreditava que o Universo era formado por quatro elementos – fogo, ar, terra e água –, e que a luz estava associada ao elemento fogo. Segundo ele, dos olhos saíam um tipo de fogo interno que tocava os objetos e com ele interagia. Já Aristóteles afirmou que a luz era emitida pelos corpos que vemos. É importante destacar, neste momento, a Ciência como uma construção humana, passível de erros, que depende do raciocínio e do contexto histórico e social. Ressaltar que o espectro eletromagnético pode ser organizado em relação ao comprimento das ondas eletromagnéticas ou à sua frequência, possibilitando aos estudantes resgatar o conceito de comprimento de onda estudado na Unidade anterior. Desenhar na lousa uma onda em sua forma transversal tradicional e indicar a medida do comprimento de onda. Sugere-se indicar essa medida como a distância entre duas cristas consecutivas. Explicar que as grandezas frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais, ou seja, o aumento da frequência de uma onda eletromagnética é acompanhado pela redução da medida de seu comprimento de onda, e vice-versa. Sugere-se um trabalho em parceria com o professor de Matemática, favorecendo, assim, tanto o aprendizado do assunto medida de comprimento de onda e frequência quanto de proporção direta e inversa. Verificar a possibilidade de uma aula em conjunto com o docente de Matemática para possibilitar essa abordagem.

1 O que acontece com o celular quando estamos em um lugar “sem rede”? Você sabe o que isso significa?

Os celulares modernos, também chamados smartphones, podem ter diversos usos, como chamadas de voz e vídeo ou localização por GPS.

1. Resposta pessoal. Possíveis respostas: o celular fica sem sinal; a internet não funciona; não é possível fazer uma ligação telefônica. Professor, neste momento, não se espera que os estudantes compreendam o funcionamento de um celular, mas que associem seu funcionamento ao fato de existir uma rede de “sinais” necessária para a troca de dados e para a realização de ligações. Explorar essa falta de rede como sendo uma anomalia na propagação das ondas

RÁDIO À LUZ VISÍVEL

eletromagnéticas, causada por uma barreira física ou pela longa distância entre uma torre de retransmissão e o aparelho.

Observe a cena da imagem a seguir.

Em 2021, existiam mais de 250 milhões de telefones celulares ativos no Brasil, uma média de mais de um aparelho para cada habitante. A maioria desses aparelhos possui funções variadas que podem ser utilizadas, por exemplo, na educação, para comunicação, para diversão e para trabalho.

Os celulares são exemplos de equipamentos desenvolvidos a partir dos estudos e das pesquisas sobre ondas eletromagnéticas. Inicialmente, o estudo das ondas eletromagnéticas buscava entender como os objetos podiam ser vistos pelos seres humanos. O grego Empédocles (cerca de 493 a.C.-430 a.C.), por exemplo, acreditava que os olhos eram dotados de um “fogo interno”, capaz de tornar todos os objetos visíveis. Já o grego Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) dizia que a luz seria um fluido imaterial retirado dos objetos. Assim, só enxergávamos porque esse fluido chegava aos nossos olhos.

A natureza da luz continuou a ser questionada até que o físico e matemático escocês James Clerk Maxwell (1831-1879), estudando fenômenos elétricos e magnéticos, verificou que a luz que enxergamos é uma onda eletromagnética de uma frequência específica que o olho humano é capaz de detectar.

BONSALES/SHUTTERSTOCK

Os raios solares emitem luz visível, infravermelha e ultravioleta, exemplos de ondas eletromagnéticas.

As ondas eletromagnéticas compõem o chamado espectro eletromagnético, que pode ser representado por uma escala que apresenta a relação entre as ondas e suas respectivas frequências.

A luz visível é um exemplo de onda eletromagnética. Ela corresponde à faixa de frequências do espectro eletromagnético que pode ser percebida pelos olhos humanos. Outros exemplos são as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, o ultravioleta (UV), os raios X e os raios gama.

Ondas de rádio: ondas eletromagnéticas comumente utilizadas em sistemas de comunicação, como rádio, televisão, telefonia celular, entre outros.

Micro-ondas: ondas eletromagnéticas que podem ser utilizadas em sistemas de telecomunicação por satélite, no funcionamento de radares e em fornos micro-ondas, para aquecer alimentos.

Infravermelho: ondas eletromagnéticas relacionadas à transmissão de calor. Podem ser usadas no funcionamento de sensores de presença, controles remotos de eletroeletrônicos, câmeras noturnas, entre outros.

Luz visível: ondas eletromagnéticas perceptíveis pela visão humana na forma de cores de frequências específicas.

Ultravioleta: ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol e por alguns equipamentos elétricos, como certas lâmpadas.

Raios X : ondas eletromagnéticas com capacidade de atravessar diversos tecidos do corpo humano e largamente utilizadas na realização de exames médicos não invasivos.

Raios gama: ondas eletromagnéticas de alta energia, utilizadas de forma controlada em tratamentos médicos de algumas doenças.

Elaborado com base em: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física III: eletromagnetismo. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. p. 414. Representação do espectro eletromagnético.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Considerando a época escolar, optamos por apresentar apenas a classificação das ondas eletromagnéticas pela frequência, respeitando o desenvolvimento etário e cognitivo dos estudantes. Não existem limites definidos entre as ondas que compõem o espectro, de modo que os valores de frequência associados são aproximados para cada região. Por esse motivo, é comum apresentar o espectro com as frequências indicadas por ordem de grandeza, uma maneira de expressar medidas não por seu valor exato, mas utilizando potências de base 10, mais próximas dessa medida.

Incentivar os estudantes a analisar o espectro eletromagnético, observando os nomes apresentados e a indicação da ordem de grandeza em cada faixa. Esse espectro foi criado para organizar as ondas por faixas de frequências, de modo que ondas com as mesmas características e utilização tenham a mesma classificação. Assim, ondas classificadas como rádio, por exemplo, são aquelas com frequência na ordem de até 108 Hz e são utilizadas na telecomunicação. As ondas classificadas como micro-ondas são aquelas com frequência entre 108 Hz e 1010 Hz, também utilizadas na telecomunicação para transmissão de sinais com mais dados. Como não existem limites exatos entre as ondas, as micro-ondas são comumente classificadas como uma faixa das ondas de rádio com maior energia.

AMPLIANDO

A apresentação do espectro eletromagnético com as frequências em ordem de grandeza possibilita realizar uma atividade conjunta com o professor de Matemática.

Uma sugestão de atividade é fazer algumas perguntas aos estudantes referentes a escalas de medidas de comprimento e de preços, indicando a eles que devem responder apenas com valores na potência de base 10, como 1 (100 ), 10 (101), 100 (102), 1 000 (103), 10 000 (104) e

assim por diante. Pode-se perguntar, por exemplo, qual é a medida da altura aproximada de uma pessoa. Nesse caso, eles devem usar a ordem de grandeza 100 m. Qual é a medida da altura de um prédio de 10 andares? Ordem de grandeza de 101 m. Qual é o preço de determinado computador? Ordem de grandeza de R$ 103. Qual é o preço de determinado modelo de carro? Ordem de grandeza de R$ 104. Para as perguntas referentes a valores de produtos,

as respostas dependem do tipo de produto e da atual realidade econômica.

É importante os estudantes perceberem que as respostas não são as medidas exatas, mas a ordem de grandeza do número, por exemplo, a altura de uma pessoa é da ordem de 1 m (100 m), visto que a próxima ordem de grandeza é 10 m (101 m), o que é distante da altura real do ser humano.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ondas de rádio

Os estudos destas páginas possibilitam abordar a habilidade EF09CI05 e o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia.

Inicia-se, neste tópico, o estudo de cada tipo de onda eletromagnética apresentada no espectro eletromagnético, partindo-se do tipo comumente identificado como ondas de rádio.

Destacar aos estudantes que o nome dessas ondas geralmente remete às estações de rádio ou a transmissões radiofônicas. Perguntar a eles que estações de rádios eles conhecem, sendo esperado que mencionem algumas da região em que vivem ou conhecidas nacionalmente. Explique a eles que qualquer onda eletromagnética com frequência definida na faixa do rádio no espectro eletromagnético é considerada uma onda de rádio, o que inclui frequências com diversas outras utilidades, além da utilização pelas estações radiofônicas.

É importante destacar que as micro-ondas são consideradas ondas de rádio curtas de alta frequência, sendo, por isso, comumente representadas como uma região dentro do intervalo das ondas de rádio em alguns espectros eletromagnéticos. Para dar um destaque maior às micro-ondas, optamos por considerá-las uma região distinta no espectro eletromagnético.

Ondas de rádio

A comunicação é essencial para o desenvolvimento científico, tecnológico e social da humanidade, e foi a compreensão sobre como emitir e receber ondas eletromagnéticas que proporcionou o desenvolvimento de tecnologias de comunicação a distância, como via telefonia móvel, radares, sistemas de comunicação naval e aeronáutico e via sinais de televisão.

Quando desejamos escutar a programação de uma emissora por rádio, precisamos sintonizar a frequência dessa emissora em um aparelho. As ondas eletromagnéticas que possibilitam essa sintonia são chamadas ondas de rádio e são emitidas pelas torres de transmissão da emissora. Essas ondas estão na faixa de frequência entre 104 Hz e 1010 Hz.

No Brasil, a Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) é o órgão que regulamenta e fiscaliza o sistema de telecomunicação por ondas de rádio. Uma das normas da Anatel define que algumas faixas de frequência são reservadas para fins militares ou serviços públicos essenciais, como polícia, ambulâncias e corpo de bombeiros.

Antenas de emissoras de televisão e de estações de rádio FM no alto do Morro do Sumaré, situado no Parque Nacional da Tijuca, no Rio de Janeiro (RJ), 2020.

Ambulância em Treviso (SC), 2021.

Nos sistemas de comunicação que utilizam ondas de rádio, as ondas são geralmente emitidas por aparelhos transmissores instalados em torres, e sua recepção é feita por equipamentos que atuam como receptores, como a televisão, o rádio e o telefone celular.

As ondas de rádio de menores frequências, como aquelas emitidas por emissoras AM (sigla para “amplitude modulada”), são conhecidas como ondas longas, pois possuem um comprimento de onda que permite sua reflexão na ionosfera (camada da atmosfera), o que possibilita que tenham um longo alcance.

Recepção do sinal emitido

Elaborado com base em: THE EFFECTS of Earth’s Upper Atmosphere on Radio Signals. Nasa: The Radio JOVE Project. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://radiojove.gsfc.nasa.gov/ education/activities/iono.html. Acesso em: 2 abr. 2022.

Representação da emissão de ondas de rádio AM.

As ondas de rádio de maiores frequências, como as emitidas por emissoras FM (sigla para “frequência modulada”) e alguns sinais de televisão, têm comprimento de onda menor e não são refletidas na ionosfera. Essas transmissões dependem de outras torres, chamadas torres de retransmissão, que retransmitem o sinal, aumentando o alcance das ondas.

comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência, ou seja, no intervalo de frequência designado como ondas de rádio, as ondas longas são aquelas com menores frequências e, portanto, com maiores medidas de comprimento de ondas. Para mais informações sobre as características de uma onda, acessar o link sugerido no #FICA A DICA, Professor Para explicar com clareza o conteúdo, desenhar duas ondas na lousa, com sua forma tradicional de oscilação transversal e com medidas de comprimentos de onda diferentes. Explicar que a de maior comprimento possui menor frequência e a de menor comprimento possui maior frequência. Perguntar aos estudantes qual seria uma onda de rádio de uma estação de frequência FM – a de menor comprimento de onda – e qual seria a de uma estação de frequência AM – a de maior comprimento de onda.

#FICA A DICA, Professor Acessar o link sugerido a seguir para informações adicionais sobre o estudo das ondas, como análise da medida do comprimento de onda, amplitude, frequência e período.

Torre emissora Torre de retransmissão

Recepção do sinal emitido

• GONÇALVES, Leila J. Ondas. Instituto de Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre, c2004. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/~leila/ ondas.htm. Acesso em: 26 jun. 2022.

Elaborado com base em: THE EFFECTS of Earth’s Upper Atmosphere on Radio Signals. Nasa: The Radio JOVE Project. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://radiojove.gsfc.nasa.gov/ education/activities/iono.html. Acesso em: 2 abr. 2022.

Representação da emissão de ondas de rádio FM.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Explicar aos estudantes que as ondas de rádio AM, conhecidas como ondas longas, são aquelas com frequência na ordem do quilohertz (103 Hz), podendo atingir até a ordem do mega-hertz (106 Hz). Já as ondas de rádio FM têm frequência a partir da ordem de mega-hertz (106 Hz), podendo atingir a ordem de 108 Hz, lembrando que não existe um limite definido entre os tipos de onda eletromagnética.

Neste momento, se possível, apresentar aos estudantes algum aparelho elétrico que tenha sintonia de estações de rádio. Mostrar o visor com os valores de frequência escritos, chamando a atenção deles para os valores em mega-hertz das estações FM. Caso a sintonia seja digital, como ocorre na maioria dos aparelhos atuais e em telefones celulares, pode-se mostrar uma estação sintonizada e o valor de sua frequência. Sobre a classificação das ondas de rádio AM como ondas longas, lembrar que a medida do

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Ondas refletidas na ionosfera

Torre emissora

SELMA CAPARROZ

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Micro-ondas

Os estudos destas páginas possibilitam explorar a habilidade EF09CI05 e o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia Como já mencionado, as micro-ondas podem ser consideradas ondas de rádio curtas de alta frequência. Por isso, são utilizadas nas telecomunicações, como nas transmissões de sinais na rede de telefonia celular atual, que exige que muitos dados sejam enviados com alta qualidade. Este também é um momento propício para a abordagem da seção O assunto é... sobre tecnologia 5G (páginas 110 e 111), pois envolve transmissão de informações por ondas eletromagnéticas com frequência na faixa das micro-ondas (ondas de rádio de alta frequência).

É importante destacar para os estudantes que a telecomunicação é uma área com alta demanda atualmente. Com o uso intenso e frequente de equipamentos conectados à internet, as redes devem comportar o envio e o recebimento de informações em tempo real. Logo, os conhecimentos e estudos sobre as ondas eletromagnéticas utilizadas nessas transmissões são essenciais para a rotina da sociedade atual.

Ondas eletromagnéticas na frequência das micro-ondas são comumente relacionadas ao forno micro-ondas, utilizado no aquecimento de alimentos. Nesses fornos, utiliza-se apenas uma faixa das ondas eletromagnéticas, como a frequência de aproximadamente 2 x 109 Hz, ou 2 giga-hertz (2 GHz). Nesse equipamento, existe um dispositivo chamado magnétron, que emite as micro-ondas.

Micro-ondas

Ondas eletromagnéticas na faixa de frequência entre 109 Hz e 1011 Hz são chamadas micro-ondas. Elas são consideradas ondas de rádio de alta frequência.

As micro-ondas utilizadas em sistemas de comunicação, como emissoras de rádio, televisão e telefonia móvel, não são refletidas pela ionosfera, sendo necessário o uso de torres de retransmissão. Em algumas transmissões de televisão e telefonia móvel, a retransmissão também pode ser feita por satélites artificiais – equipamentos de observação científica, telecomunicação ou pesquisa – em órbita ao redor da Terra. O uso de satélites artificiais na retransmissão de ondas de alta frequência aumenta o alcance das informações das fontes emissoras.

Elaborado com base em: THE EFFECTS of Earth’s Upper Atmosphere on Radio Signals. Nasa : The Radio JOVE Project. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https:// radiojove.gsfc.nasa.gov/ education/activities/iono.html. Acesso em: 2 abr. 2022.

Representação da emissão de ondas retransmitidas por torres ou satélites artificiais.

As micro-ondas dão nome ao aparelho que pode ser utilizado para aquecer alimentos e bebidas – o forno de micro-ondas. No interior desse aparelho, são emitidas ondas eletromagnéticas com frequência específica, que fazem as moléculas de água do alimento vibrarem com maior intensidade. A maior agitação das moléculas gera aumento da energia térmica, ou seja, elevação da temperatura. As micro-ondas também estão presentes nos aparelhos conhecidos como radares móveis, utilizados por agentes de trânsito para controle das velocidades dos veículos nas vias públicas. O radar móvel emite uma onda eletromagnética em direção ao veículo e, nesse momento, a contagem do tempo é iniciada. A onda é refletida no veículo e retorna ao aparelho, que compara o tempo entre a emissão e a recepção da onda e a distância do equipamento ao veículo, determinando sua velocidade.

Agente de trânsito utilizando radar móvel durante fiscalização de trânsito em uma via em Londrina (PR), 2016.

#FICA A DICA, Professor

Acessar o link a seguir para mais informações sobre como as micro-ondas emitidas em um forno aquecem os alimentos.

• SANTOS, Carla E. dos. Como funciona o forno de micro-ondas? Instituto de Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, [2019?]. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20022/Carla/ fornomicroondas.htm. Acesso em: 26 jun. 2022.

SELMA CAPARROZ

IMAGEM FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Torre de retransmissão

Satélite artificial Recepção do sinal emitido

Torres emissoras

ERNESTO REGHRAN/PULSAR IMAGENS

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Infravermelho

Infravermelho

Os raios infravermelhos são ondas eletromagnéticas na faixa de frequência entre 1011 Hz e 1014 Hz. Essas ondas estão presentes, por exemplo, no calor que o corpo humano emite por irradiação, o que permite mapear sua temperatura, ao se associar cada faixa de temperatura a uma cor. Além disso, o infravermelho é utilizado em equipamentos médicos, em controles remotos, em sensores de presença e de movimento, em videogames, em células solares para geração de energia elétrica, em telescópios, entre outros usos.

No exemplo apresentado a seguir, de um exame médico, é possível observar o aumento de temperatura na mama esquerda, o que pode auxiliar no diagnóstico de câncer. Os tons em azul representam áreas mais frias, e os tons em amarelo, áreas mais quentes.

No caso do controle remoto, quando acionado, ele emite um pulso infravermelho que é decodificado por receptores presentes nos aparelhos, possibilitando a execução da operação desejada.

Imagem de um controle remoto em funcionamento, observada a olho nu (A) e observada por meio de uma câmera fotográfica digital, que apresenta sensores capazes de captar algumas frequências de infravermelho (B).

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#FICA A DICA, Professor

Para mais informações sobre o espectro eletromagnético, em especial sobre o infravermelho, ler o artigo indicado a seguir, que apresenta dois experimentos simples relacionados ao assunto.

• MICHA, Daniel N. et al. “Vendo o invisível”: experimentos de visualização do infravermelho feitos com materiais simples e de baixo custo. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 33, n. 1, p. 1501-1506, 2011. Disponível em: http://www.sbfisica. org.br/rbef/pdf/331501.pdf. Acesso em: 26 jun. 2022.

Ao trabalhar a irradiação de calor, retomar com os estudantes essa forma de propagação do calor por meio de ondas eletromagnéticas, estudada em anos anteriores. Pode-se retomar também os outros dois processos: a condução e a convecção térmica. Para o contexto apresentado nesta página, sobre o aumento de temperatura corporal na região afetada pelo câncer, explicar que isso ocorre porque as células cancerosas se reproduzem descontroladamente, aumentando a perfusão sanguínea no local, o que gera um aumento da temperatura. A perfusão corresponde à passagem do sangue em um organismo ou órgão.

Ainda sobre o tema câncer, retomar com os estudantes a importância de realizar exames periódicos de prevenção – exame de mama para as mulheres e exame de próstata para os homens, por exemplo. Comentar que os programas de rastreio da mama para verificar a existência de câncer se baseiam principalmente na mamografia por raios X, técnica que revela detalhes internos da estrutura da mama. Os raios X são um tipo de onda eletromagnética que será abordado ainda nesta Unidade.

Com relação ao infravermelho emitido pelo controle remoto, evidenciado pela câmera fotográfica, explicar aos estudantes que a radiação utilizada nesses equipamentos tem frequência e comprimento de onda próximos aos da radiação visível. Essa radiação é captada pelos sensores das máquinas fotográficas e registrada como fotografias, assim a percebemos como luz visível.

SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

FOTOS: IZA

GUEDES

Mama esquerda Mama direita

Mapa térmico da região do tórax de uma mulher.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Luz visível

O estudo da luz visível possibilita o trabalho com as habilidades EF09CI04 e EF09CI05, assim como com as competências gerais 2 e 7 e a competência específica 5

Verificar a possibilidade de realizar com os estudantes a atividade prática demonstrada no Livro do estudante. Avaliar se a confecção do disco será feita em sala de aula, sendo necessário providenciar o material com antecedência. Os estudantes também podem trazer o disco pronto de casa.

Caso os estudantes elaborem a montagem em casa, solicitar que pesquisem outras formas de fazê-lo, por exemplo, utilizando um CD ou DVD antigo. Nesse caso, é necessário colar o disco colorido e fazer dois furos alinhados, ao redor do centro do CD/DVD. Assim, um barbante é passado nos dois furos que foram feitos, para que o disco seja girado. Verificar como esta atividade pode ser realizada no vídeo disponível no #FICA A DICA , Professor

A elaboração desse disco pode ser uma oportunidade para um trabalho interdisciplinar com Matemática, pois envolve o uso de compasso para traçar a circunferência e de transferidor para dividir o círculo formado em setores com um ângulo central de aproximadamente 51°.

Luz visível

Uma estudante fez a seguinte investigação envolvendo luz e cores: utilizando um compasso, ela desenhou uma circunferência de 15 cm de raio em uma cartolina. Depois, com um transferidor, ela dividiu o círculo em sete setores circulares, com cerca de 51° de ângulo de abertura cada um, e coloriu cada setor com uma cor: vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil e violeta. Por último, a estudante, cuidadosamente, passou um lápis pelo centro do círculo e, girando-o, observou a face colorida do disco, como representada na imagem a seguir.

#FICA A FICA, Professor

No link a seguir é possível acessar um vídeo que demonstra outra maneira de realizar o disco de Newton, atividade descrita no livro do estudante.

• AZUL + Verde + Vermelho = Branco? 2017. Vídeo (5min23s).

Publicado pelo canal Manual do Mundo. Disponível em: https:// youtu.be/LlKeTEzYrjo. Acesso em: 19 jun. 2022.

2. A face colorida foi percebida como uma cor próxima à cor branca.

3. Professor, espera-se que os estudantes cheguem à conclusão de que a cor “branca” é formada pela mistura de todas as cores. Explicar a eles que essa mistura observada é composta por luz visível e que a luz branca é formada pela soma das frequências de onda de todas as cores.

Representação de passos da investigação feita pela estudante.

2 O que ocorreu quando o disco foi girado rapidamente?

3 Elabore uma hipótese para o resultado observado e conte-a aos colegas.

A luz visível, ou seja, aquela que conseguimos enxergar, tem frequências na ordem de 1014 Hz. Dentro desse espectro, cada frequência equivale a uma sensação de cor. O termo “sensação” relaciona-se ao fato de que é nosso cérebro que interpreta as informações que captamos, associando-as às cores.

Espectro eletromagnético

Comentários sobre as atividades

2. É possível que a cor visualizada não seja branca, mas um tom de branco acinzentado. Isso ocorre porque as cores que formam o disco não são puras. Além disso, a velocidade de giro do disco utilizando o lápis pode não ser suficiente.

3. Após os estudantes apresentarem suas hipóteses, é importante eles perceberem que,

nesta investigação, ao observar o disco em movimento, a luz que ilumina a região colorida do disco chega sobreposta aos nossos olhos, e o resultado dessa sobreposição é a interpretação de uma cor branca, ou próxima a ela, pelo encéfalo.

destacando a faixa de frequência da luz visível, composta de várias cores.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Elaborado com base em: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física III: eletromagnetismo. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015. p. 414.

Observe que, no espectro eletromagnético, foi dado destaque para a luz visível nas cores vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil e violeta, e que foram essas as cores utilizadas pela estudante para pintar o disco. Ao girá-lo, a luz que ilumina cada uma das cores do disco incide nos olhos de forma praticamente simultânea. Isso faz nosso cérebro interpretar esse estímulo como uma cor próxima à cor branca.

Um dos primeiros cientistas a verificar que a luz branca é composta por todas as frequências da luz visível foi o inglês Isaac Newton (1642-1727).

Em um experimento que realizou, ao incidir um feixe de luz solar sobre um sólido transparente, chamado prisma, Newton verificou que a luz branca foi decomposta e refletida na parede em diversas cores.

Ao atravessar um prisma, a velocidade de propagação da luz branca varia, fenômeno chamado refração. Como cada cor apresenta comprimento de onda e frequência específicos, elas refratam de forma diferente ao entrar no prisma (passar do ar para o prisma) e ao sair dele (passar do prisma para o ar novamente), o que causa a decomposição da luz branca em suas cores. Esse fenômeno é chamado dispersão

Além do Sol, que é uma fonte natural de luz branca, fontes artificiais, como as lâmpadas, também podem emitir luz nas frequências correspondentes à luz visível.

O fenômeno de dispersão da luz também ocorre quando os raios luminosos vindos do Sol atravessam as gotas de água que estão na atmosfera. Nessa situação, as gotas se comportam como um prisma, decompondo a luz solar nas cores que visualizamos no céu e que formam o que chamamos arco-íris

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Com relação à luz do Sol, se desejar, explicar aos estudantes que ela é composta de todas as cores do espectro visível. Porém, ao incidir na atmosfera, ela sofre um fenômeno conhecido como espalhamento, causado por partículas que a compõem. Durante o dia, as cores que mais sofrem espalhamento são azul e violeta. Como nossos olhos são mais sensíveis ao azul, essa é a cor que notamos no céu. Caso existam mais partículas no céu, como poeira, nuvens ou umidade, mais cores são espalhadas, e vemos uma coloração mais próxima ao branco.

Logo, se algumas cores sofrem espalhamento pelo céu, a luz do Sol que ilumina o ambiente consiste em um conjunto de cores com essas cores subtraídas. Essa subtração não causa grandes efeitos na forma com que o olho humano percebe as cores dos objetos, mas é importante dizer que, se a luz do Sol incidisse diretamente em um objeto sem sofrer a dispersão, a cor desse objeto poderia ser notada de maneira levemente diferente daquela a que estamos acostumados. Por esse motivo, percebemos os objetos de modo diferente quando iluminados pela luz do Sol e quando iluminados pela luz branca de uma lâmpada. É importante ressaltar que, na investigação do disco de Newton, o fenômeno luminoso envolvido é a reflexão da luz; já na investigação com prisma, realizada por Isaac Newton (1642-1727), o fenômeno envolvido é a refração da luz, que consiste na variação da velocidade da luz quando ela passa de um meio físico para outro. Como a luz branca é formada por todas as cores, cada cor sofre uma refração distinta ao atravessar o prisma, e a refração causa a dispersão da luz branca. Essa investigação de Newton foi essencial para a evolução dos conceitos sobre o assunto.

EDUARDOMSNEVES/ALAMY/FOTOARENA

Representação do fenômeno de dispersão da luz branca ao atravessar um prisma transparente.

Arco-íris em Guarapari (ES), 2018.

Prisma Luz branca

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Como as cores são percebidas

Este estudo possibilita contemplar a habilidade EF09CI05

A sugestão do uso de tecnologias digitais contempla a competência geral 5 e a competência específica 6

Verificar a possibilidade de iniciar os estudos desse assunto realizando a atividade proposta na seção Oficina científica, na página 99.

Explicar aos estudantes que cada cor é definida por uma frequência, sendo o vermelho a de menor frequência, e o violeta a de maior frequência, de modo que existem infinitas cores.

Já quando se fala no sentido da visão, a cor é uma percepção fisiológica do ser humano. Como as células que detectam as cores têm maior sensibilidade para as cores vermelha, verde e azul, todas as cores que enxergamos são interpretadas pelo nível de sensibilização de cada uma dessas células.

Comentar com os estudantes que a percepção das cores pode variar entre indivíduos. Atentar para que estudantes com daltonismo ou outros problemas de visão não se sintam constrangidos ou excluídos. Se necessário, auxiliá-los nas atividades que exijam identificação de cores.

As cores de luz formam um sistema conhecido pela sigla RGB: red (vermelho), green (verde) e blue (azul). Outro sistema de cores é designado pela sigla CMYK: cyan (ciano), magenta (magenta), yellow (amarelo) e key ou black (preto, interpretado como uma mistura colorida), que corresponde à cor pigmento, ou seja, às cores que são misturadas para gerar qualquer outra cor em uma impressão, por exemplo.

A proposta de simulação do link sugerido no #FICA A DICA do Livro do estudante auxilia na verificação da diferença entre de-

FICA A DICA

Faça uma simulação de como ocorre a percepção visual de radiações da luz visível com diferentes frequências (cores). Disponível em: https:// phet.colorado.edu/ sims/html/color-vision/ latest/color-vision_pt_ BR.html. Acesso em: 4 abr. 2022.

Como as cores são percebidas

Na retina do olho humano existem dois tipos de células fotorreceptoras que se relacionam à percepção da luz: os cones e os bastonetes. Os bastonetes são mais sensíveis à claridade e os cones nos possibilitam a visão de cores. Animais que têm somente bastonetes enxergam somente em preto e branco.

Existem três tipos de cone, cada um com sensibilidade maior a determinada frequência de luz: vermelha, verde ou azul. Por causa de uma sobreposição dessas cores, ao receberem estímulos luminosos, várias tonalidades de cor podem ser interpretadas pelo cérebro, resultando nas diferentes cores que percebemos. Dessa maneira, mesmo que a luz branca seja a soma de várias frequências de cores, os olhos humanos têm células que captam as frequências do vermelho, do verde e do azul.

Após atravessar a córnea e entrar pela pupila, a luz atinge a região da retina, no fundo do olho. Nesse local, os bastonetes e os cones são estimulados e enviam impulsos nervosos, por meio do nervo óptico, até o encéfalo, onde esses impulsos serão interpretados como imagens e cores.

IMAGENS

Representação do olho humano e detalhe da retina, mostrando cones e bastonetes.

A seguir, observe como é possível enxergar as cores a partir de uma combinação de três feixes de luz – vermelho, verde e azul – incidindo em uma parede escura.

Sobreposição das luzes vermelha e azul, formando a cor magenta.

Sobreposição das luzes verde, vermelha e azul formando a cor branca.

Esquema mostrando a combinação de três feixes de luz – vermelho, verde e azul.

Sobreposição das luzes verde e vermelha, formando a cor amarela.

Sobreposição das luzes verde e azul, formando a cor ciano.

finição física da cor e a maneira como a interpretamos. Se possível, acessar o link durante a aula e manipular as simulações com os estudantes. Na opção "lâmpadas RGB", destacar a cor que está sendo emitida pelas lanternas e a cor que está sendo interpretada pelo encéfalo da personagem. Selecionar uma cor no maior nível (vermelha, verde ou azul) e destacar a cor interpretada pela per-

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sonagem (a mesma selecionada). Selecionar duas cores no maior nível e destacar a cor interpretada pela personagem, resultante da sobreposição de duas cores. Neste momento, os estudantes têm a oportunidade de verificar as cores do sistema CMYK. Perguntar a eles qual é a cor que será interpretada se as três cores forem selecionadas no maior nível e mostrar a interpretação do branco.

A cor dos objetos

Sempre que um objeto é iluminado, parte da luz é absorvida e parte é refletida. A cor que uma pessoa identifica em um objeto é a parte da luz refletida; as outras cores que compõem o espectro da luz visível são absorvidas pelo objeto. No esquema a seguir, há um objeto colorido iluminado com luz branca.

Nas regiões em que é observada a cor vermelha, a luz branca incide e o objeto reflete somente a luz de cor vermelha. Todas as demais cores são absorvidas pelo objeto.

Nas regiões em que é observada a cor azul, a luz branca incide e o objeto reflete somente a cor azul. Todas as demais cores são absorvidas pelo objeto.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A cor dos objetos

Estes estudos possibilitam desenvolver a habilidade EF09CI04 Conversar com os estudantes sobre o fato de a cor não estar no próprio objeto, mas depender da luz que o ilumina, ou seja, quando enxergamos um objeto de determinada cor iluminado pela luz branca, significa que ele refletiu essa cor no espectro da luz branca, absorvendo as demais cores.

Nas regiões em que é observada a cor preta, a luz branca incide e a maior parte não é refletida, ocorrendo a absorção de todas as cores.

Esquema mostrando como as cores de um objeto colorido iluminado com luz branca podem ser percebidas.

Mas o que ocorre quando a luz incidente não é branca? Ao ser iluminada com luz verde, por exemplo, a tampa vermelha de uma caneta é observada como preta, pois não há vermelho na luz incidente para ser refletido. Observe as imagens a seguir.

Nas regiões em que é observada a cor branca, a luz branca incide e é quase totalmente refletida. Todas as cores que formam essa luz são refletidas e chegam aos nossos olhos.

É importante destacar que, para fins de explicação e compreensão, consideramos que uma cor foi refletida e outras foram absorvidas, porém o correto é afirmar que determinadas frequências da luz incidente foram refletidas e outras frequências foram absorvidas. Os olhos humanos também podem ser estimulados pela tonalidade da cor refletida, e, por isso, o cérebro humano pode interpretar diversos tons de uma mesma cor.

AMPLIANDO

Esse assunto pode ser trabalhado com demonstrações práticas que evidenciem que a cor de um objeto está relacionada também à cor da luz que o ilumina. Uma investigação prática pode ser essencial para a compreensão correta dos conceitos científicos envolvidos. A atividade a seguir é uma sugestão que pode ser realizada com os estudantes.

Cortar um buraco retangular na região central de uma caixa de sapatos e fechar esse buraco com papel celofane vermelho. Fazer um pequeno buraco em uma das laterais menores da caixa de

sapatos, de modo que seja possível observar seu interior, mas evitando ao máximo a entrada de luz dentro da caixa. Colocar dentro da caixa objetos de diferentes cores. É importante que um deles seja vermelho (ou da cor do celofane utilizado).

Acender uma lanterna e iluminar o interior da caixa através do papel celofane. Solicitar aos estudantes que observem os objetos pela abertura lateral que foi feita.

Questionar que cor eles detectaram em cada objeto e se essas cores são as mesmas de quando

esses objetos estão iluminados diretamente pela luz branca.

Com essa atividade, os estudantes podem verificar que a cor detectada em um objeto está relacionada à luz que o ilumina. Quando a luz vermelha incidiu no objeto vermelho, sua cor não foi alterada, pois esse corpo é capaz de refletir a luz vermelha. Já os corpos de outras cores absorvem a luz vermelha e, por isso, são observados como pretos. No caso de um corpo branco, ele é observado na cor vermelha, visto que reflete todas as cores de luz, incluindo a vermelha.

Tampa vermelha de caneta sendo iluminada por luz branca (A) e por luz verde (B).

FOTOS: DOTTA2 /ARQUIVO

SPASTA/SHUTTERSTOCK

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O laser

Para compreender a emissão tanto da luz branca quanto do laser, é necessário explicar que no átomo existem elétrons que se movem em níveis de energia ao redor do núcleo. Quando um elétron absorve um “pacote” de energia específico, chamado quantum, ele salta para um nível mais energético e, então, retorna ao seu nível, emitindo essa energia na forma de um fóton de luz, que é um corpúsculo localizado de pura energia, uma partícula de luz ejetada pelo átomo.

Na emissão da luz branca, os elétrons emitem fótons de diversas frequências, cada uma correspondente a uma cor da luz visível e com variação na oscilação.

ALEX SILVA

Elaborado com base em: HEWITT, Paul. Física conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 546.

Representação de um feixe de luz branca, com ondas de diversas frequências fora de fase.

Um laser é emitido por uma fonte de átomos do chamado meio ativo, que podem ser gasosos, líquidos ou sólidos. Esses átomos são estimulados, absorvendo energia e desencadeando um processo que resulta na emissão de fótons, todos de mesma frequência e oscilação.

Elaborado com base em: HEWITT, Paul. Física conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. p. 547.

Representação de um feixe de laser, com ondas de apenas uma frequência e oscilando em fase.

O laser

A luz branca é uma combinação de diversas frequências de cores, por isso a chamamos policromática. Quando a luz é emitida em apenas uma frequência, ela é denominada monocromática. O laser é um exemplo de luz monocromática que tem sua intensidade amplificada, se propaga de forma bastante concentrada e suas ondas vibram todas da mesma forma (em fase).

O primeiro equipamento emissor de laser foi desenvolvido por volta de 1960 pelo físico estadunidense Theodore Harold Maiman (1927-2007). A partir daí, as tecnologias avançaram e hoje o laser tem diversas aplicações, como em cirurgias, procedimentos de cortes e soldagens de materiais com alta precisão, leitores de CD e DVD, telecomunicações, leitores de códigos de barras, detecção de gases poluentes na atmosfera etc. No caso do leitor de código de barras (código universal de produtos, que é formado por barras pretas e espaços brancos de diferentes espessuras), a espessura e a sequência das barras refletem o laser de maneiras diferentes, que são utilizadas por um sensor para a identificação de um produto.

#FICA A DICA, Professor

Para conhecer mais informações sobre os fundamentos do laser, ler o artigo disponível no link a seguir.

• BAGNATO, Vanderlei S. Os fundamentos da luz laser Física na escola, São Carlos, v. 2, n. 2, p. 4-9, 2001. Disponível em: http://www.cepa.if.usp.br/e-fisica/ apoio/textos/a02.pdf. Acesso em: 26 jun. 2022.

ALEX SILVA

Evento em que se utiliza laser como efeito visual para o espetáculo.

Leitor de código de barras passando luz de laser sobre o código.

CONTEXTOS ENTRE

Aplicações do laser na saúde

Desde a sua criação, diferentes tipos de laser foram e ainda são testados para verificar suas propriedades e sua interação com milhares de materiais. Atualmente, existem diversas aplicações para o laser nas mais variadas áreas, entre elas a saúde. Alternativas para o tratamento de doenças e condições de saúde que envolvem o uso do laser são cada vez mais comuns e mais acessíveis à população. Leia trechos das reportagens a seguir.

As cirurgias refrativas, como são conhecidos os procedimentos de correção de hipermetropia , miopia ou astigmatismo, podem ser a solução para muitos indivíduos que dependem (e estão cansados) dos óculos ou das lentes de contato. Ao contrário do que algumas pessoas ainda pensam, essas cirurgias se tornaram simples, indolores e rápidas — duram poucos minutos e o pós-operatório é cada vez mais tranquilo.

As técnicas mais modernas de cirurgia refrativa utilizam apenas laser para realizar a correção da visão. Dessa forma, não há cortes com lâminas nem é necessário submeter o paciente a uma internação. Faz-se apenas a anestesia no local, por meio de colírios com essa finalidade.

A recuperação visual também é muito mais ágil. Após o procedimento, recomendamos alguns cuidados específicos por alguns dias, mas, na maioria dos casos, o indivíduo retorna às suas atividades regulares entre 24 e 72 horas.

GORGONE, Gabriel. Avanço da tecnologia facilita correção de problemas de visão com cirurgia. Veja Saúde, São Paulo, 16 nov. 2018. Disponível em: https://saude.abril.com.br/coluna/com-a-palavra/avanco-da-tecnologiafacilita-correcao-de-problemas-de-visao-com-cirurgia/. Acesso em: 2 maio 2022.

uma frequência de emissão, que corresponde a uma cor) com coerência espacial e temporal (as ondas emitidas se propagam da mesma forma, em fase), colimada (feixes de luz paralelos) e de alta intensidade (emitida com maior energia, se comparada à luz convencional).

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ENTRE CONTEXTOS

Laser é a sigla de um termo em inglês (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) que pode ser entendido como amplificação de luz por emissão estimulada de radiação. Trata-se de uma luz monocromática (por possuir apenas

As aplicações de cada laser estão relacionadas com a potência emitida e outras características, como sua cor. Além das aplicações mencionadas no Livro do estudante, podemos citar seu uso em pesquisas científicas, na comunicação por fibra óptica e em tratamentos estéticos (remoção de manchas na pele, remoção de tatuagens, tratamento de cicatrizes, depilações, entre outros). Nas aplicações medicinais, o laser pode ser cirúrgico (alta potência) ou terapêutico (baixa potência). Há mais informações sobre o laser e suas aplicações no link sugerido no #FICA A DICA, Professor da página seguinte. Explicar aos estudantes que a cor de cada laser faz com que ele tenha diferentes frequências e comprimentos de onda, e essas características podem fazer com que cada laser tenha uma utilidade diferente, além da potência de emissão. No caso das mídias digitais, como CD e DVD, existem bilhões de ranhuras (escavações com dimensões da ordem de um centésimo do diâmetro de um fio de cabelo), com profundidades diferentes, nas quais incidem feixes de laser para que sejam refletidos e captados pelo sistema óptico. O laser utilizado deve ter comprimento de onda da ordem das dimensões das ranhuras, sendo, por isso, utilizada a cor vermelha. Em um disco de DVD existem ranhuras menores que armazenam cerca de seis vezes mais informações do que um CD. A sua leitura exige laser com comprimento de onda ainda menor. Já as mídias com tecnologia blu-ray têm ainda mais ranhuras, e sua leitura exige laser azul, com comprimento de onda menor do que a do laser vermelho.

Paciente sendo submetida a cirurgia ocular utilizando laser.

Comentários sobre a atividade

2. Orientar os estudantes a buscar informações em fontes confiáveis e auxiliá-los na montagem da apresentação, bem como na escolha da maneira como vão apresentá-la. Se considerar interessante, dividir a pesquisa por áreas.

Hoje na odontologia existem vários tipos de procedimentos novos, sempre pensando em minimizar as dores e com excelentes resultados. E com a laserterapia não é diferente. […] A laserterapia, realizada com laser de baixa intensidade, tem propriedade analgésica, anti-inflamatória e […] potencial antimicrobiano (capacidade de matar bactérias).

[…]

analgésico: que alivia a dor.

O laser terapêutico deve ser utilizado por um profissional especializado e capacitado, com habilitação em laserterapia, para que se possa estabelecer um protocolo adequado de aplicação, levando em consideração as características do paciente, como doenças preexistentes, principalmente, em tratamento e fazendo uso de medicações.

SARMENTO, Márcia. Os benefícios da laserterapia na odontologia. Folha do Noroeste, Frederico Westphalen, 13 ago. 2020. Disponível em: https://www.folhadonoroeste.com.br/noticias/os-beneficios-da-laserterapia-naodontologia/. Acesso em: 4 abr. 2022.

• Atividades

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

No primeiro caso, cita-se o uso do laser na correção de miopia, astigmatismo e hipermetropia. No segundo caso, cita-se o uso do laser como terapia para casos de dor e inflamações, além de impedir possíveis contaminações.

1 Explique as aplicações do laser na saúde que foram citadas nos dois textos.

2 Forme um grupo com mais dois colegas. Vocês devem fazer uma pesquisa, em sites e revistas, sobre tratamentos ou tecnologias que utilizem o laser. Escolham uma dessas aplicações e expliquem seus detalhes por meio de uma apresentação em sala de aula.

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#FICA A DICA, Professor

Há mais informações sobre os princípios fundamentais do laser e suas principais aplicações no link a seguir.

• PINHEIRO, Antônio L. B.; ALMEIDA, Paulo F. de; SOARES, Luiz Guilherme P. Princípios fundamentais dos lasers e suas aplicações. In: RESENDE, Rodrigo Ribeiro (org.). Biotecnologia aplicada à agro&indústria: fundamentos e aplicações. São Paulo: Blucher, 2016. v. 4, p. 815-894. Disponível em: http://pdf.blucher.com.br.s3-sa-east-1.amazonaws.com/ openaccess/9788521211150/23.pdf. Acesso em: 26 jun. 2022.

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Laser sendo aplicado no tratamento de mucosite, inflamação da mucosa da boca e da garganta.

• ATIVIDADES

1. O que é espectro eletromagnético? Como ele é organizado?

2. Observe os dois equipamentos.

3. Observe a imagem a seguir.

de satélites artificiais, mostrada no esquema I, geralmente ocorre para a transmissão de micro-ondas utilizadas no funcionamento de telefones celulares e aparelhos de TV.

3. a) São lâmpadas de luz branca acesas.

a) Qual é a fonte de luz desse ambiente?

b) Policromática, pois a luz branca é composta de todas as cores na faixa da luz visível, e cada cor possui determinada frequência.

Rádio portátil. Forno de micro-ondas.

a) Que tipo de ondas eletromagnéticas esses equipamentos utilizam para seu funcionamento?

b) Qual é a relação entre as ondas de rádio e as de micro-ondas?

c) Considerando que uma emissora de rádio FM seja sintonizada, qual dos três esquemas a seguir representa o processo de emissão e captação de ondas relacionado a essa situação? Justifique sua resposta.

b) A luz emitida por essa fonte é monocromática ou policromática? Justifique sua resposta.

c) Explique quais interações estão ocorrendo com as diferentes frequências da luz nos objetos indicados com os números de 1 a 3.

Respostas nas Orientações para o professor

4. A imagem mostra como uma cascavel enxerga um rato no escuro.

c) Em 1, com as almofadas iluminadas pela luz branca, pode-se enxergar a cor branca, pois quase todas as frequências incidentes sobre elas foram refletidas. Em 2, todas as frequências foram absorvidas, exceto a da cor verde, que foi refletida e, por isso, pode-se enxergar o verde. Já em 3, quase todas as frequências de luz incidentes foram absorvidas; assim, pode-se enxergar a cor preta.

Representação de como uma cascavel enxerga um animal no escuro.

a) Sabendo que a cascavel tem estruturas especiais capazes de identificar o calor irradiado pelos corpos, qual onda eletromagnética é captada por esse animal? Justifique sua resposta.

b) Qual é a vantagem de a cascavel obter esse tipo de imagem?

c) De que maneira o ser humano pode sentir o tipo de onda eletromagnética observada pela cascavel?

d) Cite outra aplicação dessa onda eletromagnética em nosso dia a dia.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ATIVIDADES

As atividades desta seção possibilitam desenvolver as habilidades EF09CI05 e EF09CI06

1. A atividade possibilita desenvolver, em conjunto com a atividade 1 da página 108, a competência geral 4

2. a) No caso do forno de micro-ondas, são utilizadas ondas eletromagnéticas de alta frequência.

Já o rádio portátil utiliza as ondas de rádio, cuja frequência é menor do que a das micro-ondas.

b) Ambas são ondas eletromagnéticas. As micro-ondas são classificadas como ondas de rádio, sendo, por isso, também utilizadas em sistemas de comunicação, como em transmissão de televisão via satélite e telefonia móvel.

c) O esquema II, pois as ondas de rádio FM não são refletidas pela ionosfera, necessitando de torres para retransmitir o sinal. A utilização

4. a) A onda captada é o infravermelho, que corresponde à onda eletromagnética emitida na transmissão de calor por irradiação. Ressaltar para os estudantes que a imagem mostra a forma como a cascavel enxerga um rato no escuro a partir da interpretação das ondas infravermelhas recebidas, não da luz visível. Algumas serpentes são capazes de enxergar bem durante o dia, outras não são capazes de captar radiações na frequência da luz visível. Esses animais percebem o ambiente ao seu redor de outras maneiras, como pela língua (que capta, do infravermelho, calor emitido pelas presas, por exemplo).

b) Ela auxilia a cascavel a encontrar presas mesmo em um ambiente sem luz visível.

c) O ser humano sente as ondas de infravermelho por meio do tato.

d) Sensores térmicos, termômetros de infravermelho, controles remotos, entre outros.

MARIUS RUDZIANSKAS/ SHUTTERSTOCK PETER GUDELLA/ SHUTTERSTOCK 2

3 III

I II

TED

20 cm

1. Espectro eletromagnético é a organização das ondas eletromagnéticas em relação às suas frequências. No espectro, as ondas são organizadas daquela de menor frequência para a de maior frequência. Outra possibilidade de organização é ordenar as radiações do espectro em função dos comprimentos de onda.

Respostas nas Orientações para o professor 97

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

5. Esta atividade possibilita desenvolver a competência específica 6 Explicar aos estudantes que, até o momento, foram estudadas as ondas de rádio (incluindo micro-ondas), infravermelho e luz visível. Porém já foram apresentados outros tipos de onda do espectro eletromagnético, que serão aprofundados nas próximas aulas. Assim, esta atividade tem papel importante no processo de aprendizagem, pois incentiva um contato prévio com conteúdos de maneira independente e autônoma. Orientar os estudantes a buscar informações relevantes, em fontes de informações confiáveis. Seguem algumas informações.

• Micro-ondas: ondas eletromagnéticas que podem ser utilizadas em sistemas de telecomunicação por satélite, no funcionamento de radares e de fornos micro-ondas. Faixa de frequência de 109 Hz a 1011 Hz.

• Infravermelho: ondas eletromagnéticas relacionadas à transmissão de calor. Utilizado no funcionamento de sensores de presença, controles remotos de aparelhos eletroeletrônicos e câmeras noturnas. Faixa de frequência de 1011 Hz a 1014 Hz.

• Luz visível: ondas eletromagnéticas perceptíveis pela visão humana, formadas por cores com frequências específicas. Aplicada para iluminar ambientes. Faixa de frequência de 1014 Hz.

• Ultravioleta: ondas eletromagnéticas emitidas pelo Sol e por alguns equipamentos elétricos. Utilizada em lâmpadas específicas. Faixa de frequência de 1015 Hz a 1017 Hz.

• Raios X: ondas eletromagnéticas com capacidade de atravessar diversos tecidos do corpo humano. Utilizados em exames médicos não invasivos. Faixa de frequência em torno de 1018 Hz.

6. As ondas de rádio emitidas por emissoras AM têm comprimento de onda que permite sua reflexão na ionosfera. As ondas de rádio emitidas por emissoras FM têm frequência maior e comprimento de onda menor, por isso não são refletidas na ionosfera. Essas transmissões utilizam outras torres, que retransmitem o sinal, aumentando o alcance das ondas.

5. Em seu caderno, reproduza o quadro a seguir, completando-o com informações sobre cada tipo de onda do espectro eletromagnético. No caso de ondas que estão presentes no espectro, mas que você ainda não conhece, faça uma pesquisa na internet sobre sua aplicação e sua faixa de frequência. Observe o exemplo.

Resposta nas Orientações para o professor

Ondas eletromagnéticas

Tipo O que são Uso/Aplicação Faixa de frequência Ondas de rádio Ondas eletromagnéticas comumente utilizadas em sistemas de comunicação.

6. Explique como ocorre a transmissão de ondas de rádio feita por emissoras AM e FM.

7. Os radares móveis são equipamentos utilizados para monitorar a velocidade de veículos, principalmente em rodovias, ruas e avenidas com grande fluxo de pessoas.

a) Que tipo de onda está presente no funcionamento desse aparelho?

b) Como esse aparelho funciona?

8. Leia o trecho a seguir, retirado de uma reportagem.

Micro-ondas.

7. b) O radar móvel emite uma onda eletromagnética em direção ao veículo e, nesse momento, a contagem do tempo é iniciada. A onda é refletida no veículo e retorna ao aparelho, que compara o tempo entre a emissão e a recepção da onda e a distância do equipamento ao veículo, determinando sua velocidade.

Dois homens foram resgatados após ficar à deriva no mar de Fortaleza em um caiaque. A dupla não conseguiu retornar à orla após a embarcação se afastar da faixa de areia. Um deles acionou a Coordenadoria Integrada de Operações de Segurança (Ciops), que imediatamente começou ação de resgate.

Caso foi no último domingo, 26, mas só foi revelado nesta segunda-feira, 27, pela Secretaria da Segurança Pública e Defesa Social (SSPDS).

[...]

[...] “Com a utilização de […] equipamento […] constituído de uma câmera em alta definição com infravermelho, os pilotos da Coordenadoria localizaram a embarcação, que estava a três quilômetros de distância […]”, diz a SSPDS em nota.

HOMENS são resgatados após ficarem à deriva em caiaque no mar de Fortaleza. O Povo, Fortaleza, 27 jul. 2020. Disponível em: https://www.opovo.com.br/noticias/fortaleza/2020/07/27/homens-sao-resgatados-apos-ficarem-a-derivaem-caiaque-no-mar-de-fortaleza.html. Acesso em: 4 abr. 2022.

a) Que equipamento foi utilizado pelos pilotos para o resgate dos homens em alto-mar?

b) Por que o equipamento pode ser utilizado em buscas por pessoas desaparecidas?

9. Observe a fotografia a seguir.

a) A luz incidente sobre os balões da fotografia é branca. O que aconteceria se os balões fossem iluminados com luz azul? E com luz verde?

b) Explique como o ser humano percebe as cores.

8. a) Um equipamento constituído de uma câmera em alta definição com infravermelho.

Balões coloridos.

8. b) Esse equipamento detecta ondas emitidas na frequência do infravermelho. Essas ondas estão presentes na irradiação de calor pelo corpo humano. Por esse motivo, esse equipamento é eficiente na busca por pessoas desaparecidas em florestas, escombros etc.

• Raios gama: ondas eletromagnéticas de alta energia. Utilizados em tratamentos médicos de algumas doenças. Faixa de frequência acima de 10 20 Hz.

9. a) Se os balões fossem iluminados com luz azul, o balão azul permaneceria azul, pois essa cor é refletida por ele; o balão vermelho ficaria preto, pois não há vermelho na luz incidente para ser refletido. Se os balões fossem iluminados com luz verde, ambos ficariam pretos, pois

não há azul ou vermelho na luz incidente para ser refletido pelos balões.

b) Na retina do olho humano, existem células fotorreceptoras sensíveis à luminosidade (bastonetes) e às cores (cones). Os cones apresentam sensibilidade maior a determinada frequência de luz: vermelha, verde ou azul. Por causa de uma sobreposição na absorção dessas frequências, várias tonalidades podem ser interpretadas pelo cérebro.

MIKE FLIPPO/SHUTTERSTOCK.COM

9. Respostas nas Orientações para o professor

OFICINACIENTÍFICA

1. Quando a parede de cor branca foi iluminada com a luz vermelha, foi observado reflexo na cor vermelha. Quando foi iluminada pela luz verde, observou-se reflexo verde e, quando foi iluminada pela luz azul, observou-se reflexo azul. Isso ocorre porque a parede era branca e essa cor é capaz de refletir todas as cores que a compõem.

2. A sobreposição das luzes vermelha e verde reflete a cor amarela na parede. As luzes vermelha e azul refletem a cor magenta. Já as cores verde e azul refletem a cor ciano. Isso ocorre porque a parede pintada na cor branca reflete todas as cores. Ao refletir as duas cores incidentes simultaneamente, nossos olhos recebem a informação da sobreposição das cores e o encéfalo interpreta essa combinação como amarelo, magenta ou ciano.

Compondo cores

Primeiras ideias

Como é possível verificar e evidenciar que todas as cores de luz podem ser formadas pela composição das três cores primárias da luz que podem ser captadas pela visão do ser humano?

• Preciso de...

• 3 lanternas;

• papel celofane de cores vermelha, azul e verde;

• Mãos à obra

• fita adesiva;

• tesoura com pontas arredondadas.

A. Recorte um pedaço de papel celofane de cada cor e cubra a saída da luz de cada lanterna com uma cor diferente. Fixe o papel com a fita adesiva, evitando rugosidades.

B. Em um ambiente fechado, com paredes de cor branca, apague a luz e acenda a lanterna recoberta com celofane vermelho, direcionando-a para uma parede. Observe a cor projetada na parede. Depois, apague essa lanterna e repita o procedimento com as outras duas lanternas, uma de cada vez.

C. Utilizando as lanternas que você recobriu com papel celofane, planeje um procedimento para identificar a cor que resulta da junção de duas cores. Sugestão: utilize a parede branca como tela de projeção. Descreva o procedimento que planejou e as cores obtidas nas projeções.

D. De forma semelhante, planeje outro procedimento que permita identificar, agora, a cor que resulta da junção das três cores (vermelha, azul e verde). Descreva o procedimento elaborado e as observações realizadas com a projeção feita na parede.

AS

(utilizados em encanamentos) para montar as lanternas, fazendo uma espécie de canhão luminoso. Se esta proposta for escolhida, deverá ser realizada pelo professor ou por um adulto responsável. Deve-se também atentar para isolar corretamente as partes condutoras, evitando qualquer tipo de contato possível delas com a pele e garantindo, assim, a integridade física de qualquer indivíduo envolvido na prática. Neste caso, o papel celofane deverá recobrir uma das extremidades do tubo. Existem também lâmpadas coloridas que podem ser adquiridas, se for possível e necessário.

Outra opção para esta prática é utilizar lanternas de três telefones celulares, que podem ser recobertas com o papel celofane. Neste caso, é necessário verificar antes se as condições são favoráveis à prática (intensidade da fonte luminosa e distância até a parede, por exemplo).

Comentários sobre as atividades

1. Espera-se que os estudantes concluam que a parede branca reflete a cor da luz que a ilumina.

• E aí? NÃO ESCREVA NO LIVRO.

1 O que foi observado na realização do procedimento B ? Explique o motivo dos resultados.

2 O que foi observado na realização do procedimento C ? Organize, em um quadro no caderno, os resultados observados. Em seguida, proponha uma explicação para o que observou.

3 O que foi observado na realização do procedimento D ? Explique o motivo do resultado.

4 O que se pode dizer sobre a cor que observamos em um objeto?

Resposta nas Orientações para o professor

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS OFICINA CIENTÍFICA

Esta seção possibilita o desenvolvimento da habilidade EF09CI04, da competência geral 2 e da competência específica 2

Nesta proposta de prática, é importante que existam três fontes luminosas individuais, nas cores vermelha, verde e azul, para verificar a composição das luzes iluminando uma mesma

região da parede e as cores que detectamos pelo sentido da visão. Logo, com apenas uma fonte luminosa, o efeito desejado não será observado. Buscar um ambiente com o mínimo de luminosidade possível. Nas atividades práticas sugeridas, busca-se sempre o emprego de material de baixo custo e de fácil acesso. Sugerimos utilizar lanternas simples e pequenas, que possuem baixo custo. Se desejar, é possível comprar lâmpadas, soquetes, fios elétricos, fita isolante e tubos hidráulicos

4. A cor observada em um objeto está relacionada à cor da luz que o ilumina. Quando iluminados por luz branca, composta de todas as cores, os comprimentos de onda refletidos pelo objeto definirão sua cor característica. Caso os objetos sejam iluminados por luzes monocromáticas, eles podem ou não refletir sua cor característica. Por exemplo: se um objeto é verde quando iluminado por luz branca, caso seja iluminado por luz vermelha, ele parece preto, pois absorve a cor vermelha.

ILUSTRAÇÕES: BENTINHO

2. DO ULTRAVIOLETA AOS RAIOS GAMA

Esse assunto desenvolve a habilidade EF09CI06 ao incentivar o estudante a classificar as radiações eletromagnéticas por suas frequências, fontes e aplicações.

Ultravioleta

Enfatizar, sempre que possível, que os intervalos de frequências apresentados para as ondas eletromagnéticas não são exatos, mas apenas intervalos de referência para visualizar a faixa de frequência em um espectro eletromagnético. Também, sempre que possível, retornar ao espectro eletromagnético apresentado na página 85.

Comentar que, conforme se aumenta a frequência de oscilação das ondas eletromagnéticas, menor é seu comprimento de onda. Se o comprimento de onda for da mesma ordem de grandeza das estruturas celulares do corpo humano, as ondas passam a penetrar nessas estruturas, interagindo com regiões internas do corpo. Essa penetração não ocorre com as ondas estudadas até então, passando a ocorrer a partir da radiação ultravioleta.

A interação das ondas eletromagnéticas com o corpo humano ocorre no infravermelho, perceptível pelo sentido do tato, e na luz visível, que interage especificamente com as células presentes na retina. Perguntar aos estudantes por que, quando um corpo humano é iluminado por uma luz visível, não podemos ver suas estruturas internas. Explicar que o comprimento de onda da luz visível é maior do que as estruturas celulares do corpo humano, de modo que a luz visível não tem nenhum poder de penetração, sendo refletida pela pele.

DO ULTRAVIOLETA AOS RAIOS GAMA

As ondas ultravioleta (UV), os raios X e os raios gama são as ondas de maior frequência do espectro eletromagnético e variam de 1015 Hz a 1021 Hz.

Ultravioleta

Os raios ultravioleta, designados como raios UV, são radiações com faixa de frequência na ordem de 1015 Hz a 1017 Hz. A radiação ultravioleta está presente nos raios de Sol e também pode ser emitida por fontes artificiais, como lâmpadas fluorescentes e câmaras de bronzeamento artificial. Ela é dividida em três faixas de frequência: UV-A, UV-B e UV-C. Em razão do pequeno comprimento de onda, essa radiação é capaz de penetrar algumas camadas internas da pele.

• Os raios UV-C são as ondas eletromagnéticas mais energéticas e nocivas aos seres vivos. A maior parte é bloqueada pela camada de ozônio.

• Os raios UV-B apresentam níveis intermediários de energia. A maior parte é absorvida pelas partículas gasosas na atmosfera e uma pequena parcela atinge a superfície do planeta.

• Os raios UV-A, menos energéticos, são os que mais atingem a superfície da Terra.

Elaborado com base em: STRATOSPHERIC Ozone and Ultraviolet Radiation Research. World Meteorological Organization [S.l.], c2020. Disponível em: https:// community. wmo.int/activity-areas/gaw/ science/stratospheric-ozone-and-uvradiation. Acesso em: 7 jul. 2022.

A camada de ozônio protege o planeta dos raios ultravioleta.

Os raios UV-B são absorvidos pela epiderme, a camada superficial da pele. Em excesso, geram dor, inchaço e dilatação dos vasos sanguíneos, causando a “vermelhidão” característica em uma pessoa que ficou exposta aos raios solares. A exposição excessiva à radiação UV-B pode causar catarata e câncer de pele.

Elaborado com base em: TUDO que você precisa saber sobre queimaduras solares. TelessaúdeRS Porto Alegre, [2019?]. Disponível em: https:// www.ufrgs.br/telessauders/noticias/queimadurassolares/. Acesso em: 5 abr. 2022.

Representação da estrutura da pele, em corte longitudinal, mostrando a profundidade de penetração dos raios UV-A e UV-B.

DESIGNUA/SHUTTERSTOCK.COM

A radiação UV-A, em excesso, pode reduzir a firmeza da pele, causando envelhecimento precoce. Ela atinge camadas mais profundas e estimula a produção de melanina, um pigmento escuro produzido por células chamadas melanócitos, que auxiliam na proteção da pele contra ações nocivas da radiação solar. Como consequência, a melanina promove o escurecimento da pele, conhecido como bronzeamento.

Proteção contra UV

A exposição à luz solar em horários adequados e com os cuidados necessários é essencial para ativar a produção de vitamina D no organismo. A deficiência dessa vitamina está relacionada a problemas como raquitismo, doenças cardiovasculares, hipertensão, diminuição das defesas do organismo, entre outros. Entretanto, o excesso de luz solar pode causar prejuízos à pele, justamente pela capacidade que suas ondas têm de penetrar nos tecidos. Por isso, recomenda-se evitar ficar exposto ao sol entre as 10 h e as 16 h, período em que a intensidade dos raios solares é maior. Em caso de exposição nesse período, deve-se usar proteções, como chapéus ou bonés, óculos escuros com lente com proteção UV e filtro ou protetor solar.

raquitismo: doença que afeta os ossos em crescimento, deixando-os frágeis e com deformações.

Raio X

Em 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) estudava o comportamento de misturas gasosas submetidas a altas tensões elétricas quando observou um efeito dentro do tubo em que o experimento era realizado: havia formação de uma fluorescência, ou seja, alguma forma de radiação eletromagnética estava sendo emitida.

Essa radiação emitida era, inclusive, capaz de atravessar objetos opacos. Como se tratava de um fenômeno desconhecido na época, ela foi designada raio X

Röntgen verificou que essa radiação também era capaz de queimar filmes fotográficos. Então, para demonstrar que ela atravessava alguns materiais, incidiu raios X sobre a mão de sua esposa, posicionada acima de um filme fotográfico, que ficou marcado com manchas escuras e claras, mostrando os ossos da mão. Essa é a primeira radiografia de que se tem registro, momento em que foi possível observar a estrutura óssea de forma não invasiva (sem cortes).

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao estudar as radiações ultravioleta UV-A, UV-B e UV-C, retomar as características e a importância da camada de ozônio, estudada em anos anteriores.

Resumidamente, a camada de ozônio é uma região de alta concentração de gás ozônio (molécula formada por três átomos de oxigênio) localizada na estratosfera terrestre. Essa camada funciona como uma proteção para a Terra contra

A maior parte dos protetores solares protege contra a UV-B, porém, recomenda-se a escolha de um produto que proteja também contra a UV-A.

teção UV oferecida. Para isso, separar antecipadamente uma embalagem de filtro solar. Verificar se o produto protege contra UV-A e/ou UV-B. Quanto ao fator de proteção solar (FPS), pode-se explicar aos estudantes que um FPS 30, por exemplo, significa que uma pessoa pode se expor aos raios solares por um tempo 30 vezes maior, se comparado com uma pessoa sem protetor. Quanto ao uso de óculos de sol, explicar aos estudantes que devem sempre escolher óculos escuros de boa qualidade e que bloqueiem os raios UV. Alguns óculos têm lentes escurecidas que bloqueiam apenas parte da luz visível. A redução da intensidade da luz que incide nos olhos causa uma dilatação da pupila, intensificando a incidência de radiação UV em estruturas internas dos olhos.

Raio X

Representação da máquina de raio X desenvolvida por Röntgen (A) e fotografia da primeira radiografia de que se tem conhecimento, feita por Röntgen, em 1895, que mostra a imagem dos ossos da mão de sua esposa, com um anel no dedo anelar (B).

os raios solares, filtrando parte das radiações ultravioleta nocivas. Esse filtro ocorre por causa do chamado ciclo do ozônio: a radiação ultravioleta é absorvida pelas moléculas de ozônio (O3 ) e gás oxigênio (O2 ), causando a separação dos átomos de oxigênio, que se ligam novamente, formando outras moléculas, em um ciclo contínuo.

Após a leitura do texto Proteção contra UV, se possível, analisar com os estudantes as informações apresentadas em um rótulo de filtro solar, principalmente quando se descreve a pro-

Com relação à descoberta dos raios X, é importante destacar que, ao longo da evolução dos conceitos na Ciência, outros cientistas chegaram próximo de verificar a existência desses raios, porém foi o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) quem determinou as principais características dessa radiação, evidenciando a Ciência com uma construção humana. Assim, este tópico contempla a competência geral 1 e a competência específica 1

O tubo utilizado por Röntgen em seu experimento consiste em um recipiente de vidro contendo gás e dois terminais elétricos separados um do outro. Quando os terminais elétricos são ligados a altas tensões elétricas, eles ficam muito aquecidos e elétrons são emitidos e acelerados até o outro terminal. Ao alcançarem o outro terminal elétrico, os elétrons são freados bruscamente e emitem energia na forma de onda eletromagnética com frequência de raios X.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Nos estudos da radiação ultravioleta, reforçar que esse tipo de radiação consegue penetrar em estruturas do corpo humano por causa do seu comprimento de onda. Os raios X têm frequência maior do que o ultravioleta e, portanto, menor comprimento de onda; logo, seu poder de penetração no corpo humano é ainda maior. Por esse motivo, essa onda tem importante aplicação na medicina diagnóstica. Verificar a possibilidade de levar uma radiografia para a sala de aula ou solicitar em uma aula anterior que os estudantes a providenciem, caso tenham em casa. Com a radiografia em mãos, explicar com detalhes que as regiões escuras correspondem aos locais em que o filme foi sensibilizado pela radiação, e as regiões com tons esbranquiçados correspondem aos locais em que a radiação não incidiu, pois foi barrada por algo com dimensões estruturais maiores, como os ossos. Perguntar aos estudantes se eles já fizeram alguma radiografia ou tomografia, permitindo que relatem a experiência.

No espectro eletromagnético, os raios X são radiações com faixa de frequência na ordem de 1018 Hz. São ondas de comprimento menor do que os raios ultravioleta e, por isso, são capazes de penetrar o corpo humano. Até hoje, os raios X são utilizados de maneira semelhante ao uso feito por Röntgen, em exames médicos não invasivos chamados radiografias Nesse exame, o paciente é posicionado entre o emissor de raios X e o filme fotográfico. Alguns tecidos e estruturas do corpo humano, como ossos e tecidos mais densos, impedem a passagem dos raios X até o filme fotográfico. Nas regiões nas quais incidem os raios X, o filme é sensibilizado e fica em cor escura. Nos locais em que os raios X foram barrados por estruturas do corpo humano, o filme fotográfico não é sensibilizado, ficando em cor clara. Acompanhe, na imagem a seguir, um esquema simplificado desse exame.

Elaborado com base em: TORTORA, Gerard J.; DERRICKSON, Bryan. Princípios de anatomia e fisiologia. 14. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Livro digital não paginado.

Representação simplificada do funcionamento do exame de raio X (A) e imagem de uma radiografia do tórax de um ser humano adulto (B).

Os raios X também são utilizados em um exame denominado tomografia computadorizada, no qual é possível visualizar tecidos moles, como os presentes no fígado, intestino, cérebro, entre outros órgãos. Nesse exame, o paciente é colocado em um equipamento que emite os raios X por um anel que gira ao redor de seu corpo. O equipamento detecta as diferentes absorções dos raios X em cada tecido, enviando as informações a um computador, que as converte em imagens.

AMPLIANDO

Propor aos estudantes que, em grupos, pesquisem outras utilidades dos raios X, além das apresentadas no Livro do estudante . Orientá-los sobre a forma mais adequada de apresentar os resultados obtidos, podendo ser um trabalho manuscrito, impresso, arquivo digital para compartilhar em plataformas digitais, entre outros.

Algumas sugestões de uso dos raios X que podem ser pesquisadas: tratamento de alguns tipos de câncer; irradiação de alimentos para prolongar o tempo de conservação; análise de estruturas prediais e de máquinas industriais para verificar problemas estruturais; análise de solos; investigação de obras de arte, para verificar se foram danificadas, restauradas ou falsificadas.

JAVIER ROSANO/SHUTTERSTOCK.COM

BENTINHO

Filme fotográfico

Equipamento emissor de raios X

Raios X emitidos em direção ao paciente.

ROMAN ZAIETS/SHUTTERSTOCK.COM

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Paciente realizando exame de tomografia computadorizada.

Raios gama

As ondas eletromagnéticas de maiores frequências são os raios gama, que se apresentam na faixa de frequência acima de 1020 Hz. Essas ondas eletromagnéticas têm origem em processos nucleares

Papel Aço Chumbo

Representação comparando a penetração de raios X e raios gama em materiais com diferentes características.

A emissão de raios gama se dá em elementos químicos radioativos, como urânio, plutônio e césio. Nesses elementos químicos, ocorrem reações no núcleo que liberam energia na forma de radiações. Uma das formas de emissão dessas radiações são ondas eletromagnéticas de altas frequências, no caso, os raios gama.

O pequeno comprimento de onda dos raios gama confere a eles alto poder de penetração, ou seja, capacidade de atravessar muitos materiais. Além disso, essas ondas são consideradas ionizantes, isto é, elas alteram a composição química das estruturas que atravessam. Ao atravessar tecidos vivos, por exemplo, podem causar lesões ou modificações na estrutura do DNA das células, o que pode causar câncer e até a morte, caso a exposição seja alta. Os raios X e os raios ultravioleta também são considerados radiações ionizantes.

Com os avanços tecnológicos, os raios X e os raios gama também puderam ser utilizados, de maneira controlada, no tratamento de alguns tipos de câncer, por radioterapia, para combater o crescimento de tumores e demais células cancerígenas.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Raios gama

Destacar que tanto os raios X quanto os raios gama são ondas eletromagnéticas de alta energia, sendo as ondas de maior frequência do espectro eletromagnético e com o menor comprimento de onda, portanto com alto poder de penetração. A principal diferença entre esses dois tipos de radiação é sua origem. Os raios X são emitidos quando elétrons (cargas elétricas

negativas) em movimento são desacelerados bruscamente. De acordo com o modelo atômico, os elétrons estão localizados em uma região externa ao núcleo do átomo. Já os raios gama são gerados por processos nucleares, ou seja, no interior do núcleo do átomo, no qual existem prótons e nêutrons.

Em respeito à faixa etária e ao desenvolvimento intelectual e cognitivo dos estudantes, os processos nucleares não foram aprofundados por causa da complexidade do assunto. A emissão

de raios gama é uma das formas de emissão do núcleo, visto que existem também emissões nucleares na forma de partículas, que não foram abordadas, como a emissão de partículas alfa (dois prótons e dois nêutrons) e a emissão de partículas beta (um elétron ou uma partícula equivalente de carga positiva, chamada pósitron). Como exemplo de processos nucleares, podemos citar:

• fusão nuclear: quando dois núcleos se juntam e formam um novo núcleo, ou seja, um novo elemento. Esse processo ocorre em estrelas, como o Sol;

• fissão nuclear : quando um núcleo atômico sofre ruptura ao ser bombardeado, processo que ocorre em bombas atômicas;

• decaimento radioativo: emissão espontânea de radiações nucleares por alguns núcleos atômicos de elementos químicos, que geralmente têm núcleos com muitos prótons e nêutrons, como urânio, polônio, rádio e césio.

#FICA A DICA, Professor Obter mais informações sobre os processos nucleares no link sugerido a seguir.

• LIVRO ABC da Física Nuclear. Instituto de Física da USP . São Paulo, c2022. Disponível em: http:// portal.if.usp.br/fnc/pt-br/p%C3% A1gina-de-livro/livro-abc-daf%C3%ADsica-nuclear. Acesso em: 26 jun. 2022.

Paciente sendo submetido a um tratamento por radioterapia.

MARK_KOSTICH/SHUTTERSTOCK

Raios X Raios gama

PAULO

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INTEGRANDO COM HISTÓRIA

Esta seção possibilita contemplar a competência geral 1 e a competência específica 1 . Nas atividades, é possível contemplar as competências gerais 7 e 10 e as competências específicas 5 e 8

A seção destaca a Ciência como uma produção humana. Enfatizar que, se hoje podemos usufruir dos benefícios proporcionados pela Ciência, é porque pessoas se dedicaram e ainda se dedicam à realização de pesquisas, evitando que os estudantes tenham a ideia da Ciência como algo finito e acabado.

Além de Marie Curie (18671934), outras três pessoas alcançaram o feito de serem duplamente laureadas com o Nobel.

• O químico estadunidense Linus Pauling (1901­1994), que recebeu o prêmio Nobel em Química em 1954, por suas pesquisas sobre a natureza das ligações químicas, e o prêmio Nobel da Paz no ano de 1962, por sua oposição ao uso das armas nucleares de destruição em massa.

• O engenheiro eletricista estadunidense John Bardeen (1908­1991), que recebeu dois prêmios Nobel em Física: um em 1956, por seus trabalhos com materiais semicondutores e pela descoberta do transístor, e outro em 1972, pela colaboração no desenvolvimento da teoria da supercondutividade.

• O bioquímico britânico Fredrick Sanger (1918­2013), que recebeu dois prêmios Nobel em Química: um em 1958, por determinar a sequência de aminoácidos da insulina, e outro em 1980, por desenvolver um método para sequenciar o DNA.

INTEGRANDOHISTÓRIA com

Promessas e perigos da radioatividade

Durante os anos finais do século XIX e o início do século XX, diversos estudos sobre as ondas eletromagnéticas causaram uma revolução na Ciência e na sociedade. Nesse período, ocorreu a descoberta dos raios X, que impulsionou novos estudos sobre diferentes materiais. O próprio raio X foi uma novidade que empolgou a sociedade da época, afinal, era possível obter imagens do interior do corpo sem precisar realizar nenhum corte.

Os resultados com os raios X fascinaram o físico francês Henri Becquerel (18521908), que, tempos depois, descobriu que alguns elementos químicos, como o urânio, emitiam raios que se pareciam com os raios X, em uma época em que não se conhecia a radioatividade.

Interessados nos trabalhos de Becquerel, a física polonesa Marie Sklodowska-Curie (1867-1934) e seu marido, o físico francês Pierre Curie (1859-1906), aprofundaram-se nos estudos dos materiais que emitem radiação. Com isso, descobriram dois novos elementos químicos, o polônio e o rádio, e fizeram uma descrição pioneira da radioatividade. O casal Curie recebeu o prêmio Nobel de Física, em 1903, por seus trabalhos com radioatividade, juntamente com Henri Becquerel.

Após a morte de Pierre, Marie seguiu com seus trabalhos e investigações sobre o rádio e o polônio, recebendo um segundo Prêmio Nobel, em 1911, por suas descobertas e sua contribuição no avanço da Química.

Marie Curie precisou vencer uma série de barreiras impostas pela sociedade científica de sua época, dominada por homens, sendo a primeira e a única mulher até os dias atuais a receber dois prêmios Nobel. Somente outras três pessoas conseguiram esse feito.

Ela foi a pesquisadora que mais contribuiu para os estudos da radioatividade, termo que foi criado por ela. Marie Curie faleceu em decorrência dos efeitos da exposição aos materiais radioativos com os quais trabalhou durante sua vida.

#FICA A DICA, Estudante

A seguir estão listados alguns links que podem ser sugeridos aos estudantes para que obtenham informações a respeito das importantes contribuições das mulheres para a evolução da Ciência.

• VARGAS, Maria D. A contribuição de Marie Curie para a ciência e um olhar sobre o papel das mulheres cientistas. Ciclo de Conferências Ano Internacional

da Química, 2011, São Paulo: Fapesp, 9 nov. 2011. Disponível em: https://fapesp.br/eventos/2011/11/ quimica/vargas.pdf. Acesso em: 27 jun. 2022.

• GUIMARÃES, Maria. Ciência, palavra (pouco) feminina. Pesquisa Fapesp, São Paulo, n. 190, dez. 2011. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/ciencia­palavrapouco­feminina/. Acesso em: 27 jun. 2022.

Marie Curie em seu laboratório em Paris, 1912.

Professor, explicar que elementos radioativos, como o rádio, também foram utilizados em tintas, pois tinham a propriedade de brilhar no escuro. Há registros, por exemplo, de contaminação de trabalhadores de fábricas de relógios, pois, ao pintar os ponteiros de relógios com essas tintas, eles molhavam os pinceis com a saliva, levando os elementos radioativos à boca.

Na mesma época de sua descoberta por Marie Curie, por volta de 1910, o elemento rádio começou a ser testado no combate ao câncer, apresentando resultados promissores. Com base nesses resultados, o interesse pelo rádio aumentou, o que deu origem à área que foi nomeada “curieterapia”, hoje conhecida como radioterapia.

Nessa época, os problemas que podiam ser causados ao organismo pela exposição às ondas eletromagnéticas de alta frequência, como os raios X e os raios gama, eram ainda desconhecidos. Isso pode ter contribuído para que elementos radioativos, como o rádio, ficassem famosos na sociedade e começassem a ser comercializados de diversas maneiras. Muitas pessoas acreditavam que esses elementos possuíam “propriedades farmacêuticas”, inclusive para a cura do câncer.

O uso de produtos à base de rádio causou efeitos adversos em algumas pessoas, como descamação da pele, cegueira e desenvolvimento de câncer. Foi somente décadas após as exposições que a manipulação de elementos radioativos passou a ser regulamentada por leis.

Não há dúvidas de que os estudos sobre as ondas eletromagnéticas propiciaram grandes avanços em várias áreas, entre elas, as comunicações, a obtenção de energia e, principalmente, a Medicina. Entretanto, além de estudos que comprovem a eficácia de um novo método ou produto, são necessários outros, que comprovem a segurança de sua utilização, indicando como e quando o novo produto deve ser manipulado e/ou consumido.

• Atividades

“Rádio e beleza”, propaganda de 1918 de produtos radioativos de beleza para mulheres, prometendo felicidade e satisfação às consumidoras.

1 Por que o elemento rádio foi comercializado pela sociedade logo após sua descoberta?

2 Marie Curie teve grande importância nas pesquisas científicas e foi ganhadora de dois prêmios Nobel. Forme um grupo com seus colegas e pesquisem sobre outras importantes mulheres cientistas. Em seguida, façam uma apresentação oral para a turma. Para a inspiração do grupo, seguem alguns nomes importantes na área.

2. Orientar os estudantes quanto às informações básicas que eles devem buscar, como nome completo do cientista, nacionalidade, área da pesquisa realizada (Física, Química, Biologia, entre outras), sua maior contribuição, prêmios recebidos e ano de cada premiação, dentre outras informações que o grupo julgar pertinente.

3 Assim como antigamente, ainda hoje há utilização e consumo de produtos e medicamentos que se popularizam antes de serem aprovados por especialistas. Forme um grupo e, juntos, façam uma pesquisa em sites e fontes confiáveis sobre alguma situação atual envolvendo o uso de produtos ou medicamentos sem eficácia ou segurança comprovadas. Nessa pesquisa:

• indiquem o produto ou medicamento que pesquisaram e a situação em que foi utilizado;

• informem-se sobre o órgão brasileiro responsável pela avaliação, regulação e fiscalização de novos produtos e medicamentos;

• discutam a importância desse órgão para a saúde pública.

Por fim, produzam panfletos informativos sobre a necessidade de pensamento crítico diante de propagandas e promessas de novos produtos e sobre como é possível avaliar se uma informação sobre ele é verdadeira ou falsa. Distribuam os panfletos às pessoas das suas comunidades.

2. Professor, sugere-se formar grupos de quatro estudantes cada e distribuir o nome das cientistas para que pesquisem sobre elas. Marcar um dia para que os grupos apresentem os resultados de suas pesquisas para a turma. Os nomes indicados são sugestões, e outros nomes podem ser apontados por você ou pelos estudantes. 105

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#FICA A DICA, Estudante

• COELHO, Marco Antonio. O legado de Johanna Döbereiner. Pesquisa Fapesp, São Paulo, n. 58, out. 2000. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp. br/o-legado-de-johanna-dobereiner/. Acesso em: 27 jun. 2022.

• ONU MULHERES inclui brasileira em lista de sete cientistas que moldaram o mundo. Onu news, [s. l.], 11 fev. 2020. Disponível em: https://news.un.org/pt/ story/2020/02/1703791. Acesso em: 27 jun. 2022.

• KABARITE, Simone. Dupla feminina vence o Prêmio Nobel de Química. Fiocruz. Rio de Janeiro, 8 out. 2020. Disponível em: https://portal.fiocruz.br/noticia/ dupla-feminina-vence-o-premio-nobel-de-quimica. Acesso em: 27 jun. 2022.

Para mais exemplos de mulheres cientistas, o seguinte livro pode ser sugerido.

• IGNOTOFSKY, Rachel. As cientistas: 50 mulheres que mudaram o mundo. São Paulo: Blucher, 2017.

3. O órgão brasileiro responsável pela avaliação, regulação e fiscalização de novos produtos e medicamentos é a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). Portanto, pode-se verificar a autenticidade de produtos ditos “milagrosos” (como medicamentos que oferecem emagrecimento rápido e aqueles que garantem a prevenção ou a cura para doenças) pesquisando se ele é aprovado por esse órgão. É possível pesquisar informações relevantes em sites confiáveis relacionados ao governo federal, como o do Ministério da Saúde e o da própria Anvisa (com informações sobre medicamentos e efeitos colaterais provocados pelos princípios ativos que os constituem), o do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento e o do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) (sobre produtos utilizados na agricultura e na pecuária). Os panfletos podem conter informações sobre a importância de verificar se a fonte da informação é confiável, pois, muitas vezes, ela é veiculada por sites não confiáveis, redes sociais e pessoas não especialistas.

Irène Joliot-Curie (1897-1956)

Johanna Döbereiner (1924-2000) Tu You-You (1930-) Mae Jemison (1956-) Emmanuelle Charpentier (1968-) Jennifer A. Doudna (1964-)

3. Resposta pessoal.

1. Porque era um elemento novo, com potencial de cura do câncer.

PENSE BEM

Esta seção contempla a habilidade EF09CI07 , a competência geral 10 e a competência específica 8 . Também está relacionada aos temas contemporâneos transversais Ciência e Tecnologia, Educação em direitos humanos e Vida familiar e social

O câncer é considerado um dos principais problemas de saúde no mundo. Nesta seção, comentam-se os tratamentos dessa doença, ampliando o assunto ao se abordar a mobilização que deve ocorrer ao redor de uma pessoa com câncer, tanto das pessoas mais próximas a ela como das entidades governamentais e da sociedade como um todo.

Explicar aos estudantes que o tratamento do câncer pode ser um processo delicado em alguns casos, devido aos efeitos colaterais que podem causar no paciente, como diversos incômodos, dores, quedas severas de imunidade, além dos efeitos emocionais, pois se cria uma expectativa positiva de cura após o tratamento. O paciente deverá cumprir uma agenda severa de tratamento, e o apoio de pessoas próximas é essencial.

A seção apresenta o Estatuto da Pessoa com Câncer, elaborado pelo governo brasileiro, que define políticas públicas referentes às pessoas com câncer, garantindo o direito ao diagnóstico e ao tratamento precoces.

Comentar com os estudantes a importância do governo e de iniciativas como as apresentadas em relação aos direitos humanos de pacientes com câncer. Conduzir a discussão para que concluam que a manutenção da dignidade do ser humano é essencial, ainda mais em um momento de fragilidade física e psicológica, que tem consequências em toda a vida social do paciente.

Após essa conversa, seguir com uma explanação sobre ou -

PENSE BEM

Câncer, radiação e coração

Segundo o Instituto Nacional de Câncer (Inca), o câncer é um dos principais problemas de saúde pública no mundo. São registrados milhares de novos casos a cada ano; apenas no Brasil, houve uma estimativa de cerca de 600 mil novos casos em 2022. Entre os fatores para esse aumento estão aspectos genéticos, condições do ambiente em que se vive, o estilo de vida sedentário e a alimentação não saudável.

De modo a assegurar os direitos da pessoa com câncer, em 2021, foi instituído o Estatuto da Pessoa com Câncer no Brasil. Entre os objetivos do estatuto estão a efetivação de políticas públicas relacionadas à prevenção e ao combate ao câncer. Nesse sentido, o estatuto garante como direitos fundamentais à pessoa com câncer o acesso a informações claras e objetivas sobre a doença, à realização de exames de diagnóstico precoce e a tratamentos adequados, além de serviços de assistência social.

A legislação brasileira também prevê que o paciente do Sistema Único de Saúde (SUS) com suspeita de câncer tenha o direito a realizar o exame diagnóstico em um prazo de 30 dias, para que, caso seja confirmado, inicie o tratamento o mais breve possível.

Atualmente, existem diversos tipos de tratamento contra o câncer, como a cirurgia, a quimioterapia e a radioterapia. Na cirurgia, o tecido afetado é retirado, com o objetivo de remover ou reduzir a quantidade de células cancerígenas do corpo do paciente. Na quimioterapia, medicamentos anticancerígenos são administrados e, na radioterapia, são utilizadas ondas eletromagnéticas, como raios X e raios gama. Esses tratamentos têm como objetivo destruir as células cancerígenas do organismo ou evitar que se multipliquem.

tras mobilizações que devem ocorrer ao redor de um paciente com câncer, como uma forma de luta coletiva em favor da vida do indivíduo.

Por exemplo, pode-se mencionar o trabalho/ emprego da pessoa com câncer, visto que tanto o paciente como as pessoas ao seu redor deverão alterar suas rotinas de trabalho durante o tratamento.

Comentar a importância de um acolhimento da sociedade como um todo, principalmente nos casos de pessoas de outros locais, que devem se deslocar para fazer o tratamento. Pedir a algum estudante que leia em voz alta o parágrafo sobre as casas de apoio e o depoimento da seção, permitindo aos estudantes que argumentem a respeito.

O dia 4 de fevereiro é considerado o Dia Mundial do Câncer e tem por objetivo ajudar a combater essa doença. Cartaz da Secretaria Municipal da Saúde de Palmas (TO), 2019.

SECRETARIA MUNICIPAL DA SAÚDE DE PALMAS-TO

A avaliação do tipo de tratamento mais adequado à condição de cada paciente é feita por um médico capacitado – em alguns casos, é possível que o paciente seja submetido a uma combinação de tratamentos.

Além de causar sofrimento ao paciente, o câncer atinge também sua família, pois, além das incertezas quanto ao rumo da doença, nem sempre há centros especializados no tratamento em locais próximos aos municípios de residência da família, o que traz a necessidade de deslocamentos para regiões distantes. Muitas pessoas não têm recursos para arcar com viagem e hospedagem, além de isso exigir ausências do trabalho para acompanhar o paciente com frequência.

Apesar de a legislação garantir direitos ao paciente com câncer, como auxílio para transporte e ajuda financeira durante a ausência do trabalho, na tentativa de melhorar o suporte a essas famílias, são criadas casas de apoio, em sua maioria mantidas por serviços voluntários e doações. Dependendo do local, os familiares têm refeições, locais para descanso e para banho, lavagem de roupa, produtos de higiene, entre outros recursos. Leia, no trecho a seguir, o depoimento de um lavrador que acompanha o tratamento de sua mãe em Vitória da Conquista (BA), a 220 km de sua cidade (Ibicoara).

1. Algumas famílias precisam se deslocar grandes distâncias para acompanhar o tratamento de câncer do familiar. Algumas não têm dinheiro para pagar hotéis, alimentação ou o deslocamento.

“Esse acolhimento é especial, é como se a gente fosse da família. Dão tudo o que a gente precisa aqui. Parece que a gente se sente na casa da gente”, contou o lavrador sobre a experiência do acolhimento.

PROJETO mantido por doações hospeda familiares de pacientes em tratamento de outros municípios. G1, [S l.], 30 ago. 2017. Disponível em: https://g1.globo.com/bahia/noticia/projeto-mantido-pordoacoes-hospeda-familiares-de-pacientes-em-tratamento-de-outros-municipios.ghtml.

Acesso em: 6 abr. 2022.

2. Resposta pessoal. Professor, auxiliar os estudantes a buscar fontes confiáveis para as informações e orientá-los na montagem dos panfletos e/ou cartazes de divulgação, se possível, com a participação de professores de outras disciplinas.

• Atividades

1 Quais são os problemas que algumas famílias enfrentam durante o tratamento do câncer?

2 O texto cita alguns direitos que são garantidos às pessoas que sofrem com essa enfermidade. No entanto, eles ainda são pouco conhecidos. Forme um grupo com seus colegas para pesquisar esses direitos e, juntos, elaborem panfletos ou cartazes explicativos sobre o tema, para serem divulgados na comunidade escolar, visando à ampliação do conhecimento de todos.

3 Você conhece alguma casa de apoio a familiares de pessoas com câncer? Conhece o trabalho que realizam? Forme um grupo e façam uma pesquisa sobre um local próximo da sua região que faça esse trabalho. Verifiquem se os familiares dos integrantes do grupo conhecem esse serviço de acolhimento. Se possível, visitem uma casa de apoio ou mandem um e-mail solicitando uma entrevista por vídeo com um dos voluntários, para obterem mais informações sobre os serviços prestados e sobre como é possível ajudar. Ao final, escrevam um relatório para ser apresentado ao professor e aos colegas.

Resposta pessoal.

Comentários sobre a atividade

3. Auxiliar os estudantes a compor o roteiro da entrevista, evitando questionamentos pessoais e incluindo alguns sobre os tratamentos utilizados. Caso não seja possível a visita, incentivar os estudantes a enviar e-mails e a entrar em contato previamente com o local para solicitar autorização para a realização do trabalho.

#FICA A DICA, Professor

Os links a seguir são referências utilizadas para a elaboração desta seção e podem ser acessados para obtenção de outras informações, que podem ser trabalhadas com os estudantes.

• INSTITUTO NACIONAL DO CÂNCER. ABC do Câncer: abordagens básicas para o controle do câncer. Rio de Janeiro: Inca, 2011. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/ publicacoes/abc_do_cancer.pdf. Acesso em: 27 jun. 2022.

• LEI assegura exame no SUS para diagnóstico de câncer em até 30 dias. Agência Câmara de Notícias. Brasília, DF, 4 nov. 2019. Disponível em: www.camara.leg. br/noticias/608585-lei-assegura -exame-no-sus-para-diagnostico -de-cancer-em-ate-30-dias/. Acesso em: 27 jun. 2022.

• HAJE, Lara. Nova lei cria o Estatuto da Pessoa com Câncer. Agência Câmara de Notícias . Brasília, DF, 22 nov. 2021. Disponível em: www.camara.leg.br/noticias/ 829517-nova-lei-cria-o-estatuto -da-pessoa-com-cancer/. Acesso em: 27 jun. 2022.

• BRASIL. Lei no 14.238, de 19 de dezembro de 2021. Institui o Estatuto da Pessoa com Câncer; e dá outras providências. Diário Oficial da União, Brasília, DF, ed. 218, seção 1, p. 2, 22 nov. 2021. Disponível em: https:// www.in.gov.br/en/web/dou/-/lein-14.238-de-19-de-novembrode-2021-360895776. Acesso em: 27 jun. 2022.

• INSTITUTO NACIONAL DE CÂNCER. Estimativa 2020: [incidência do câncer no Brasil:] introdução. Rio de Janeiro: Inca, 12 maio 2020. Disponível em: www.inca.gov.br/ estimativa/introducao. Acesso em: 27 jun. 2022.

• INSTITUTO NACIONAL DE CÂNCER. Tratamento do câncer. Cirurgia. Rio de Janeiro, 22 jul. 2022. Disponível em: www.inca.gov.br/tratamento/ cirurgia. Acesso em: 27 jun. 2022.

ATIVIDADES

1. Esta atividade contempla a habilidade EF09CI06 e a competência geral 4 Os estudantes podem desenhar o espectro eletromagnético com as frequências (104; 106; 108; 1010; 1012; 1014; 1016; 1018; 1020; 1022; 1024 Hz) a cada 5 centímetros. Explicar que essa proposta é apenas uma representação, e não uma escala linear de medidas. Na faixa do espectro visível, os estudantes podem fazer uma ampliação similar à apresentada na página 85 do Livro do estudante. Sugestões de equipamentos: rádio, satélite, radar, televisão (ondas de rádio); forno de micro-ondas, celular, radar móvel (micro-ondas), controle remoto, termômetro infravermelho, sensor de movimento, câmera noturna (infravermelho); laser, lâmpada de LED (luz visível); lâmpada ultravioleta (ultravioleta); equipamento de raios X (raio X); equipamento de radioterapia (raios gama). Orientar os estudantes a se basear no modelo do Livro do estudante ou a pesquisar em sites confiáveis. Caso seja possível, convidar o professor de Matemática para auxiliar no entendimento da representação. É possível utilizar esta atividade para verificação de aprendizagem sobre o espectro eletromagnético e as principais características das ondas eletromagnéticas.

2. É importante os estudantes compreenderem que, entre as radiações emitidas pelo Sol, a luz visível ilumina o ambiente, o infravermelho proporciona a transmissão de calor que aquece o planeta, e o ultravioleta interage com o corpo humano tanto de forma benéfica como maléfica. Aproveitar a forma lúdica como a atividade foi proposta para retomar os conceitos apresentados na Unidade, enfatizando também a importância dos cuidados

• ATIVIDADES

1. Desenhe o espectro eletromagnético em uma cartolina, de maneira centralizada e que ocupe todo o comprimento dela. Se desejar, baseie-se no modelo do livro ou pesquise outro na internet, em sites confiáveis. Em seguida, recorte ou desenhe imagens de aparelhos que utilizam ondas eletromagnéticas e coloque-os nos locais que representam sua respectiva faixa de frequência. Por exemplo, caso escolha uma lâmpada de LED, ela deve ser ilustrada na região que representa o espectro visível.

3. c) Em ambos, uma onda eletromagnética deve incidir sobre o corpo da pessoa. No caso da fotografia, o corpo recebe a radiação na faixa da luz visível, na máquina fotográfica, que registra a imagem no filme ou digitalmente. Na radiografia, os raios X atravessam o corpo e sensibilizam um filme fotográfico posicionado atrás da pessoa, o qual fica escuro. Alguns tecidos e estruturas, como ossos, impedem a passagem dos raios X, deixando esses locais em cor clara. Resposta nas Orientações para o professor.

2. Observe os quadrinhos a seguir e, com base no cartaz produzido na questão anterior, responda às questões.

Adoro jogar bola na praia!

2. a) As radiações na faixa do infravermelho são responsáveis pela sensação de calor, e as radiações na faixa do ultravioleta são responsáveis pelo bronzeamento.

Assim, além de praticar atividade física... ... não passo calor e pego um bronzeado, mas sem excesso! Mas sempre jogo depois das 16 horas, quando o sol está mais fraco.

2. d) As duas radiações têm seus nomes relacionados à posição que ocupam em relação ao espectro visível. A radiação infravermelha fica posicionada antes da luz vermelha do espectro visível, e a ultravioleta, após a luz violeta do espectro visível.

2. b) A radiação UV-A emitida pelo Sol estimula os melanócitos, células

produtoras de melanina, um pigmento escuro que auxilia a proteger a pele dos raios solares. Como consequência, a pele escurece.

Produzido para esta obra.

a) Quais radiações eletromagnéticas são responsáveis pela sensação de calor e pelo bronzeamento citados no último quadrinho?

b) Na história em quadrinhos, a personagem está “pegando um bronzeado”. Explique como isso ocorre.

c) Uma exposição em excesso aos raios solares faz mal à pele e à saúde. Cite alguns malefícios que esse excesso pode causar e algumas atitudes que devemos tomar para nos proteger. Você costuma tomar essas atitudes?

Resposta nas Orientações para o professor

d) Analise o espectro eletromagnético da página 85 e elabore uma explicação sobre por que a radiação infravermelha e a radiação ultravioleta receberam esses nomes.

3. Algumas ondas eletromagnéticas podem ser utilizadas para formar imagens. Como exemplo, temos a fotografia e a radiografia. No caso da fotografia, a luz visível que ilumina uma pessoa ou um objeto é refletida em direção à lente da máquina fotográfica, que fará o registro de forma digital ou em filmes fotográficos. Já no caso da radiografia, o processo é até certo ponto equivalente, já que uma onda eletromagnética também é lançada na direção do corpo de uma pessoa ou de um objeto, incidindo em seguida em um filme fotográfico, que é sensibilizado, fazendo um registro da forma.

a) Por que, quando fazemos um registro fotográfico, apenas a região externa do nosso corpo fica registrada na fotografia?

b) Que onda eletromagnética é utilizada para fazer um exame de radiografia?

Os raios X.

c) Converse com seus colegas sobre como é realizado um exame de radiografia e façam um paralelo com a fotografia.

3. a) Porque a luz visível é uma onda eletromagnética que é refletida na região externa de nosso corpo, não atingindo, assim, regiões internas.

com a saúde. Se julgar interessante, orientar os estudantes a ilustrar no caderno uma história em quadrinhos que envolva algum dos conceitos trabalhados nesta Unidade. É possível também realizar um trabalho em conjunto com o professor de Arte.

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entre as 10 h e as 16 h e usar chapéu, óculos escuros e roupas compridas quando a exposição aos raios solares for inevitável.

c) A incidência em excesso de raios solares pode causar queimaduras na pele, envelhecimento precoce, catarata, câncer de pele, entre outros danos. Para proteção, devemos usar filtro solar, evitar a exposição no período

3. Esta atividade contempla a habilidade EF09CI06. Retomar com os estudantes o poder de penetração das radiações eletromagnéticas no corpo humano e a relação com o comprimento de onda.

5. O celular utiliza ondas eletromagnéticas, como as ondas de rádio, para a transmissão de dados e informações, e ondas na faixa da luz visível na tela e nas teclas do celular. Os sons que saem do aparelho, como música, atendimento de chamada, entre outros, são ondas mecânicas.

4. Algumas ondas eletromagnéticas de determinadas frequências são emitidas a partir de elementos químicos radioativos, como o urânio e o plutônio. Um dos usos dessa energia ocorre em usinas elétricas termonucleares.

4. a) Os raios gama.

a) Qual onda eletromagnética está relacionada à emissão de energia nuclear?

b) Qual é outra importante utilização dessa onda eletromagnética para a sociedade?

c) Faça uma pesquisa e cite algumas vantagens e desvantagens de uma usina elétrica termonuclear. Identifique os planos do Brasil para esses tipos de usina.

5. Quais tipos de onda um aparelho celular utiliza para funcionar?

4. b) Essas ondas são utilizadas em tratamentos médicos, como a radioterapia.

6. O Aqualuz é um aparelho que purifica água por meio de raios solares. Ele foi idealizado em 2015 por Anna Luísa Beserra, estudante na época, em Salvador (BA). Forme um grupo com seus colegas para pesquisar sobre o Aqualuz, descrevendo como ele funciona e quais benefícios proporciona para a população do semiárido nordestino. A partir das informações coletadas, elaborem uma apresentação para descrever o aparelho, os princípios científicos utilizados e os benefícios proporcionados. O site https://www. uol.com.br/ecoa/ultimas-noticias/2019/12/03/aqualuz-projeto-de-biotecnologista-baianaleva-agua-potavel-ao-sertao.htm, acesso em: 6 abr. 2022, é uma boa opção para pesquisa.

Resposta pessoal.

7. Em grupo, visitem uma farmácia e, somente sob a supervisão do farmacêutico, selecionem protetores solares diferentes e façam um levantamento das especificações que constam no rótulo das embalagens desses produtos. Para cada protetor solar selecionado, registrem as seguintes informações: marca; lote; prazo de validade; conteúdo (em mL); fator de proteção solar (FPS); modo de uso; precauções, advertências e/ou restrições de uso; público-alvo. Com os resultados do levantamento, respondam às questões a seguir.

7. a) O FPS indica uma relação de quanto é possível se expor a determinada radiação UV antes de a pele ficar avermelhada, se comparada à pele exposta sem protetor solar.

Filtros solares com diferentes fatores de proteção.

4. c) Algumas vantagens: não emitem gases que intensificam o efeito estufa; não dependem de fatores climáticos; em comparação com outros tipos de usina, sua instalação ocupa pequenas áreas; há uma grande disponibilidade de materiais radioativos. Algumas desvantagens: alto custo; geração de lixo nuclear; a água utilizada é devolvida ao mar a altas temperaturas; embora raros, há riscos de graves acidentes. Existem planos para a construção da usina Angra 3 e de mais uma nova usina até 2050, segundo o Plano Nacional de Energia 2050 (PNE 2050), como alternativa para os combustíveis fósseis.

a) O que é o fator de proteção solar? Como ele é determinado? Façam uma pesquisa para obter essas informações.

b) Conforme a recomendação da Sociedade Brasileira de Dermatologia, o brasileiro deve aplicar, diariamente, protetor solar com fator de proteção solar (FPS) 30, no mínimo. Os protetores solares avaliados estão em conformidade com essa determinação?

Resposta pessoal.

c) Compare as precauções, advertências e/ou restrições de uso presentes nos rótulos das embalagens dos protetores solares avaliados. Verifique aquelas que são comuns entre eles e aquelas que são específicas de cada produto. Ao final, escolham qual(is) deles apresenta(m) as precauções que vocês julgam essenciais estarem disponíveis ao consumidor, justificando sua resposta. A decisão deve ser tomada em conjunto com os membros do grupo.

Resposta pessoal.

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4. Retomar o funcionamento de uma usina termonuclear com os estudantes, estudado em anos anteriores. Comentar que a energia emitida pelas radiações é responsável pelo aquecimento da água confinada em uma tubulação, que, por sua vez, aquece a água de outra tubulação até o estado de vapor. Esse vapor faz movimentar as turbinas.

c) Aproveitar a oportunidade e conversar com os estudantes sobre a matriz energética brasileira, assunto abordado em anos anteriores.

5. Lembrar aos estudantes que as micro-ondas são ondas de rádio de alta energia, sendo, portanto, utilizadas nos sinais dos aparelhos celulares atuais, que exigem a transmissão de grandes quantidades de informação em tempo real.

6. Esta atividade possibilita contemplar as competências específicas 2 e 4, além de trabalhar o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia. Espera-se que os estudantes ex-

pliquem que o aparelho utiliza os raios ultravioleta do Sol para matar microrganismos presentes nas cisternas do semiárido nordestino, contribuindo para o combate às doenças de veiculação hídrica. A atividade possibilita, ainda, a compreensão de que os conteúdos estudados têm aplicações sociais e políticas, que podem ser usados para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo.

7. c) Orientar os estudantes a realizar esta atividade com a autorização da escola, que deve informar antecipadamente o estabelecimento e o farmacêutico, para que este acompanhe o grupo na realização da pesquisa. Uma alternativa é os estudantes visitarem uma farmácia ou um mercado acompanhados dos pais ou responsáveis, fazerem as anotações necessárias e tirarem fotografias com o celular ou verificarem se existe algum protetor solar em sua residência e levá-lo em uma reunião com o grupo de estudantes, para que as informações sejam registradas e comparadas.

#FICA A DICA, Estudante O link a seguir pode ser sugerido aos estudantes para obtenção de mais informações sobre fontes de energia utilizadas pela sociedade.

• EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Fontes de energia ABCDEnergia. Brasília, DF, [2018]. Disponível em: https://www.epe. gov.br/pt/abcdenergia/fontes-deenergia. Acesso em: 27 jun. 2022. Para mais informações sobre o Projeto Aqualuz, os estudantes podem acessar o link a seguir.

• TECNOLOGIA Aqualuz | TELA RURAL. 2 set. 2019. Vídeo (7min21s). Publicado pelo canal TVU RN. Disponível em: https:// youtu.be/Y8ahswi9PfM. Acesso em: 27 jun. 2022.

Protetor solar Protetor solar

O ASSUNTO É...

Esta seção contempla a habilidade EF09CI05 e a competência geral 5 e trabalha o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia Conversar com os estudantes sobre a importância e a dependência atual da sociedade em relação à tecnologia, especialmente à conectividade dos aparelhos telefônicos. Questioná-los sobre as áreas em que essa tecnologia é utilizada, bem como sobre os benefícios oferecidos e os possíveis problemas. Permitir que se manifestem livremente sobre o assunto.

Apresentar situações relacionadas ao mercado de trabalho, como marketing digital e sua direta influência em vendas de produtos, transações bancárias, reuniões e aulas on-line. Perguntar aos estudantes quais dessas situações eles já vivenciaram e que outras é possível citar. Essa discussão oportuniza o trabalho com a competência geral 6 Comentar que os equipamentos eletrônicos digitais e as técnicas de comunicação vêm passando por um rápido avanço nos últimos anos, e isso tem causado incertezas em algumas pessoas, devido aos riscos aos quais elas podem ser expostas com o uso desses equipamentos. A rapidez com que os dados são transmitidos e recebidos permite que muitas informações sejam divulgadas, e, muitas vezes, algumas não são verdadeiras. Assim, esse tema possibilita que o assunto fake news seja abordado.

Um exemplo que pode ser discutido com os estudantes é a divulgação de informações sobre uma possível relação entre a tecnologia 5G para internet móvel e a pandemia da covid-19. O #Fica a dica, Estudante a seguir apresenta o link de um texto que pode ser trabalhado com a turma. Sugere-se que esse texto seja impresso e entregue aos estudantes, organizados em grupos, a fim de que façam uma leitura e discussão prévia, para que, depois, a discussão seja aberta para a turma toda.

O ASSUNTO É...

Tecnologia 5G

O termo “5G” diz respeito à quinta geração da tecnologia utilizada em redes móveis, por meio das quais é possível acesso à internet, em que os dados são transmitidos e recebidos por meio de ondas eletromagnéticas. Suas vantagens são maior velocidade de conexão e download de dados, além de menor tempo de resposta para os comandos executados, tornando-a praticamente instantânea. Essa tecnologia contribui para que a sociedade se torne mais conectada, aumentando a eficiência de atividades que já são realizadas. Acompanhe, no infográfico a seguir, algumas possibilidades da tecnologia 5G.

COTIDIANO

Listas de supermercado poderão ser feitas automaticamente por geladeiras, que informarão aos celulares dos moradores da residência quais alimentos estão em falta.

SAÚDE

Cirurgias poderão ser realizadas a distância, de forma remota, com maior eficiência, por meio de equipamentos eletrônicos.

LAZER

Baixar (fazer download) vídeos e filmes em alta qualidade poderá ser feito em segundos, economizando tempo dos usuários.

Elaborado com base em: GUIMARÃES, Leonardo. Leilão 5G: cirurgia remota, carro autônomo e outras inovações ficarão próximas. CNN Brasil Business, São Paulo, 2 jul. 2021. Disponível em: https:// www.cnnbrasil.com.br/business/ leilao-do-5g-entenda-a-importanciada-evolucao-da-internet-para-obrasil/. Acesso em: 6 abr. 2022.

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#FICA A DICA, Estudante

O link a seguir apresenta um texto sobre a disseminação de fake news a respeito de uma possível relação entre tecnologia 5G para internet móvel e a pandemia da covid-19. Os estudantes podem acessar o link ou o texto pode ser impresso e entregue a eles para leitura e análise.

• FAKE news não Pod #4: a covid-19 tem relação com a internet móvel 5G? Jornal da USP , São Paulo, c2019. Disponível em: https://jornal.usp. br/podcast/fake-news-nao-pod-4-a-covid-19-tem -relacao-com-a-internet-movel-5g/. Acesso em: 27 jun. 2022.

ILUSTRAÇÕES: ESTÚDIO AMPLA ARENA

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

A telefonia móvel tornou-se popular no mundo na década de 1960 e na década de 1990 no Brasil. A partir daí, a cobertura e os serviços possíveis aumentaram a cada geração.

A evolução da internet móvel

1G – Fazia apenas serviço de comunicação por voz.

2G – Permitia uso da internet e o envio/recebimento de mensagens de texto de forma limitada.

3G – Presente nos smartphones, possibilitou o uso de aplicativos, redes sociais e localização via GPS.

4G – Ampliou os serviços com internet e chamadas em vídeo.

5G – Expande a conexão sem fio para além dos telefones móveis, com resposta em tempo real.

EDUCAÇÃO

Tecnologias como realidade aumentada e realidade virtual poderão ser utilizadas como recursos educativos em sala de aula.

Elaborado com base em: MOTA, Vitor Luiz Gomes et al. Evolução da tecnologia de telefonia móvel e estudo e caracterização de um sistema móvel 5G de quinta geração. Engevista, Rio de Janeiro, v. 21, n. 1, p. 154-175, 22 fev. 2019. Disponível em: https:// periodicos.uff.br/engevista/article/view/27028. Acesso em: 6 abr. 2022.

ENERGIA

O gerenciamento da produção e da distribuição da energia poderá ser mais eficiente, evitando picos de consumo de energia.

TRANSPORTE

Viagens poderão ser feitas em carros sem motorista e capazes de se comunicar com outros veículos de forma instantânea.

Comentários sobre a atividade

2. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam o conceito de “Internet das coisas” e que a representem em um cartaz digital, utilizando a criatividade. A expressão se refere à conexão de diferentes objetos utilizados cotidianamente (eletrodomésticos, carros etc.) à internet. Verificar se os estudantes incorporam algum termo do texto ao trabalho, como “ download ”, “realidade virtual”, “realidade aumentada” e comunicação em tempo real.

AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 3, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI04, EF09CI05, EF09CI06 e EF09CI07 Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

• Atividades

faixa de frequência, elas são do tipo micro-ondas.

1 O acesso à internet móvel pode operar por meio de ondas eletromagnéticas na faixa de frequência de 1010 Hz. Qual é, portanto, o tipo de onda eletromagnética utilizada?

2. Resposta pessoal.

2 A tecnologia 5G tem ampliado as possibilidades de conexão entre o mundo físico e o mundo digital, fortalecendo o que se denomina Internet das coisas. Forme um grupo com seus colegas e façam uma pesquisa sobre o significado dessa expressão. Depois, criem um cartaz digital para ilustrar seu significado e apresentem-no ao restante da turma. Aproveitem para pesquisar todos os termos citados no texto cujo significado tenha gerado dúvidas e incorporem-nos ao trabalho.

Para retomar conceitos da Unidade e avaliar a compressão dos estudantes sobre o assunto, comentar com eles que no Sol ocorrem eventos chamados tempestades solares, que liberam grande quantidade de energia para o espaço e podem gerar interferências nos sistemas de comunicação da Terra, como nas ondas de rádio ou micro-ondas.

Depois, fazer as perguntas a seguir.

1. Que aparelhos geralmente presentes em uma casa poderiam sofrer a interferência de tempestades solares? Justifique sua resposta.

Resposta: O rádio, a televisão, o computador e o celular (pois utilizam a internet). Todos esses aparelhos funcionam ou utilizam ondas de rádio e micro-ondas. Sugerir aos estudantes que expandam o raciocínio, citando outros serviços que poderiam ser afetados, como o sistema de posicionamento global (GPS).

Essa pergunta leva os estudantes a inferir que, se as ondas de rádio e as micro-ondas são afetadas, os aparelhos que funcionam com elas são afetados.

2. Classifique os tipos de ondas que podem ser afetados pelas tempestades solares quanto à sua natureza e à forma de propagação.

Resposta: Ondas de rádio e micro-ondas são ondas eletromagnéticas, com propagação transversal.

1. Nessa

Competências

Gerais: 1, 3, 4, 5, 7, 9 e 10

Específicas: 1, 3, 4, 5, 6 e 8

Habilidades

• EF09CI08

• EF09CI09

Temas contemporâneos transversais

• Saúde

• Educação em direitos humanos

• Vida familiar e social

• Ciência e Tecnologia

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LXVII deste Manual do professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura da Unidade têm por estratégia estimular a curiosidade dos estudantes a respeito da diversidade de seres vivos existentes no planeta, diversidade essa presente entre espécies e, também, dentro de uma mesma espécie. No caso, optou-se por destacar diferenças dentro da espécie, ao apresentar bovinos que se diferenciam pela pelagem.

Pedir aos estudantes que identifiquem características que diferenciam os indivíduos da imagem. Eles podem apontar, por exemplo, as cores da pelagem, a presença e o padrão de manchas, a altura, entre outras. Aproveitar para questioná-los sobre a diversidade que existe dentro de diferentes espécies, inclusive em nós, seres humanos.

4 UNIDADE

GENÉTICA

Você já reparou que indivíduos de uma mesma espécie podem ter cores ou formas diferentes, como os animais desta imagem? As diferenças visuais podem ter origens em fatores ambientais, mas, sobretudo, são influenciadas pela genética de cada indivíduo.

O estudo da Genética possibilita compreender alguns processos relacionados ao desenvolvimento e à evolução dos seres vivos. Além disso, permite entender como as características são transmitidas de pais para filhos.

A Genética e a hereditariedade são os assuntos principais que abordaremos nesta Unidade.

Bovinos com pelagem de diferentes cores.

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Comentários sobre a atividade

2. Essa atividade possibilita a verificação de conhecimentos prévios dos estudantes sobre a hereditariedade, considerando uma situação contextualizada, no caso, a transmissão de características entre pais e filhos. Aproveitar para ressaltar que a aparência física das pessoas não será necessariamente idêntica à de seus pais.

1 Onde está a informação das características hereditárias de cada ser vivo? Como elas são herdadas?

2 Você já percebeu alguma característica física parecida entre pessoas de uma mesma família? Por que você acha que isso acontece?

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Com essas conversas iniciais, é esperado que os estudantes percebam que existe variação entre indivíduos de uma mesma espécie. Perguntar se eles já pensaram sobre a origem dessa variação e o que faz com que os bovinos das páginas de abertura sejam diferentes, mas pertencentes a uma mesma espécie. Esses questionamentos iniciais são importantes para identificar as concepções prévias dos estudantes sobre herança genética, que poderão ser revistas e complementadas ao longo da Unidade.

BIRKIR ASGEIRSSON/SHUTTERSTOCK.COM

1. No material genético, que é transmitido dos pais para os filhos por meio dos gametas.

Resposta pessoal.

1. INTRODUÇÃO À GENÉTICA

Iniciar a aula solicitando aos estudantes que observem as características das pessoas das fotografias. Solicitar, também, que descrevam as características que são similares entre as gerações e que expliquem como ocorre sua transmissão. Assim, é possível responder à atividade 1. Ao trabalhar essa questão, retomar alguns conceitos já estudados pelos estudantes.

Explicar que o DNA é a sigla para ácido desoxirribonucleico.

O DNA contém as instruções para funções vitais, como crescimento, desenvolvimento e reprodução em todos os organismos. Por sua vez, os cromossomos são constituídos por moléculas de DNA e diversas proteínas. Os processos de divisão celular são a mitose, na qual as células formadas são iguais à célula-mãe, com 23 pares de cromossomos na espécie humana, e a meiose, que resulta em células-filhas com apenas 23 cromossomos. Por meio da meiose, os gametas femininos e masculinos são produzidos. Na fecundação, os gametas se unem, formando o zigoto e restabelecendo o número de cromossomos da espécie.

É importante ressaltar que, na meiose, ocorrem duas divisões celulares que resultam, para o caso do gameta feminino, no ovócito I e no ovócito II. Para simplificar o conteúdo, em respeito à idade escolar, esses dois estágios não são apresentados. O gameta feminino, portanto, será chamado apenas de ovócito.

INTRODUÇÃO À GENÉTICA

1. Resposta pessoal. Professor, aproveitar a comparação para retomar esses conceitos com os estudantes e verificar a necessidade de outras intervenções em relação a esses temas.

1 Observe as imagens desta página. Estabeleça uma relação entre o que elas mostram e os termos: DNA, reprodução sexuada e meiose.

Você já parou para pensar em por que pessoas de uma mesma família biológica podem ser tão parecidas, principalmente com os pais ou mesmo com os avós? Essas questões são explicadas pela hereditariedade, estudada pela Genética, uma área das Ciências Biológicas. A hereditariedade consiste na transmissão de características de uma geração para outra, isto é, dos progenitores para seus descendentes. As características hereditárias se manifestam principalmente por causa de informações codificadas no DNA, o qual, nos eucariontes, se encontra no núcleo das células e, nos procariontes, disperso no citoplasma. Na reprodução sexuada, os gametas, produzidos pelo processo de meiose, contêm metade do conjunto cromossômico dos indivíduos. Assim, quando ocorre a fecundação, isto é, a união dos gametas masculino e feminino, o zigoto recebe um conjunto cromossômico completo, metade de cada progenitor. Por isso, os descendentes apresentam características de ambos. A seguir, estudaremos a hereditariedade com mais detalhes.

Avó, mãe e filha.

ESB PROFESSIONAL/SHUTTERSTOCK.COM

MONKEY BUSINESS IMAGES/SHUTTERSTOCK.COM

Primeiros estudos sobre a hereditariedade

Os primeiros estudos sobre hereditariedade foram desenvolvidos por Gregor Mendel (1822-1884), um jovem monge austríaco que vivia em um mosteiro em Brno, cidade localizada em uma região onde atualmente é a República Tcheca. Entre os anos de 1851 e 1853, Mendel frequentou a Universidade de Viena, onde tomou conhecimento de diversas práticas científicas, que aplicou nos experimentos que desenvolveu posteriormente.

Um de seus experimentos mais conhecidos foi realizado com ervilhas da espécie Pisum sativum, conhecida popularmente como ervilha-de-jardim ou ervilha-de-cheiro.

Observando os indivíduos dessa espécie, Mendel percebeu que as plantas podiam variar bastante em suas características. Por exemplo, quando considerada a altura, havia indivíduos de dois tipos, altos e baixos. Com o objetivo de compreender como essa e outras características eram transmitidas entre as gerações de ervilha-de-jardim, ele planejou e executou alguns experimentos.

Em relação à característica altura da planta, Mendel fez o experimento descrito a seguir.

Inicialmente, ele observou que, ao serem autofecundadas, ou seja, ao terem seus óvulos fecundados com seus próprios grãos de pólen, certas plantas altas geravam somente descendentes altos, e certas plantas baixas geravam somente descendentes baixos. Assim, essas plantas podiam ser consideradas de linhagens puras Mendel então promoveu cruzamentos entre plantas altas puras e plantas baixas puras. Para cada cruzamento, ele primeiramente removia as anteras das flores de uma das plantas, antes da liberação de pólen, evitando que elas se reproduzissem naturalmente. Dessa forma, ele poderia ter controle sobre a reprodução das plantas. Em seguida, Mendel realizava manualmente a fecundação cruzada: coletava grãos de pólen das flores de uma das linhagens e os depositava no estigma das flores das plantas da outra linhagem. Após esses cruzamentos, verificou que todas as plantas resultantes do cruzamento de plantas altas de linhagem pura e plantas baixas de linhagem pura tinham apenas plantas altas entre seus descendentes. Observe a ilustração a seguir.

dos conhecimentos científicos, que se dá de forma gradual e atrelada às condições sociais, econômicas, políticas e culturais da época, contribuindo com o entendimento da Ciência como empreendimento humano. Essa discussão permite o desenvolvimento da competência geral 1 e da competência específica 1

Em seguida, retomar alguns conceitos relacionados à reprodução de plantas, vistos em anos anteriores, como as estruturas de uma flor e as funções do grão de pólen e do estigma. Também revisar autofecundação e fecundação cruzada.

Ao comentar sobre os experimentos de Mendel, destacar algumas etapas que compõem as investigações científicas, de forma geral. Explicar que Mendel partiu de suas observações iniciais, para, em seguida, formular hipóteses sobre como as características são passadas ao longo das gerações. Em uma próxima etapa, ele realizou experimentos para testar suas hipóteses e, depois, analisou quantitativamente os dados obtidos. Essas análises foram registradas ao longo de várias gerações de ervilhas, para que finalmente fosse possível chegar às suas conclusões.

Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Livro digital não paginado.

Representação do cruzamento realizado por Mendel entre ervilhas-de-jardim de linhagens puras para as variedades planta alta e planta baixa.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Primeiros estudos sobre a hereditariedade

Os conteúdos apresentados neste tópico contribuem com o trabalho da habilidade EF09CI09

Ao iniciar o assunto, comentar sobre aspectos da vida de Gregor Johann Mendel. Ressaltar que, para os estudos descritos no livro, Mendel passou cerca de sete anos cultivando ervilhas-

-de-jardim, ao longo dos quais foram analisados resultados de cruzamentos de milhares de indivíduos. Destacar que, quando esse trabalho foi finalmente apresentado, ele não foi reconhecido e assim permaneceu por quase três décadas. Atualmente, sugere-se que isso aconteceu porque as ideias propostas por Mendel não estavam em concordância com os pensamentos vigentes da época. Utilizando esse contexto, aproveitar para explicar aos estudantes sobre a construção

Retrato de Gregor Mendel, tirado em 1902.

Planta alta

Planta receptora de pólen

Planta doadora de pólen

Fecundação cruzada Estigma

Ovário

Antera

Planta alta Planta baixa

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

BATESON, WILLIAM.1902

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Comentar que, além do tamanho da planta, Mendel estudou outras características, como forma e cor da vagem, forma e cor da semente e posição e cor da flor.

Apresentar aos estudantes algumas características dos experimentos de Mendel que contribuíram com o seu sucesso. Primeiramente, a escolha das ervilhas facilitou as etapas experimentais, uma vez que é uma planta de fácil cultivo e rápido crescimento, sendo capaz de desenvolver uma nova geração em apenas um ano, um intervalo de tempo relativamente curto. Adicionalmente, as ervilhas geram muitos descendentes, possibilitando uma abordagem matemática das razões entre as características observadas. Finalmente, as características analisadas estão associadas a um único gene e, ao considerar duas características, dois genes com segregação independente –o que não será tratado nesta época escolar. Caso estivessem associados a múltiplos genes, os resultados seriam potencialmente complexos para levar a conclusões objetivas.

Ao informar sobre os fatores genéticos, explicar que esses experimentos permitiram que Mendel concluísse que as ervilhas possuíam dois fatores associados à altura, os quais são transmitidos para as próximas gerações via gametas. Mais especificamente na formação dos gametas, esses fatores são separados, de forma que tanto o gameta feminino quanto o gameta masculino só possuem um dos fatores originalmente associados às plantas da primeira geração. Assim, as características herdadas pelas plantas da segunda geração estão relacionadas às características dos gametas que as formaram. Atualmente sabe-se que esses fatores são conhecidos por alelos, como será estudado ao longo da Unidade.

Na segunda parte desse experimento, Mendel promoveu a autofecundação dos indivíduos altos obtidos do primeiro cruzamento. Como resultado, foram produzidos descendentes altos e baixos, em uma proporção de três plantas altas para cada planta baixa.

Autofecundação

Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Livro digital não paginado.

Representação da autofecundação das plantas altas obtidas por Mendel por meio do cruzamento entre plantas puras de variedades distintas.

Para explicar os resultados de seus experimentos, Mendel propôs a existência de algo que ele denominou fatores hereditários, que, segundo ele, seriam transmitidos dos progenitores aos seus descendentes, conferindo-lhes suas características.

No caso dos experimentos com a altura das plantas de ervilha, Mendel sugeriu a existência de dois fatores: o fator alto e o fator baixo. Ao observar que a autofecundação das plantas altas obtidas do primeiro cruzamento produziu descendentes altos e descendentes baixos, Mendel percebeu que ambos os fatores poderiam estar presentes nessas plantas.

Primeiro cruzamento realizado por Mendel

Resultado da autofecundação

LUIZ RUBIO, RAFAEL HERRERA

Planta receptora de pólen

Planta doadora de pólen

Fecundação cruzada Ovário Alta Baixa

Baixa Alta Alta Alta

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

INTEGRANDOHISTÓRIA com

A hereditariedade antes de Mendel

Os seres humanos já conheciam e aplicavam alguns princípios da hereditariedade há milhares de anos. As evidências desse acontecimento referem-se ao período em que os primeiros grupos humanos deixaram de ser nômades e passaram a se fixar em determinados lugares, onde criavam animais e realizavam seus próprios plantios. Há estudos que indicam que os seres humanos se fixaram há aproximadamente 10 mil ou 12 mil anos e outros que indicam que isso pode ter acontecido bem antes, há aproximadamente 19 mil anos.

De qualquer maneira, a seleção de sementes de plantas que produziam maior quantidade de frutos ou que apresentavam alguma característica desejável para o cultivo parece ter sido uma técnica comum. Essa seleção era feita de forma quase inconsciente: as sementes das plantas que não apresentavam características desejáveis não eram colhidas nem replantadas.

Vamos estudar o milho como exemplo. O tipo mais antigo de milho que se conhece era cultivado pelos Maias, civilização que viveu há milhares de anos na região onde hoje está localizado o México. Esse milho era chamado de teosinto, que significa “milho dos deuses”. A planta produzia espigas pequenas e com poucos grãos, bem diferente das espigas que conhecemos hoje.

Como podemos observar na imagem, a planta do milho sofreu modificações graduais ao longo do tempo. Essas modificações são decorrentes da seleção artificial das espigas pelos seres humanos, com base em diversas características consideradas importantes, como o tamanho e o aspecto dos grãos, a produtividade da planta e sua resistência a pragas e doenças.

Explicar que a seleção artificial corresponde à seleção de características de interesse humano, a partir da condução de cruzamentos. Então, dizer que a seleção artificial é praticada pelos seres humanos há milhares de anos, desde a implementação da agricultura, uma vez que se costumava descartar plantas que não produziam frutos com características desejadas, mantendo viáveis apenas aqueles que as apresentavam.

Relacionar o conteúdo da seção com Etnociência e explicar que os conhecimentos e os cultivos produzidos pelas civilizações citadas no texto são importantes até hoje. O trabalho de seleção das características das plantas citadas deve ser reconhecido e valorizado.

Solicitar que voluntários façam a leitura da seção em voz alta, incentivando o exercício da oralidade. Após a leitura, pedir aos estudantes que expliquem, com suas palavras, o conteúdo do texto, de modo que incentive sua competência leitora.

Se desejar, é possível apresentar aos estudantes outro exemplo de seleção artificial: o da espécie Brassica oleracea. Essa espécie deu origem às seguintes variedades presentes no dia a dia: couve, couve-flor, brócolis, repolho e couve-de-bruxelas.

Ilustrações representando uma espiga de milho antiga (à esquerda) e uma espiga de milho atual (à direita). No detalhe, uma comparação de tamanhos entre as espigas e a mesma moeda.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS INTEGRANDO COM HISTÓRIA

O assunto apresentado nessa seção permite o desenvolvimento da competência geral 1

Antes de iniciar o trabalho com a seção, verificar a disponibilidade do(a) docente de História para planejar uma aula conjunta, de modo que ele(a) possa trazer mais informações relativas às civilizações citadas, no caso, os Astecas e os

Maias, auxiliando os estudantes na resolução da atividade 4.

Se possível, alguns dias antes da aula, separar alguns exemplares de abóboras encontradas em supermercados e levá-las para a aula, de modo que os estudantes possam analisar suas características, identificando semelhanças e diferenças.

Ao iniciar a aula, questionar aos estudantes o que entendem por seleção artificial. A partir de suas respostas, conduzir uma conversa para que concluam o significado dessa expressão.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Caso queira obter mais informações sobre a origem e a diversificação do milho e das abóboras, recomenda-se a leitura do material indicado no #FICA

A DICA, Professor

Comentários sobre as atividades

As atividades 1, 2 e 3 permitem a verificação do entendimento dos estudantes frente às informações apresentadas no texto. Utilizá-las para identificar eventuais equívocos na interpretação feita por eles, para, então, planejar outras atividades que os permitam exercitar e aprimorar sua competência leitora.

2. Ao longo do tempo, os seres humanos selecionaram características que consideravam desejáveis no milho. Dessa forma, foram selecionadas plantas com maior produtividade e com grãos de tamanho maior. Essas características selecionadas foram passadas de geração para geração, resultando no milho que conhecemos atualmente, cuja espiga é maior e tem mais grãos.

4. Essa atividade permite o trabalho com a competência geral 3 e com a competência geral 9 Para aprimorar seu desenvolvimento, orientar os estudantes a dividir tarefas entre os membros do grupo para a resolução da atividade de forma cooperativa (os integrantes podem ser divididos entre os responsáveis pela pesquisa, pela síntese e organização das informações e pelo preparo da apresentação digital). Incentivar o respeito às opiniões dos diferentes integrantes do grupo durante o trabalho. Sugerir o site indicado no #FICA A DICA, Estudante como fonte de pesquisa.

#FICA A DICA, Estudante

1. A seleção de milho, buscando sementes de maior tamanho e com aspecto atraente, além de plantas mais produtivas e mais resistentes, e a seleção de plantas de abóbora com frutos de melhor formato e tamanho, além da busca pelo sabor menos amargo, pela menor espessura da casca e pela menor quantidade de sementes.

Outro exemplo interessante são as abóboras, nativas das Américas. As abóboras são os frutos das plantas de gênero Curcubita e pertencem à mesma família do melão, da melancia e do pepino. Há registros de que as abóboras já eram cultivadas há pelo menos 10 mil anos por diferentes civilizações das Américas, como os Astecas. Seu cultivo foi feito com base em características desejáveis do fruto, buscando formatos e tamanhos mais interessantes, redução do sabor amargo, menor espessura da casca e menos sementes. Essa seleção artificial resultou em uma grande variedade de abóboras, muitas das quais são comercializadas atualmente no mundo todo. As fotografias a seguir mostram algumas delas.

Abóbora japonesa ou kabocha: apresenta casca grossa e é levemente adocicada. É muito utilizada em pratos salgados.

Abobrinha: apresenta coloração esverdeada, é macia e apresenta sabor neutro. É muito utilizada em saladas e pratos salgados.

Abóbora de pescoço: são abóboras grandes, alaranjadas, fibrosas e adocicadas. São muito utilizadas em saladas e doces.

Abóbora paulista: é alaranjada e tem sabor adocicado. É muito utilizada no preparo de saladas, doces e pratos salgados, como sopas.

• Atividades

Abóbora moscada: uma das abóboras mais conhecidas mundialmente, ela é alaranjada e apresenta sabor levemente adocicado. É muito utilizada no preparo de pratos doces e salgados.

1 Embora o conceito científico de hereditariedade ainda não houvesse sido determinado, as práticas relacionadas à seleção de características hereditárias já eram conhecidas pelos seres humanos há milhares de anos. Quais exemplos desse conhecimento são citados no texto?

2 Explique o que aconteceu com o milho com o passar do tempo e por que isso aconteceu.

Resposta nas Orientações para o professor 118

3 De acordo com o texto, que características foram consideradas na seleção artificial das abóboras?

A forma, o tamanho, o sabor, a espessura da casca e a quantidade de sementes dos frutos.

4 Forme um grupo com seus colegas e façam uma pesquisa sobre as principais características de uma das civilizações citadas no texto, destacando aspectos de sua cultura. Com os resultados da pesquisa, organizem uma apresentação digital e mostrem-na ao restante da turma.

4. Resposta pessoal. Professor, o objetivo desse questionamento é a valorização da diversidade cultural.

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A reportagem do link a seguir traz mais informações sobre as civilizações mencionadas no texto.

• COMO realmente era a América antes da chegada de Colombo? BBC News Brasil, [s l.], 12 out. 2021. Disponível em: https:// www.bbc.com/portuguese/resources/idt-36af0f00-a464-4 e05-8abc-0af6f62c5e3f. Acesso em: 8 jun. 2022.

#FICA A DICA, Professor

Utilizar o link a seguir para fazer o download de um material que discorre sobre a origem e a evolução de diversas plantas cultivadas no Brasil, entre elas o milho e as abóboras.

• BARBIERI, Rosa L.; STUMPF, Elisabeth R. T. Origem e evolução de plantas cultivadas. Brasília, DF: Embrapa, 2008. Disponível em: https:// www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/746617/origem-eevolucao-de-plantas-cultivadas. Acesso em: 8 jun. 2022.

SIRIO CANÇADO

Alguns conceitos de Genética

Quando os trabalhos de Mendel foram publicados em 1866, a importância dos resultados obtidos não foi totalmente compreendida, pois não havia conhecimento científico suficiente para explicá-los. Assim, os trabalhos com a transmissão das características em plantas de ervilha-de-jardim acabaram sendo ignorados pela comunidade científica e ficaram esquecidos por mais de 30 anos. Porém, a partir do ano de 1900, com o avanço dos conhecimentos sobre meiose, fertilização e outros, os trabalhos de Mendel foram retomados por alguns pesquisadores interessados em compreender a hereditariedade, como o biólogo neerlandês Hugo de Vries (1848-1935).

Ao longo do século XX, foram desenvolvidos diversos estudos nesse sentido, contribuindo para aprimorar as conclusões de Mendel. Com o tempo, esses estudos e muitas outras descobertas constituíram a área da Genética.

Genes e alelos

Em 1953, os cientistas James Watson (1928-) e Francis Crick (1916-2004) descreveram a estrutura tridimensional da molécula de DNA, composta de duas fitas unidas em espiral. Essa estrutura ficou conhecida como dupla-hélice. A descrição mais detalhada da estrutura tridimensional da molécula de DNA por esses cientistas teve uma importante contribuição dos trabalhos com raios X da química e física Rosalind Franklin (1920-1958). Os trabalhos dessa cientista também possibilitaram o estudo das estruturas moleculares do RNA, dos vírus, do carvão e da grafite. A partir desses estudos, uma série de outras descobertas ocorreram e possibilitaram o aprofundamento do conhecimento sobre a genética dos seres vivos.

Conforme os estudos nessa área foram evoluindo, descobriu-se que os fatores hereditários propostos por Mendel eram, na verdade, segmentos do DNA que carregam informações relacionadas a certas características dos indivíduos. Esses segmentos de DNA foram, então, chamados genes, as unidades fundamentais da hereditariedade.

James Watson (à esquerda) e Francis Crick (à direita), próximos ao modelo da molécula de DNA, proposto por ambos em 1953. Acima, retrato de Rosalind Franklin em meados de 1955.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Alguns conceitos de Genética

Ao comentar sobre a constituição da Genética como uma área da Ciência, destacar, novamente, a construção processual do corpo de conhecimentos científicos, pois a determinação dessa área se deu a partir das contribuições de diferentes pesquisadores ao longo do tempo.

Genes e alelos

Representação da estrutura tridimensional da molécula de DNA.

#FICA A DICA, Professor

O link a seguir traz mais informações sobre a contribuição de Rosalind Franklin à descrição da estrutura tridimensional do DNA.

• MARCOLIN, Neldson. A matéria desvendada. Pesquisa Fapesp . São Paulo, ed. 218, abr. 2014. Disponível em: http://revistapesquisa. fapesp.br/2014/04/24/materia-desvendada. Acesso em: 8 jun. 2022.

Elaborado com base em: ALBERTS, Bruce et al. Biologia molecular da célula 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 176.

Ao descrever os feitos dos cientistas James Watson e Francis Crick, procurar destacar a contribuição da química e física britânica Rosalind Franklin (1920-1958) na descrição da estrutura tridimensional da molécula de DNA. Foi Rosalind Franklin que fez a imagem da molécula de DNA, utilizada por Watson e Crick na formulação do modelo estrutural do DNA. Esse contexto permite o desenvolvimento da competência geral 1 e da competência específica 1 . Para saber mais sobre o assunto, há indicações no #FICA A DICA, Professor Aproveitar o contexto da descrição da estrutura tridimensional da molécula de DNA para destacar o papel da colaboração na Ciência. Comentar que, embora sejam normalmente creditadas a poucas pessoas, as proposições Científicas são fruto do trabalho coletivo de toda uma comunidade de pesquisadores. Além deles, técnicos de laboratório e outros participantes também exercem papel importante na condução de pesquisas. Destacar, ainda, que as proposições científicas normalmente são feitas a partir de um conjunto de resultados obtidos por diferentes investigações – o que significa que a elaboração de grandes conclusões ocorre gradualmente, normalmente após a realização de pesquisas iniciais.

Fitas de DNA

IMAGEM FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

A. BARRINGTON

BROWN, GONVILLE AND CAIUS

COLLEGE/ SCIENCE PHOTO LIBRARYSPL/FOTOARENA

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao descrever os genes como segmentos de DNA, destacar que a maior parte do DNA não é composta de genes. Ou seja, ela não carrega informações hereditárias. As possíveis funções dessas regiões ainda não foram totalmente elucidadas, mas sabe-se que parte delas está associada a alguma forma de atividade bioquímica. Também é conhecido que algumas regiões têm funções regulatórias associadas à duplicação do DNA.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Elaborado com base em: ALBERTS, Bruce et al Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 176.

Representação da localização de alelos de um gene em cromossomos homólogos.

O DNA pode ser encontrado de forma condensada nos cromossomos. Em organismos diploides, os cromossomos estão aos pares – cada cromossomo do par é oriundo de um progenitor. Os cromossomos de um mesmo par são chamados cromossomos homólogos. Cromossomos homólogos têm os mesmos genes, os quais podem ser da mesma variedade ou de variedades diferentes. Essas variedades de um mesmo gene são denominadas alelos

Célula

Alelo de um gene

Alelo de um gene

DNA

Núcleo

Cromossomos

Gene

Cromossomos homólogos

No caso dos estudos de Mendel, a característica altura da planta está relacionada a um gene que apresenta dois alelos (duas variedades): um alelo para planta alta e outro para planta baixa.

Nas ervilhas-de-jardim estudadas por Mendel, para a característica altura da planta, os cromossomos homólogos podem se apresentar da maneira a seguir.

Relação entre a característica apresentada pela planta e os alelos presentes Característica da planta Alelos presentes nos cromossomos homólogos

Linhagem pura: planta alta Dois alelos para planta alta

Linhagem pura: planta baixa Dois alelos para planta baixa

Planta alta resultante do cruzamento entre planta alta pura e planta baixa pura Um alelo para planta alta; um alelo para planta baixa

Dessa forma, pode-se concluir que a característica planta alta aparece mesmo quando o alelo para planta alta está presente em somente um dos cromossomos homólogos, ou seja, está em dose única. Dizemos, então, que o alelo para planta alta é dominante sobre o alelo para planta baixa, que só se manifesta quando está em dose dupla, ou seja, nos dois cromossomos do par de homólogos. Aos alelos que só se manifestam em dose dupla, damos o nome de alelos recessivos

Para facilitar nossos estudos, a partir de agora, os alelos serão identificados por letras. Por convenção, os dominantes serão representados por letras maiúsculas e os recessivos, por letras minúsculas.

Retomemos os experimentos de Mendel com as ervilhas. Ele indicou o fator alto como dominante e o fator baixo como recessivo, porque fica evidente na segunda parte do experimento que os indivíduos altos poderiam carregar ambos os fatores.

Nesse caso, o alelo para plantas altas é considerado dominante e será identificado por D, e o alelo para plantas baixas é o recessivo e será identificado por d

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Transmissão de características hereditárias

Estudamos que, na produção de gametas, durante a meiose, os cromossomos homólogos se separam, o que significa que os alelos de um mesmo gene vão cada um para um gameta. Em nosso exemplo, plantas altas puras produzem todos os gametas com o alelo D; e plantas baixas puras só produzem gametas com o alelo d

Na primeira parte do experimento, Mendel realizou o cruzamento entre plantas altas puras para essa característica que, portanto, apresentavam dois alelos dominantes (DD), e plantas baixas também puras, isto é, que tinham dois alelos recessivos (dd). Logo, na fecundação desses organismos, o zigoto formado apresenta os dois tipos de alelo (D e d). Como o alelo D é dominante, todas as ervilhas-de-jardim resultantes desse primeiro cruzamento são altas (Dd).

Na segunda parte do experimento, Mendel permitiu a ocorrência da autofecundação das plantas altas obtidas do primeiro cruzamento. Como elas não são puras, elas produzem tanto gametas com o alelo D quanto gametas com o alelo d

Assim, um gameta com o alelo D pode se unir a outro gameta com o alelo D, resultando em plantas altas puras (DD); ou pode se unir a um gameta com o alelo d, resultando em plantas altas não puras (Dd). Da mesma forma, um gameta com o alelo d pode se unir a um gameta com o alelo D, resultando em plantas altas não puras (Dd); ou pode se unir a um gameta com o alelo d, resultando em plantas baixas puras (dd).

Alta DD Baixa dd

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Acrescentar que podem existir versões alternativas do mesmo gene, chamados alelos (representado em vermelho). Então, alterar o desenho anterior para que represente alelos diferentes.

D D D d d d

Associar esse exemplo aos experimentos de Mendel citados no Livro do estudante, acrescentando os diferentes pares de cromossomos que podem ser formados para a característica altura das ervilhas-de-jardim.

D D D d d d

D D D d d d

D D D d d d

Resultado da autofecundação

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Gametas produzidos: D

Gametas produzidos: d

Alta Dd

AS CORES NÃO SÃO REAIS. Primeiro cruzamento Autofecundação

Gametas produzidos: D ou d

DD Dd Dd dd Alta Alta Alta Baixa

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Transmissão de características

hereditárias

Neste momento, é possível trabalhar a habilidade EF09CI08 e continuar o trabalho com a habilidade EF09CI09

Para facilitar a compreensão dos estudantes sobre esse assunto, utilizar a linha de raciocínio descrita a seguir, desenhando na lousa as diferentes ilustrações apresentadas para um par de cromossomos.

Elaborado com base em: SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Livro digital não paginado. Representação do primeiro cruzamento e da autofecundação realizados nos experimentos de Mendel com ervilhas-de-jardim.

Explicar que, nos cromossomos autossomos, os genes são encontrados em pares (um em cada cromossomo). Adicionalmente, esses pares de genes estão localizados na mesma posição nos respectivos cromossomos.

D D D d d d

Finalmente, ilustrar as possibilidades de gametas que podem ser geradas a partir de cada par de cromossomos.

D ou D d d

D D D d d d

D ou D d d

D ou D d d

Depois de apresentados esses conceitos, explicar aos estudantes os experimentos de Mendel novamente, com uma abordagem que inclua genes e alelos.

ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Genótipo

Ao apresentar os termos homozigoto e heterozigoto, incentivar os estudantes a considerar o significado dos prefixos “homo-” e “hetero-” para facilitar o entendimento dos tipos de genótipo. No caso, o prefixo “homo-” refere-se àquilo que é igual e o prefixo “hetero-”refere-se àquilo que é diferente. Se desejar, é possível convidar o docente de Língua Portuguesa para realizar um trabalho aprofundado sobre prefixos.

Genótipo

Quando retomamos os experimentos de Mendel, percebemos que as plantas altas de ervilha, por exemplo, podem ter dois alelos dominantes (DD) no genótipo ou ter um alelo dominante e um recessivo (Dd). A constituição de alelos de um indivíduo é denominada genótipo. Isso significa que ervilhas-de-jardim altas podem ter dois genótipos diferentes, DD ou Dd

Em Genética, chamamos homozigotos os indivíduos cujo genótipo tem alelos iguais para determinada característica e heterozigotos os indivíduos cujo genótipo tem alelos distintos para essa característica.

Em nosso exemplo, plantas com genótipo DD ou dd, que chamamos puras, são homozigotas para a característica altura, e as plantas Dd, que chamamos não puras, são heterozigotas para essa característica. Considerando, agora, a relação de dominância, plantas DD são ditas homozigotas dominantes e plantas dd são chamadas homozigotas recessivas. Observe o quadro a seguir.

Altura da ervilha-de-jardim

DD Homozigota dominante Planta alta

Dd Heterozigota Planta alta

dd Homozigota recessiva Planta baixa

Vamos estudar outros exemplos. No gado da raça angus, a cor da pelagem dos indivíduos, que pode ser preta ou vermelha, é condicionada por um gene com dois alelos, que chamaremos B e b. A presença do alelo B em dose única ou dupla condiciona a cor preta; por sua vez, a presença do alelo b em dose dupla condiciona a cor vermelha.

Indivíduo da raça de gado angus de pelagem preta. Indivíduo da raça de gado angus de pelagem vermelha.

DICK KENNY/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Como o alelo B é dominante sobre o alelo b, o gado de pelagem preta pode ser homozigoto, com genótipo BB, ou heterozigoto, com genótipo Bb. O gado de pelagem vermelha é homozigoto recessivo, com genótipo bb. Observe o quadro a seguir.

Cor da pelagem na raça de gado angus

BB Homozigoto dominante Pelagem preta

Bb Heterozigoto Pelagem preta

bb Homozigoto recessivo Pelagem vermelha

Outro exemplo é o comprimento dos pelos de gatos. Essa carac terística é condicionada por um gene com dois alelos principais, que chamaremos de L e l

Gato de pelagem curta.

O alelo L condiciona pelagem curta, enquanto o alelo l condiciona pelagem longa.

Como o alelo L é dominante, um gato com pelagem curta pode ser LL ou Ll. Um gato com pelagem longa tem genótipo ll. Observe o quadro a seguir.

Pelagem de gato

LL Homozigoto dominante Pelagem curta

Ll Heterozigoto Pelagem curta

ll Homozigoto recessivo Pelagem longa

Ao apresentar os conceitos de genótipos homozigotos e heterozigotos, reproduzir na lousa os quadros presentes no Livro do estudante sobre as características dos seres vivos citados (a cor da pelagem da raça de gado angus e o comprimento do pelo de gatos), omitindo a classificação de seus genótipos. Então, solicitar que voluntários dirijam-se até a lousa e classifiquem os genótipos apresentados, preenchendo as informações anteriormente omitidas. Por fim, pedir que a turma corrija, em conjunto, as respostas dos colegas.

Ao realizar essa dinâmica, solicitar que os estudantes mantenham o respeito entre si, uma vez que o erro não é motivo de vergonha, já que todos estão em processo de aprendizagem. A identificação de respostas equivocadas, inclusive, pode ser um indício de que a abordagem utilizada para o trabalho do conteúdo não tenha sido suficiente para contribuir com a aprendizagem da turma como um todo. Nesse sentido, a presente dinâmica pode ser utilizada como instrumento avaliativo tanto da aprendizagem dos estudantes sobre o conceito de genótipo quanto da própria atuação docente, auxiliando o planejamento futuro de alternativas de trabalho com o assunto.

Gato de pelagem longa.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Fenótipo

Esclarecer aos estudantes que o genótipo funciona como uma série de instruções para o fenótipo. No entanto, a maneira como determinado fenótipo irá se desenvolver dependerá de outros genes e/ou da interação entre genes e ambiente.

Ao comentar sobre a coloração dos flamingos, destacar sua relação com a dieta alimentar desses animais. Nesse caso, seria a ingestão e a metabolização de carotenoides, pigmentos avermelhados, alaranjados ou amarelados presentes nos alimentos que o animal ingere (algas e camarões, por exemplo).

Após finalizar a exposição dos exemplos apresentados no livro, explorar mais a relação do fenótipo com o genótipo, citando outros padrões. Considerar, por exemplo, a altura das ervilhas-de-jardim. Essa característica depende do genótipo, como já visto, mas também do ambiente (temperatura, exposição ao Sol, acesso à água e nutrientes).

Uma planta que cresce em um ambiente desfavorável provavelmente terá uma altura menor do que outra que cresce com recursos abundantes. Uma forma de contornar esse efeito é realizar os experimentos em uma estufa, onde fatores ambientais podem ser controlados, ou seja, mantidos iguais para todas as plantas ao longo do tempo do experimento. Mendel utilizou esse recurso e, assim, foi capaz de obter informações objetivas relacionadas ao genótipo dessas plantas. Sobre essas informações, é importante destacar que o genótipo impõe limites para a manifestação do fenótipo. Ou seja, independentemente das condições ambientais nas quais ela se desenvolve, uma ervilha-de-jardim não chegará a muitos metros de altura.

Fenótipo

As características manifestadas a partir de genótipos, e que muitas vezes podem ser observadas em um indivíduo, são denominadas fenótipo. Por exemplo, estudamos que as plantas de ervilha-de-jardim podem ser altas ou baixas. Essas características são os fenótipos observados para a altura dessas plantas. Agora, analise o quadro a seguir.

Relação entre o genótipo e o fenótipo

DD Ervilha-de-jardim alta

Dd Ervilha-de-jardim alta

dd Ervilha-de-jardim baixa

Como se pode perceber, genótipos distintos podem resultar em um mesmo fenótipo. No caso, tanto o genótipo DD quanto o Dd expressam-se com o fenótipo de planta alta.

2 No exemplo da cor da pelagem de gado angus, quais são os fenótipos observados? A que genótipos esses fenótipos correspondem?

3 No exemplo do comprimento da pelagem de gatos, quais são os fenótipos observados? A que genótipos esses fenótipos correspondem?

Os fenótipos também podem ser influenciados por fatores ambientais. Assim, dependendo das condições do ambiente, um mesmo genótipo pode se expressar em mais de um fenótipo. Acompanhe os exemplos a seguir.

Os flamingos nascem com a plumagem acinzentada e, conforme o tempo passa, vão adquirindo a coloração rosa ou avermelhada. Essa cor avermelhada é decorrente da alimentação rica em um pigmento avermelhado, que está presente nos crustáceos e em algumas algas que servem de alimento para os flamingos, ou seja, é influenciada pela alimentação, um fator ambiental.

A forma das folhas da planta aquática Ranunculus peltatus é influenciada pela incidência de luz no ambiente. No ambiente natural, parte da planta fica submersa e, por isso, recebe menor incidência de luz do que a porção que flutua na superfície da água. Observa-se que as folhas submersas apresentam aspecto filamentoso, com menor área foliar, enquanto as folhas superficiais apresentam formato mais largo, com maior área foliar.

Flamingos adultos e filhotes com diferentes plumagens.

As folhas da planta aquática Ranunculus peltatus podem apresentar duas formas diferentes.

MILOVZOROVA ELENA/SHUTTERSTOCK.COM

IVANBUENO/SHUTTERSTOCK.COM

Folha da superfície Folha submersa

2. Fenótipo cor preta, genótipos BB e Bb, e fenótipo cor vermelha, genótipo bb

3. Fenótipo pelagem curta, genótipos LL e Ll, e fenótipo pelagem longa, genótipo ll

4. I, II e V estão corretas.

III. Em relação à altura das plantas, inicialmente, Mendel realizou o cruzamento entre plantas altas e baixas de linhagens puras, que produziu apenas indivíduos altos.

• ATIVIDADES

IV. No segundo experimento, Mendel permitiu a autofecundação dos indivíduos obtidos do primeiro cruzamento, o que produziu indivíduos altos e baixos, em uma proporção de três plantas altas para cada planta baixa.

1. A Ciência é uma construção coletiva, que se desenvolve a partir da colaboração entre diversos cientistas. Faça uma linha do tempo indicando os cientistas apresentados neste Tema e como eles colaboraram para a construção dos conhecimentos atuais em Genética.

2. Relacione os termos com os conceitos.

Resposta nas Orientações para o professor

a) Gene

b) Alelos c) Genótipo d) Fenótipo

I. Conjunto das características observáveis em um indivíduo.

II. Genótipo formado de alelos distintos.

e) Homozigoto

f) Heterozigoto

2. a – III; b – IV; c – V; d – I; e – VI; f – II.

III. Segmento do DNA que contém informações que podem condicionar uma característica.

IV. Formas de um mesmo gene que condiciona determinada característica.

V. Constituição de alelos de um indivíduo.

VI. Genótipo formado de dois alelos do mesmo tipo para determinado gene.

3. A presença ou a ausência de cornos em certos bovinos está relacionada a um gene com duas variedades de alelos, C e c. O alelo C é dominante e sua presença no genótipo resulta em animais sem cornos , também chamados de mochos. O alelo c é recessivo e, quando em dose dupla no genótipo, resulta em animais com cornos. Sabendo disso, responda.

a) Quais são os possíveis genótipos de bovinos mochos?

Bovinos sem cornos e com cornos.

b) Quais são os possíveis genótipos de bovinos com cornos?

CC e Cc. cc

c) Indique os genótipos homozigoto dominante, homozigoto recessivo e heterozigoto, relacionando cada um ao fenótipo que expressa.

d) Considere um cruzamento entre dois bovinos homozigotos, um touro com cornos e uma vaca mocha. Os descendentes do casal terão cornos ou não? Justifique identificando os genótipos de cada um deles.

4. Em relação aos estudos de Mendel sobre hereditariedade em ervilhas-de-jardim, analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

I. O objetivo de Mendel era compreender como algumas características das ervilhas-de-jardim (por exemplo, altura) eram transmitidas entre as gerações.

II. Os experimentos de Mendel envolviam o cruzamento entre ervilhas-de-jardim. Como essa espécie pode realizar a autofecundação, Mendel precisou controlar os cruzamentos e fazer manualmente a fecundação cruzada.

III. Em relação à altura das plantas, inicialmente, Mendel realizou o cruzamento entre plantas altas e baixas de linhagens puras, que produziu apenas indivíduos baixos.

IV. No segundo experimento, Mendel permitiu a autofecundação dos indivíduos obtidos do primeiro cruzamento, o que produziu apenas indivíduos altos.

V. Para explicar os resultados de seus experimentos, Mendel propôs a existência de fatores hereditários, que, segundo ele, seriam transmitidos dos progenitores aos seus descendentes, contribuindo para suas características.

3. c) CC , homozigoto dominante = ausência de cornos; cc, homozigoto recessivo = presença de cornos; Cc, heterozigoto = ausência de cornos.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ATIVIDADES

As atividades 3, 6 e 7 contribuem para o trabalho com a habilidade EF09CI09

1. Gregor Mendel (1822-1884) realizou os primeiros estudos sobre a hereditariedade. Por meio de suas descobertas, ele propôs a existência de fatores hereditários que eram passados dos progenitores para seus descendentes.

3. d) Os descendentes não terão cornos. O touro com cornos tem genótipo cc e a vaca mocha tem genótipo CC , uma vez que ambos são homozigotos. Os descendentes serão heterozigotos, Cc , genótipo que se expressa no fenótipo correspondente ao do alelo dominante, no caso, ausência de cornos.

de diversos membros da sociedade, e não de atos isolados de cientistas. Se necessário, relembrar que o trabalho de Mendel, por exemplo, ficou por quase 30 anos sem ser discutido e foi retomado porque alguns pesquisadores chegaram em resultados parecidos. Ao checar se alguém já tinha estudado aquilo, descobriram o trabalho de Mendel. Portanto, Mendel fez os experimentos sozinho, mas a divulgação do seu trabalho dependeu de outras pessoas.

Se desejar, propor a realização de uma pesquisa para complementar a linha do tempo sugerida na atividade. Incentivar a busca por nomes de outros cientistas importantes para a construção da Genética.

2. Utilizar essa atividade para avaliar a aprendizagem dos conceitos estudados até o momento, identificando eventuais equívocos no entendimento dos estudantes sobre eles. Para melhor aproveitamento, pedir aos estudantes que, ao compartilharem suas respostas com a turma, expliquem o porquê das associações entre os termos e os conceitos.

3. Ao realizar essa atividade, pedir aos estudantes que façam em seus cadernos um quadro que relaciona o genótipo ao respectivo fenótipo, considerando como característica a presença ou não de cornos. Orientar para que utilizem como base os quadros apresentados no Livro do estudante , como o disponibilizado a seguir.

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Hugo de Vries (1848-1935) retomou os trabalhos esquecidos de Mendel. Rosalind Franklin (1920-1958) realizou trabalhos com raios X que auxiliaram James Watson (1928-) e Francis Crick (1916-2004) a descrever a estrutura tridimensional da molécula de DNA, composta por duas fitas unidas em espiral.

Ao propor esta atividade, reforçar com os estudantes que, neste tema, somente alguns cientistas foram citados e verificar se ficou claro para os estudantes que a Ciência é fruto

Genótipo Fenótipo

CC Cornos ausentes

Cc Cornos ausentes

cc Cornos presentes

VINICIUS BACARIN/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

5. Espera-se que os estudantes produzam um quadro semelhante ao seguinte:

Primeiro cruzamento (fecundação cruzada)

Descendentes

Autofecundação dos descendentes do primeiro cruzamento

Descendentes

Plantas altas  x Plantas baixas

DD (homozigoto dominante)

dd (homozigoto recessivo)

Plantas altas

Dd (heterozigoto)

Plantas altas

Dd (heterozigoto)

Plantas altas Plantas baixas

DD (homozigoto dominante)

e Dd (heterozigoto)

dd (homozigoto recessivo)

6. a) Dominante: sementes lisas. Recessiva: sementes rugosas. No primeiro cruzamento, as plantas são de linhagens puras, ou seja, homozigotas, RR (sementes lisas) e rr (sementes rugosas). Assim, as plantas resultantes desse cruzamento são heterozigotas (Rr) e possuem o fenótipo expresso pelo alelo dominante, cuja presença no genótipo resulta em sementes lisas.

b) RR (homozigoto dominante) = sementes lisas; rr (homozigoto recessivo) = sementes rugosas; Rr (heterozigoto) = sementes lisas. Pode-se pedir aos estudantes que façam em seus cadernos um quadro que relaciona o genótipo ao respectivo fenótipo, como sugerido para a atividade 3.

5. Em seu caderno, faça um quadro indicando os genótipos das ervilhas-de-jardim com relação à altura da planta utilizada nos experimentos de Mendel (primeiro a fecundação cruzada entre as linhagens puras e, depois, a autofecundação dos descendentes), identificando se são homozigotos (dominantes ou recessivos) ou heterozigotos.

Resposta nas Orientações para o professor

6. Mendel analisou também a transmissão de outras características das ervilhas-de-jardim, além da altura das plantas. Por exemplo, a textura das sementes, que poderiam ser lisas ou rugosas. Analise a representação dos cruzamentos realizados por Mendel, a seguir, e responda às questões.

Respostas nas Orientações para o professor

Plantas de sementes lisas Plantas de sementes rugosas

7. a) Genótipos: VV, Vv e vv Fenótipos: olhos amarelos ( VV e Vv) e olhos vermelhos (vv).

7. b) Genótipos: MM, Mm e mm Fenótipos: pele verde (MM e Mm) e pele marrom (mm).

Plantas de sementes lisas

Cruzamento

Autofecundação

Elaborado com base em: PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. p. 103. Representação de cruzamentos realizados por Mendel.

a) Em relação à textura das sementes, qual das características é dominante e qual é recessiva? Justifique sua resposta.

b) Relacione os possíveis genótipos que condicionam os fenótipos observados para a textura das sementes. Depois, classifique os genótipos em homozigoto dominante, homozigoto recessivo e heterozigoto.

7. Considere que, em uma espécie de anfíbio, as características cor dos olhos e cor da pele sejam condicionadas geneticamente. Em relação à cor dos olhos, o alelo V condiciona olhos amarelos e o alelo v, olhos vermelhos. Em relação à cor da pele, o alelo M condiciona cor verde e o alelo m, marrom.

a) Quais são os genótipos e os fenótipos para a cor dos olhos nessa espécie?

b) Quais são os genótipos e os fenótipos para a cor da pele nessa espécie?

8. A cor da pelagem do gato siamês é influenciada pela temperatura corporal do animal.

Nas regiões do corpo do gato em que a temperatura é elevada, a cor da pelagem é clara. Em contrapartida, nas extremidades do corpo do gato, como patas, focinho, orelhas e cauda, em que a temperatura é mais baixa, a cor da pelagem é escura. Com base em seus conhecimentos, explique o exemplo utilizando os termos genótipo, fenótipo e ambiente.

Resposta nas Orientações para o professor

Gato siamês.

8. A constituição de alelos de um indivíduo é denominada genótipo. O genótipo expressa um fenótipo, o qual se refere às características que

são manifestadas em um indivíduo. Parte delas podem ser observadas. Os fenótipos também podem ser influenciados por fatores ambientais. Assim, dependendo das condições do ambiente, um mesmo genótipo pode expressar mais de um fenótipo. No exemplo, a cor da pelagem do gato siamês é influenciada pela temperatura corporal do animal. Ao trabalhar a atividade, retomar o exemplo apresentado sobre a coloração das penas dos flamingos.

Sementes lisas Semente rugosa

CONTEXTOS ENTRE

Biotecnologia e Engenharia Genética

Com o avanço das pesquisas em Genética, novas áreas das Ciências foram se desenvolvendo. Uma delas é a Biotecnologia, que, atualmente, conta com técnicas da Engenharia Genética. Leia a seguir um trecho sobre esse assunto.

O que é Biotecnologia?

Biotecnologia é um ramo da ciência que aplica os conceitos da moderna engenharia genética na geração de novos produtos na agricultura, nos processos industriais ou na medicina [...].

Quando surgiu a Biotecnologia?

A palavra Biotecnologia só foi adotada recentemente. Contudo, já há muito tempo o homem conhece e domina alguns processos biológicos com o intuito de produzir algum produto que o beneficie. A fermentação é um exemplo muito evidente disso. Registros históricos mostram que desde 1800 a.C já se fazia [...] fermentados.

A Biotecnologia atual envolve principalmente o uso do DNA [...].

[...] Biotecnologia e engenharia genética são a mesma coisa?

Pão produzido com fermento biológico, constituído de leveduras, um exemplo da aplicação da Biotecnologia.

Não. A engenharia genética é uma das vertentes da biotecnologia [...]. A engenharia genética é a parte da biotecnologia responsável pela compreensão do funcionamento dos genes e a capacidade de manipulá-los em laboratório. Por meio de pesquisas, os cientistas podem usar a biotecnologia e a modificação dos genes para, por exemplo, transformar um alimento convencional em outro que seja resistente a doenças, ou desenvolver variedades de produtos enriquecidos nutricionalmente, ou ainda melhorar o sabor de um alimento, entre muitas possibilidades.

TRANSGÊNICOS: perguntas e respostas. Embrapa. Brasília, DF, [2019?]. Disponível em: https://www.embrapa.br/ tema-transgenicos/perguntas-e-respostas. Acesso em: 9 maio 2022.

ENTRE CONTEXTOS

O assunto abordado nessa seção se relaciona ao Tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, bem como permite o desenvolvimento da competência específica 3. A seção destaca a produção de insulina humana a partir da técnica do DNA recombinante, pertencente à Engenharia Genética. Explicar que, em um sentido amplo, as biotecnologias compreendem a manipulação de seres vivos para a obtenção de produtos e processos de interesse humano. Assim, é possível dizer que o pão produzido com fermentação natural é um produto biotecnológico, já que leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae são utilizadas como fermento biológico. Aproveitar para explicar que, nesse processo, as leveduras utilizam o açúcar presente na massa do pão como fonte de energia, realizando a fermentação, processo em que há a liberação de gás carbônico –responsável por aumentar a massa do pão e torná-la macia. Destacar que, com o avanço da tecnologia, as biotecnologias passaram a incluir técnicas de manipulação do material genético dos seres vivos, ao que se denomina Engenharia Genética. Essas técnicas influenciam a realização de processos industriais, o plantio de cultivares agrícolas, o desenvolvimento de vacinas, a realização de tratamentos terapêuticos, e outros.

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BUKHTA YURII/SHUTTERSTOCK.COM

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

No Livro do estudante, cita-se o exemplo da produção da insulina a partir da técnica de DNA recombinante. Um outro exemplo de aplicação de técnicas da Engenharia Genética é no combate de pragas agrícolas pelo RNA de interferência (RNAi), conforme evidenciado no trecho a seguir. Ferramenta molecular baseada na técnica de RNA de interferência pode auxiliar no combate a pragas agrícolas

[...]

Criadas em laboratório, as moléculas de RNAi neutralizam a ação de um gene-alvo em um organismo qualquer [...]. No uso agrícola, o RNAi é programado para inativar genes específicos de pragas e patógenos associados a processos essenciais à sua sobrevivência. [...]

Como o nome deixa claro, a molécula sintética de RNAi interfere no processo de tradução do RNA mensageiro em proteína, fragmentando-o. Ela intercepta e destrói as informações celulares conduzidas pelo RNA dentro da célula antes que sejam processadas e originem proteínas. Dessa forma, o processo de expressão gênica que dependia dos dados contidos naquele RNA não irá mais ocorrer.

VASCONCELOS, Yuri. Genes em silêncio. Pesquisa Fapesp. São Paulo, ed. 268, jun. 2018. Disponível em: http://revistapesquisa. fapesp.br/2018/06/18/genes-em-silencio. Acesso em: 8 jun. 2022.

Comentário sobre a atividade

2. A atividade solicita que os estudantes pesquisem por biotecnologias utilizadas no cotidiano, isto é, aplicações sociais da Ciência e da tecnologia. Assim, é possível desenvolver a competência específica 4. Sugerir que os estudantes utilizem o site indicado no #FICA A DICA, Estudante como fonte de pesquisa.

1. A insulina utilizada no tratamento de pessoas com diabetes tipo 1 é produzida por meio da Engenharia Genética, utilizando-se da técnica de DNA recombinante: uma molécula de DNA circular de bactérias é isolada e nela é inserido o gene para a insulina humana. Esse DNA é incorporado pelas bactérias, que passam a produzir insulina, a qual é isolada para uso em seres humanos.

Um exemplo de aplicação da Biotecnologia com a Engenharia Genética é a produção em laboratório de insulina humana, utilizada no tratamento de pessoas com diabetes tipo 1, isto é, o tipo de diabetes que se caracteriza pela produção de quantidades insuficientes desse hormônio. Analise algumas etapas desse processo a seguir.

Bactéria

Gene de interesse

DNA circular

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

2

DNA circular com gene de interesse inserido (DNA recombinante)

O gene humano com as informações para a produção de insulina é inserido em pequenas moléculas de DNA circular de bactérias, especialmente da espécie Escherichia coli, formando moléculas de DNA recombinante.

O DNA recombinante corresponde a uma molécula de DNA formada a partir da combinação do material genético de diferentes seres vivos: nesse caso, ele contém DNA humano correspondente ao gene para a produção de insulina e a molécula de DNA de bactérias.

O DNA recombinante é incorporado pelas bactérias.

As bactérias se reproduzem, gerando clones com o gene humano.

2. Alguns produtos que podem ser pesquisados: vacinas, alimentos transgênicos (arroz dourado, trigo enriquecido, alimentos resistentes a pragas ou defensivos agrícolas), biocombustíveis etc.

Hormônio insulina isolado

As bactérias com o gene humano são capazes de produzir a insulina humana, que pode ser isolada e utilizada no tratamento de pessoas com diabetes tipo 1.

Elaborado com base em: TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 240.

Representação das etapas do processo de produção de insulina humana sintética.

• Atividades

1 Explique como a insulina utilizada no tratamento de pessoas com diabetes tipo 1 é produzida por meio da Biotecnologia com a Engenharia Genética.

2 Faça uma pesquisa sobre outros produtos produzidos por meio da Biotecnologia. Verifique como são produzidos e se estão presentes em nosso cotidiano. Compartilhe o material encontrado com seus colegas por meio das redes sociais da turma.

#FICA A DICA, Estudante

O site a seguir traz algumas das inúmeras aplicações das biotecnologias em nosso cotidiano.

• GOMES, Yara H. F. Vamos falar sobre Biotecnologia? Espaço Interativo Ciências. São Carlos, [2019?]. Disponível em: https://eic.ifsc.usp.br/vamos-falarsobre-biotecnologia/. Acesso em: 8 jun. 2022.

2

A GENÉTICA E O SER HUMANO

É comum as pessoas dizerem que existem parentes que muitas vezes nem conhecem ou ficarem surpresas ao descobrir que apresentam algum grau de parentesco com uma pessoa com quem estão conversando.

Árvores genealógicas e heredogramas

1 Você já descobriu algum grau de parentesco com alguém com quem você não imaginava que teria?

A Genética também está relacionada à análise dos ancestrais e dos descendentes de uma pessoa, o que é denominado genealogia

O histórico de ancestrais e descendentes de uma família pode ser representado por meio de um esquema cheio de ramificações, conhecido como árvore genealógica. Acompanhe como exemplo a árvore genealógica a seguir.

Horácio e Miriam tiveram três filhos: Nilton, Amanda e Fabiana. Por sua vez, Nilton se casou com Márcia e tiveram uma filha, Izabela. Logo, se Izabela é filha de Nilton, ela é neta de Horácio e Miriam. Esse raciocínio deve ser realizado para a leitura de toda a árvore genealógica. Analise a localização de Lúcia na árvore

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

2. A GENÉTICA E O SER HUMANO

Antes de iniciar o trabalho com esse assunto, perguntar aos estudantes o que eles entendem por grau de parentesco, de modo que sonde seus conhecimentos prévios sobre o assunto. Pedir que deem exemplos de parentesco de primeiro, segundo e terceiro graus. Após a avaliação de suas respostas, explicar a definição de grau de parentesco utilizando o material disponibilizado no #FICA

A DICA, Professor

As relações de parentesco serão retomadas ao longo do estudo dessa temática de modo que facilite o entendimento dos heredogramas.

Árvores genealógicas e heredogramas

As informações sobre hereditariedade, genes e tipos de alelo, estudadas anteriormente, agora são retomadas e aplicadas a um contexto mais próximo do cotidiano dos estudantes. A contextualização pode contribuir com o aprendizado dos estudantes, conforme evidenciado no texto disponibilizado no #FICA

2 Quem são os pais de Lúcia?

3 De quem Lúcia é irmã? E prima?

4 Quem são os avós de Lúcia? Indique quais são maternos e quais são paternos.

5 Qual a relação de parentesco que João e Gabriel têm com Lúcia?

#FICA A DICA, Professor

O texto do link a seguir traz a definição de grau de parentesco segundo o Conselho Nacional do Ministério Público.

• GRAU de parentesco. Conselho Nacional do Ministério Público . Brasília, DF, c2015. Disponível em: https://www.cnmp.mp.br/portal/glossario/8031-grau-de-parentesco. Acesso em: 8 jun. 2022.

O artigo indicado a seguir destaca a importância da contextualização no ensino de Ciências.

• LEITE, Fabiane de A.; RADETZKE, Franciele S. Contextualização no Ensino de Ciências: compreensões de professores da Educação Básica. VIDYA, Santa Maria, v. 37, n. 1, p. 273-286, jan./jun. 2017. Disponível em: https://periodicos.ufn.edu.br/index.php/VIDYA/article/viewFile/1560/1900. Acesso em: 8 jun. 2022.

A DICA, Professor. De modo que contribua com sua formação continuada, recomenda-se que essa leitura seja feita.

É importante destacar que a árvore genealógica apresentada é fictícia, assim como todos os heredogramas presentes nessa coleção.

genealógica.

Gabriel

Árvore genealógica da família de Lúcia.

Horácio Miriam André Lara

Márcia Nilton Amanda Fabiana Breno Paulo Marta Caio

Lucas Izabela João Lúcia Joana Jordana

Ana Henrique

2. Fabiana e Breno.

3. Lúcia é irmã de Joana e prima de Izabela e Jordana.

4. Horácio e Miriam (maternos); André e Lara (paternos).

5. João é marido e Gabriel é filho de Lúcia.

Resposta pessoal.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Após o estudo da estrutura da árvore genealógica exposta no Livro do estudante, realizar a atividade sugerida na seção Ampliando

A compreensão da estrutura dos heredogramas, das informações que podem trazer junto a eles e de sua importância ao estudo da herança de características hereditárias contribui com o aprimoramento de diferentes formas de linguagem. Nesse sentido, o trabalho com heredogramas oportuniza o desenvolvimento da competência específica 6

Para estudar a transmissão de uma característica genética, são elaboradas representações semelhantes às da árvore genealógica, denominadas heredogramas. Analise, por exemplo, parte da árvore genealógica, com os pais e os irmãos de Fabiana, mãe de Lúcia, e o respectivo heredograma.

Descendentes

Por convenção, em um heredograma, as pessoas do sexo biológico masculino costumam ser representadas por um quadrado, enquanto as pessoas do sexo biológico feminino são representadas por um círculo. No exemplo, a linha horizontal entre o quadrado 1 e o círculo 2 indica tratar-se de um casal. A linha vertical que sai do casal indica que eles geraram descendentes (indivíduos 3, 4 e 5), os quais são representados por ordem de nascimento, da esquerda para a direita.

6 O heredograma anterior representa apenas uma parte da árvore genealógica de Fabiana. Desenhe em seu caderno o heredograma completo, de acordo com a árvore genealógica da página anterior.

Um heredograma, além de mostrar relações de parentesco, também possibilita identificar pessoas que compartilham alelos para determinadas características. Analisando esse tipo de representação, é possível entender como se deu, ou se dará, a transmissão desses alelos entre os descendentes.

Como exemplo, vamos analisar o heredograma da família de Fabiana considerando a ocorrência de anemia falciforme. Essa doença afeta as hemácias, que ficam com formato de foice, dificultando o transporte do gás oxigênio para as células do corpo.

Hemácia normal (à direita) e hemácia de pessoa com anemia falciforme (à esquerda) observadas ao microscópio. Imagem ampliada 4 000 vezes (quando aplicada com 7 cm de largura); colorida artificialmente.

AMPLIANDO

Como atividade extra, solicitar aos estudantes que entrevistem seus familiares a respeito de seus parentes próximos e, a partir dessas informações, produzir uma árvore genealógica ampliada de sua família, contendo quatro gerações. Pedir, ainda, que coloquem em cada indivíduo representado o nome do grau de parentesco (por exemplo, tia, primo ou avó paterna).

Representação da árvore genealógica (à esquerda) e do heredograma (à direita) dos pais e dos irmãos de Fabiana, mãe de Lúcia.

Nilton Amanda Fabiana

Horácio Miriam

6. Professor, orientar os estudantes na elaboração do heredograma.

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Exemplos de análise de heredogramas

A anemia falciforme está relacionada a um único gene, com dois alelos principais, relacionados ao tipo de hemoglobina de uma pessoa. Vamos chamá-los de B e b. A presença do alelo B resulta em uma hemoglobina do tipo A, enquanto a presença do alelo b, em homozigose, resulta em uma hemoglobina do tipo S. Pessoas que possuem hemoglobina do tipo S apresentam a anemia falciforme. Observe o quadro a seguir. Ele nos auxilia a perceber que o alelo B é dominante e que o b é recessivo.

Genótipo Fenótipo

BB Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

Bb Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

bb Hemoglobina tipo S (com anemia falciforme)

Considere que, na família de Fabiana, apenas sua mãe, Miriam, e seu irmão, Nilton, apresentam anemia falciforme. Observe o heredograma da família dela para essa característica.

ou = sem anemia falciforme

ou com anemia falciforme

Em um heredograma, quando uma pessoa apresenta a característica estudada (nesse caso, a anemia falciforme), o símbolo que a representa é destacado. No exemplo, o destaque é feito com a cor roxa.

Conhecendo o genótipo de quem tem anemia falciforme, conseguimos determinar os genótipos das demais pessoas da família de Fabiana. Por exemplo, Nilton tem anemia falciforme, o que significa que seu genótipo é bb, então, um de seus alelos b é proveniente de sua mãe (Miriam) e o outro alelo b é proveniente de seu pai (Horácio). Como Horácio não tem a doença, seu genótipo só pode ser Bb

O mesmo raciocínio pode ser usado para determinar o genótipo de Amanda e de Fabiana. Dessa forma, temos os seguintes genótipos e fenótipos para a família analisada.

Membro da família Genótipo Fenótipo

Horácio Bb

Miriam bb

Nilton bb

Amanda Bb

Fabiana Bb

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Exemplos de análise de heredogramas

Esse tópico oportuniza o aprofundamento do trabalho com a habilidade EF09CI09 Apresentar aos estudantes a história do médico brasileiro Jessé Santiago Acioly Lins (1921-1996), que identificou os mecanismos de hereditariedade da anemia falciforme. Em 1947, quando cursava o quinto ano da faculdade de Medicina no estado da Bahia, aos 25 anos, Jessé publicou um artigo em uma revista local no qual propunha uma explicação para a herança da doença, utilizando-se de heredogramas para sustentá-la. Contudo, seu trabalho permaneceu ignorado pela comunidade científica por um tempo. Para saber mais, há uma indicação no #FICA A DICA, Professor

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

Hemoglobina tipo S (com anemia falciforme)

Hemoglobina tipo S (com anemia falciforme)

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

Hemoglobina tipo A (sem anemia falciforme)

#FICA A DICA, Professor

O texto indicado no link a seguir traz a história do médico brasileiro Jessé Santiago Acioly Lins.

• ANDRADE, Rodrigo de O. À sombra da história. Pesquisa Fapesp. São Paulo, ed. 246, ago. 2016. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/a-sombra -da-historia/. Acesso em: 8 jun. 2022.

Reproduzir na lousa o heredograma presente no livro que ilustra a herança da anemia falciforme na família de Fabiana. Colocar embaixo das pessoas com anemia falciforme os alelos bb. Em seguida, adicionar um alelo dominante e outro desconhecido (B ) nos indivíduos sem anemia falciforme. Com base nesses alelos, perguntar aos estudantes quais alelos devem estar presentes nos gametas dos pais de Fabiana. É esperado que respondam que os gametas de Miriam são b enquanto Horácio pode produzir gametas B ou desconhecido ( ). Então, perguntar qual é o alelo desconhecido. Com base nos gametas que Miriam pode produzir, é esperado que eles observem que Amanda e Fabiana são Bb. Ao observar que Nilton recebeu um alelo recessivo do seu pai e um da sua mãe, espera-se que os estudantes concluam que o genótipo de Horácio é Bb. Assim, o alelo desconhecido é o b.

Horácio

Nilton Amanda Fabiana

Miriam

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Explicar aos estudantes que, no exemplo da anemia falciforme, foi possível descobrir o genótipo de todos os membros da família de Fabiana. No entanto, a análise do heredograma nem sempre possibilita a certeza sobre os alelos de cada indivíduo. Nesse caso, é possível calcular as probabilidades dos possíveis genótipos dos indivíduos, inclusive, até para futuros descendentes de uma família. Essa situação será ilustrada com o exemplo do albinismo.

Ao explicar o albinismo, apresentar aos estudantes mais informações sobre essa condição. Caracterizar o albinismo como a ausência total ou parcial da melanina, um pigmento que dá cor aos cabelos, à pele e aos olhos. Em pessoas albinas, uma mutação genética faz com que as células não apresentem a enzima tirosinase e, assim, não sejam capazes de produzir a melanina. Esse pigmento protege o corpo contra a radiação ultravioleta do Sol, então as pessoas albinas precisam evitar a exposição direta aos raios solares, utilizando óculos, protetor solar e chapéu. Esses mesmos cuidados devem ser tomados por pessoas que não são albinas, devido ao risco de queimaduras e desenvolvimento de câncer de pele.

Para que os estudantes compreendam o heredograma apresentado no Livro do estudante, utilizar as mesmas estratégias sugeridas para a anemia falciforme. Desenhar o heredograma na lousa e questionar os estudantes sobre os diferentes graus de parentesco que estão ilustrados. Em seguida, escrever os genótipos dos indivíduos albinos, aa, e o alelo dominante nos indivíduos não albinos, A . Então, questionar os estudantes sobre o genótipo de Lívia e Valentim e, também, sobre quais gametas eles podem produzir.

Os heredogramas também podem auxiliar na realização de cálculos da probabilidade de os descendentes apresentarem a mesma característica genética que seus progenitores. Vamos considerar, como exemplo, o albinismo, condição que se caracteriza pela ausência do pigmento melanina no corpo.

O albinismo está relacionado a um único gene. Existem dois alelos principais relacionados ao albinismo, que chamaremos de A e a. No quadro a seguir, estão representados os possíveis genótipos e fenótipos relacionados ao albinismo.

Genótipo Fenótipo

AA Sem albinismo

Aa Sem albinismo

aa Com albinismo

Homem com albinismo com seu filho, que tem a mesma característica.

Ou seja, o alelo A é dominante sobre o alelo a, que é recessivo. Acompanhe um heredograma relacionado à presença de albinismo em uma família hipotética.

e sem albinismo

e com albinismo

= que ainda não nasceu (sem sexo biológico conhecido)

Heredograma que mostra a ocorrência de albinismo em uma família hipotética. A pessoa que ainda não nasceu é representada por um losango.

Caso Lívia e Valentim queiram ter mais filhos, é possível realizar um cálculo de probabilidade de seu terceiro filho, não importa de que sexo seja a criança, nascer com albinismo.

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Sandra

Lívia Valentim Vítor Gustavo

Marcelo

Cada gameta produzido, ovócito ou espermatozoide, fica com apenas um dos alelos de cada indivíduo (Lívia e Valentim) para a característica que está sendo analisada.

Assim, como Lívia é aa, todos os seus ovócitos têm o alelo a. É possível concluir que Valentim, por sua vez, é Aa, pois um dos filhos do casal tem albinismo; então, seus espermatozoides podem ter o alelo A ou o alelo a. Quando o espermatozoide fecundar o ovócito, o zigoto terá um par de alelos para essa característica. No quadro a seguir, estão representados os possíveis gametas a serem produzidos por Lívia e por Valentim.

Nome Característica Genótipo Gametas Alelos

Lívia Com albinismo aa a Valentim Sem albinismo Aa

Elaborado com base em: MOORE, Keith L.; PERSAUD, T. V. N.; TORCHIA, Mark G. Embriologia básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. Livro digital não paginado.

Vamos considerar todos os tipos de espermatozoide que podem ser formados, um com o alelo A e o outro com o alelo a, e de ovócitos, somente com o alelo a. O quadro a seguir apresenta os possíveis genótipos dos zigotos formados.

Valentim Lívia Alelo A Alelo a

Alelo a Aa (sem albinismo) aa (com albinismo)

Como estudamos, o genótipo para o albinismo é determinado por um par de alelos recessivos, aa. Assim, os genótipos AA e Aa resultam na ausência de albinismo. Considerando as fecundações representadas no quadro anterior, podemos concluir que a probabilidade de Lívia e Valentim terem mais um filho com albinismo é de uma chance em duas fecundações, o que é o mesmo que 50% de probabilidade.

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Retomar a produção dos gametas por meio da meiose. Isso é importante para que os estudantes associem o genótipo dos gametas aos processos de divisão celular. Para isso, utilizar o seguinte exemplo dos gametas de Valentim: ele é heterozigoto para albinismo, e, assim, suas células diploides são Aa. Na meiose, ocorrem as etapas de meiose I e meiose II. Na meiose I, os pares de cromossomos são separados, resultando em duas células haploides, uma com o alelo A e outra com o alelo a. Na meiose II, essas células passam por outra divisão celular, e o número de cromossomos não é alterado e as células resultantes se diferenciam em espermatozoides. Esse processo ocorre várias vezes, e, assim, são produzidos vários espermatozoides por dia. Destacar que, em todos os casos, a proporção descrita anteriormente é mantida, e, por isso, é possível afirmar que metade dos espermatozoides produzidos são A, e a outra metade, a.

Para o caso dos gametas femininos, o processo é um pouco diferente, pois:

• o resultado são três células menores, que se degeneram, e um ovócito;

• ele só se completa após a fecundação (a meiose II só ocorre após a fecundação).

Esse assunto permite o desenvolvimento da habilidade EF09CI08

27/07/22 08:00

ILUSTRAÇÕES: LUIS MOURA, ALEX SILVA

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As chances de nascer um menino ou uma menina são iguais?

Esse assunto contribui para o desenvolvimento da habilidade

EF09CI08

Pedir aos estudantes que comparem as representações de cromossomos organizados nos cariótipos de uma mulher e de um homem, identificando semelhanças e diferenças. Espera-se que percebam que o último par de cromossomos –os cromossomos sexuais – é distinto entre homens e mulheres. Assim, explicar a eles os conceitos de cromossomo somático e de cromossomo sexual. Se desejar, realizar a atividade proposta de montagem de cariótipo na seção

Ampliando

As chances de nascer um menino ou uma menina são iguais?

As células da espécie humana tipicamente apresentam um total de 46 cromossomos no núcleo: 44 deles são cromossomos somáticos (autossomos) e dois deles são cromossomos sexuais

Os cromossomos somáticos não são relacionados à determinação do sexo biológico em nossa espécie. Se compararmos os cromossomos somáticos, perceberemos que, em ambos os sexos, eles têm o mesmo tamanho e o mesmo formato. Compare os cariótipos a seguir.

Representação do cariótipo feminino, composto de 44 cromossomos somáticos, com os pares de homólogos numerados de 1 a 22, e dois cromossomos sexuais, ambos do tipo X (circulados em vermelho).

AMPLIANDO

Levar para a sala de aula algumas cópias impressas de uma representação de cariótipo humano (masculino e/ou feminino), para propor sua montagem em grupos. Para a montagem, orientar os estudantes a buscar, primeiramente, por pares de cromossomos, e, posteriormente, a organizá-los com base nas imagens de cariótipo disponíveis no Livro do estudante

Para o material, há uma sugestão no link: Cariótipo nº 1 (célula diploide humana masculina). Paraná: Secretaria da Educação do Paraná,

Representação do cariótipo masculino. Há 44 cromossomos somáticos, com os pares de homólogos numerados de 1 a 22, e dois cromossomos sexuais (circulados em vermelho), um do tipo X e o outro do tipo Y

[2019?]. Disponível em: http://www.biologia. seed.pr.gov.br/arquivos/File/praticas/2cariohu mano.pdf. Acesso em: 8 jun. 2022.

A conferência da montagem dessa sugestão pode ser feita em: Idiograma humano normal (sexo masculino). Paraná: Secretaria da Educação do Paraná, [2019?]. Disponível em: http:// www.biologia.seed.pr.gov.br/arquivos/File/pra ticas/2modelocariotipo.pdf. Acesso em: 8 jun. 2022.

Finalizada a montagem, é importante que os

estudantes percebam que existem 22 pares de cromossomos autossomos e 1 par de cromossomos sexuais. No exemplo sugerido, por tratar-se de um cariótipo humano masculino, os cromossomos sexuais são X e Y. Contudo, caso a atividade considere um cariótipo humano feminino, os cromossomos sexuais serão X e X.

Ao final, solicitar que os estudantes guardem os cariótipos montados, porque eles poderão ser usados no estudo posterior das síndromes genéticas humanas.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS. KATERYNA KON/SHUTTERSTOCK.COM

KATERYNA KON/SHUTTERSTOCK.COM

Quanto aos cromossomos sexuais, há dois tipos distintos: o cromossomo sexual X e o cromossomo sexual Y. O par de cromossomos sexuais é responsável pela determinação do sexo biológico em nossa espécie. Assim, enquanto tipicamente dois cromossomos do tipo X designam o sexo biológico feminino, um cromossomo do tipo X e um cromossomo do tipo Y designam o sexo biológico masculino. Na produção dos gametas humanos, processo conhecido por gametogênese humana, como ocorre divisão meiótica, cada gameta formado terá apenas metade dos cromossomos somáticos, ou seja, 22 cromossomos, e apenas um dos cromossomos sexuais, em um total de 23 cromossomos. Nos indivíduos do sexo biológico feminino, como as suas células têm dois cromossomos sexuais do tipo X, todos os ovócitos vão carregar o cromossomo sexual X. Nos indivíduos do sexo biológico masculino, cujas células têm os dois tipos de cromossomo sexual, cada espermatozoide formado pode carregar o cromossomo sexual X ou o cromossomo sexual Y Observe, na representação a seguir, os possíveis gametas a serem formados nos seres humanos, em relação ao cromossomo sexual.

senhada na lousa. A área delimitada em azul corresponde às regiões similares, enquanto a área delimitada em vermelho corresponde às regiões diferentes.

MOORE, Keith L.; PERSAUD, T. V.

2016. Livro

G.

9.

Tipos de ovócito (à esquerda) e de espermatozoide (à direita) que podem ser formados durante a produção de gametas humanos, com relação à constituição de cromossomos sexuais.

Com a fecundação do ovócito pelo espermatozoide, forma-se o zigoto. Logo, as possíveis combinações de cromossomos sexuais dos zigotos formados são: XX e XY, como mostra o quadro a seguir.

Sexo masculino

Sexo feminino

Cromossomo X Cromossomo Y

Cromossomo X XX (sexo feminino) XY (sexo masculino)

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Esclarecer que os genes localizados na região azul se comportam da mesma maneira que os cromossomos autossomos. Por outro lado, os genes localizados na região não homóloga têm probabilidades diferentes de estarem presentes em homens ou mulheres.

Explicar isso desenhando no quadro os alelos de um gene localizado na região não homóloga do cromossomo X. Nessa situação, as mulheres poderão ter os seguintes genótipos:

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

17/07/22 10:04

Se julgar adequado para o aprendizado dos estudantes, explicar o funcionamento dos genes presentes nos cromossomos sexuais. Para isso, representar, na lousa, um cromossomo X e um cromossomo Y. Explicar aos estudantes que esses cromossomos apresentam regiões similares, ou homólogas, e regiões diferentes. A imagem a seguir é uma representação que pode ser de-

outro lado, os homens só terão as seguintes opções:

No exemplo apresentado, um fenótipo associado a um gene recessivo só aparecerá em uma mulher quando presente em pares, isto é, em homozigose recessiva aa. Por outro lado, em homens, o fenótipo é determinado por apenas um alelo, e, assim, basta um alelo recessivo a para que a pessoa tenha a característica associada ao gene.

Elaborado com base em:

N.; TORCHIA, Mark

Embriologia básica.

ed. Rio de Janeiro: Elsevier,

digital não paginado.

AS CORES NÃO SÃO REAIS. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

ILUSTRAÇÕES: ALEX SILVA, LUIS MOURA

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Com relação à probabilidade de um casal ter filhos que sejam meninos ou meninas, perguntar aos estudantes se acreditam que, se um casal tem duas filhas, a chance de ter uma terceira filha é maior do que de ter um filho. É possível que muitos respondam que sim, baseado no senso comum. Não é esperado que algum estudante, nesse momento, aponte que a probabilidade de nascerem meninos e meninas é a mesma, ou seja, 50%, mas que pensem sobre o assunto. Então, explicar o conteúdo de modo que percebam que o pensamento difundido no senso comum é equivocado. Aproveitar para realizar a atividade 3 da página 140 nesse momento.

Síndromes genéticas humanas

Trabalhar esse assunto de forma cautelosa, incentivando os estudantes a respeitar a diversidade de indivíduos.

Caso o zigoto formado seja XX, ele se desenvolverá em um indivíduo do sexo feminino. Caso seja XY, o zigoto se desenvolverá em um indivíduo do sexo masculino.

Considerando as fecundações representadas no quadro da página anterior, pode-se concluir que a probabilidade de nascerem meninos é igual à de nascerem meninas, isto é, em uma gestação, há 50% de probabilidade de nascer um menino e 50% de probabilidade de nascer uma menina.

Síndromes genéticas humanas

Os gametas humanos, ovócitos e espermatozoides, carregam apenas a metade do conjunto cromossômico de nossa espécie, isto é, 23 cromossomos. No entanto, no processo de sua formação, durante a divisão meiótica da célula, podem ocorrer erros na separação dos cromossomos, resultando em gametas com alterações numéricas ou alterações na estrutura de alguns cromossomos, como pedaços ausentes. De modo geral, zigotos originários da fecundação de gametas com alterações no número ou na estrutura dos cromossomos não se desenvolvem. Porém, em alguns casos, o zigoto pode se desenvolver. Dá-se o nome de síndrome genética ao conjunto de características fenotípicas que resultam de uma constituição genética diferente da mais comum para a espécie humana. É importante ressaltar que as síndromes genéticas não são doenças.

Entre as síndromes genéticas que podem ocorrer na espécie humana, estudaremos a síndrome de Down.

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IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Espermatozoides Ovócito

Esquema da determinação do sexo biológico.

Síndrome de Down

Nas células da pessoa que tem a síndrome de Down, há três cromossomos de número 21, em vez de dois. Por esse motivo, essa síndrome também é conhecida como trissomia do 21. Assim, o indivíduo apresenta um total de 47 cromossomos, em vez de 46.

A síndrome recebeu esse nome em homenagem ao médico britânico John Langdon Down (1828-1896), que estudava as características fenotípicas das pessoas com essa trissomia.

Representação do cariótipo feminino com síndrome de Down.

Na meiose, durante a divisão dos cromossomos da célula-mãe em células-filhas, pode ocorrer de um gameta ficar com dois cromossomos 21 e do outro ficar sem esse cromossomo.

Um zigoto formado da união de um gameta com dois cromossomos 21 e um gameta com um cromossomo 21 pode se desenvolver em uma pessoa com síndrome de Down. Os indivíduos com síndrome de Down apresentam algumas características em comum, como: rosto arredondado, olhos amendoados, nariz pequeno e baixa estatura. Além disso, eles têm mãos pequenas e com apenas um vinco, ou dobra, na palma.

Desde 2012, a ONU reconhece a data de 21 de março como o Dia Mundial da Síndrome de Down. A data busca celebrar a vida das pessoas com a síndrome e garantir que elas tenham as mesmas liberdades e oportunidades que as pessoas sem essa síndrome.

Síndrome de Down Comentar que, segundo o Ministério da Saúde, estima-se que a cada 700 nascimentos, uma criança apresenta síndrome de Down no Brasil. A estimativa para o mundo é uma criança a cada 1 000 nascimentos. É importante ressaltar que a síndrome de Down descrita é chamada síndrome de Down primária. Essa forma é caracterizada pela presença de três cópias completas do cromossomo 21 e corresponde à maioria das pessoas com síndrome de Down. Poucas pessoas com síndrome de Down possuem a chamada síndrome de Down familiar. Nessa situação, parte do cromossomo 21 fica presa em outro cromossomo, por exemplo o 14, por um processo chamado translocação. Esse processo acontece em um dos pais, por isso o nome “familiar”. Nessa situação, quando os cromossomos são separados para a formação dos gametas, é possível que um deles apresente uma cópia extra do cromossomo 21 anexa ao cromossomo 14. O resultado é que, após a fecundação, o zigoto possuirá 46 cromossomos, porém um deles será a união do cromossomo 14 com o cromossomo 21. Essa forma de síndrome de Down apresenta um fenótipo igual ao descrito para a síndrome de Down primária.

Se desejar, utilizar os cariótipos montados pelos estudantes anteriormente (atividade sugerida na seção Ampliando da página 134 deste Manual do professor) para explicar a síndrome de Down.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

KATERYNA KON/SHUTTERSTOCK.COM

DENIS KUVAEV/SHUTTERSTOCK.COM

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PENSE BEM

O assunto dessa seção permite um trabalho com o tema contemporâneo transversal Vida familiar e social. Aproveitar a oportunidade para destacar que todas as pessoas são diferentes, sendo as singularidades de cada uma o que as tornam únicas.

Ao trabalhar a temática, é importante estar atento à possibilidade de os estudantes terem um parente ou um amigo de fora da escola com síndrome de Down. Também é possível que tenha algum estudante com síndrome de Down na sala ou na escola. Manter um ambiente acolhedor, de modo que o respeito prevaleça.

Pessoas com síndrome de Down ainda enfrentam problemas para serem inclusas na sociedade devido à existência de inúmeros preconceitos. Utilizar essa realidade para incentivar os estudantes a combaterem qualquer forma de discriminação que possam vivenciar em seus cotidianos, de modo que possam incorporar princípios éticos, responsáveis e inclusivos em suas ações.

Após o trabalho com o assunto, recomendar que os estudantes façam a leitura indicada no #FICA A DICA, Estudante que traz informações extras sobre a síndrome de Down.

#FICA A DICA, Estudante

O texto presente no link a seguir pode ser utilizado para sanar eventuais dúvidas sobre a síndrome de Down.

• ALMEIDA, Patricia; NICACIO, Adriana; SALES, Melina 10 coisas que todo mundo precisa saber sobre a síndrome de Down. MOVIMENTO DOWN. Rio de Janeiro, [2019?]. Disponível em: http:// www.movimentodown.org.br/ wp-content/uploads/2014/06/ Folder-Guia-para-jornalistas -arquivo-digital_bx.pdf . Acesso em: 8 jun. 2022.

Diferente, mas igual, isso que é legal!

Pessoas com síndrome de Down riem, choram, dançam, correm, praticam esportes, apaixonam-se, estudam e trabalham, enfim, podem e devem ser incluídas em todos os meios sociais, os quais devem ser livres de preconceito.

No entanto, ainda existem muitas barreiras sociais a serem vencidas. A falta de informação sobre a síndrome ou informações equivocadas podem gerar julgamentos, discriminações e desconfortos que dificultam o desenvolvimento e a interação social de pessoas com síndrome de Down.

Entretanto, com o incentivo adequado, o respeito e a inclusão em todas as dimensões – sociais, econômicas, culturais, políticas, educacionais e religiosas –, as chances de pessoas com síndrome de Down serem plenas e felizes são iguais às de qualquer outra pessoa.

FICA A DICA

Que tal assistir a uma série com histórias de pessoas com síndrome de Down alcançando sua autonomia na vida adulta? Para isso, acesse a página da websérie Geração 21 , disponível em: http:// www.movimentodown. org.br/2017/04/webse rie-geracao-21/. Acesso em: 10 maio 2022.

Leia o trecho a seguir, com o exemplo de Luana Dallacorte Rolim de Moura, que, aos 26 anos, se tornou a primeira vereadora com síndrome de Down do Brasil, no município de Santo Ângelo (RS).

Sempre sonhou ser fisioterapeuta. Depois de concluir a graduação, decidiu atuar como fisioterapeuta domiciliar, o que sempre foi motivo de orgulho para ela e a família. Passou a dedicar-se à reabilitação de crianças e pessoas com necessidades específicas, algo que ela sempre desejou. Mas ela não parou e resolveu investir em um interesse que a acompanhava desde pequena, a carreira política. “[...] A política me chamava atenção e meus familiares sempre estiveram envolvidos na política, isso foi gerando em mim o interesse de um dia fazer a diferença na Câmara dos Vereadores de Santo Ângelo (RS) e colaborar para uma sociedade mais inclusiva.”

A partir daí veio a ideia de se candidatar, pois ela sempre gostou de política e seus pais a apoiaram nessa decisão. [...]

[...]

A sua posse foi considerada um marco histórico para ela, sua família e por todas as pessoas que trabalham para construir uma sociedade mais inclusiva. “É muito emocionante poder representar as pessoas com deficiência. É uma bandeira que defenderei com muita garra e responsabilidade”, respondeu orgulhosa.

[...]

Para a população com deficiência ela deixa o seguinte recado: “Somos capazes sim de fazer a diferença. Nunca desistam dos seus sonhos. Lutem, tenham fé. Prosseguir sempre, desistir jamais. O céu é o limite.”

ALVARENGA, Thaissa. Primeira vereadora com síndrome de Down do Brasil: uma vitória para a inclusão. Papo de Mãe [S l.], 27 abr. 2021. Disponível em: https://papodemae.uol.com.br/noticias/primeira-vereadora-com-sindrome-de-down-dobrasil-uma-vitoria-para-a-inclusao.html. Acesso em: 10 maio 2022.

Comentários sobre as atividades

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1. a) Espera-se que os estudantes considerem que, na realidade, todas as pessoas, entre elas as com síndrome de Down, apresentam diferenças e semelhanças entre si, quanto à aparência física, aos pensamentos, aos sentimentos, aos comportamentos e a outros aspectos. Por isso, as diferenças que as pessoas apresentam devem ser entendidas como características que as tornam únicas.

b) Espera-se que os estudantes identifiquem que essa data é importante para a divulgação de informações corretas e conscientização das pessoas sobre a síndrome de Down, combatendo a discriminação e favorecendo sua equidade perante a sociedade. Comentar com os estudantes que as meias, que aparecem ao fundo da seção, têm significado de conscientização e são um símbolo do Dia Mundial da Síndrome de Down (dia 21/3, marcando a trissomia do cromossomo 21). A ideia é que,

• Atividades

1 Releia o título e o texto de abertura desta seção e responda às questões a seguir.

a) O que você entende pelo título?

b) No dia 21 de março, comemora-se o Dia Mundial da Síndrome de Down. Para você, qual seria a importância dessa data?

c) Qual é o principal impeditivo para a inclusão de pessoas com síndrome de Down no meio social?

2 Leia a afirmação a seguir, observe as fotografias e responda à questão.

A inclusão social se caracteriza pela geração de oportunidades de acesso a bens de serviço iguais para todos.

petência específica 5. A promoção dos direitos humanos e a valorização da diversidade também permitem o desenvolvimento da competência geral 9. O compartilhamento do vídeo contribui com a conscientização da comunidade escolar, representando uma ação responsável baseada em princípios éticos e inclusivos, conforme previsto na competência geral 10 e na competência específica 8. O trabalho com tecnologias digitais permite o desenvolvimento da competência geral 5

Por que a inclusão social é importante para o desenvolvimento pleno de uma pessoa, inclusive para as pessoas com síndrome de Down?

Respostas nas Orientações para o professor Resposta pessoal.

3 Forme um grupo com seus colegas e produzam um vídeo cujo tema seja o respeito à diversidade humana. No vídeo, é importante que vocês relacionem o que aprenderam sobre Genética com o fato de os seres humanos serem diversos, além de valorizarem a inclusão de todas as pessoas na sociedade. Argumentem com base em alguns dos direitos humanos estabelecidos pela Declaração Universal dos Direitos Humanos, disponível em: https://www.unicef.org/brazil/ declaracao-universal-dos-direitos-humanos, acesso em: 10 maio 2022. Postem o vídeo em uma rede social da turma e compartilhem-no com seus colegas.

Resposta pessoal.

No vídeo, é esperado que os estudantes mencionem que todas as informações genéticas dos seres vivos estão em seu material genético, sendo que metade desse material tem origem no pai, e a outra metade na mãe, e que, por isso, as pessoas são diversas, exibindo diferentes fenótipos para as mais diversas características. Também é importante que mencionem a influência das condições ambientais sobre o fenótipo. Todas essas condições contribuem para a diversidade dos seres humanos. E, mesmo sendo diversos, é muito importante que todos tenham os mesmos direitos como pessoas. Caso não seja possível a gravação de vídeos na escola, pedir aos estudantes que montem apresentações na forma de slides ou cartazes.

AMPLIANDO

nesse dia, as pessoas utilizem meias com pares trocados, para chamar a atenção e celebrar a vida das pessoas com a síndrome.

c) O preconceito causado pela falta de informação ou por informações equivocadas sobre a síndrome.

2. Promover uma conversa com os estudantes, de maneira que eles se sintam à vontade para expressar o que pensam. Espera-se que mencionem que a inserção de todas as pessoas na sociedade e sua participação em todas as

dimensões da vida (econômica, cultural, política, educacional, religiosa, entre outras) proporcionam-lhes, além dos mesmos direitos, as mesmas chances de desenvolvimento pessoal.

3. Essa atividade permite o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação em direitos humanos, ao solicitar que os estudantes elaborem argumentos com base na Declaração Universal dos Direitos Humanos. Nesse contexto, a argumentação permite o desenvolvimento da competência geral 7 e da com-

Propor que os estudantes busquem o significado do termo capacitismo. Pedir que selecionem exemplos de frases capacitistas e que reflitam se usam ou já usaram expressões desse tipo. O site disponível em: https://www.academia.org. br/nossa-lingua/nova-palavra/ capacitismo, acesso em: 28 jun. 2022, é uma boa fonte para a pesquisa.

Iniciar uma discussão sobre como pessoas com deficiência devem sentir-se em relação às expressões capacitistas e o que pode ser feito para evitar o uso delas.

Se julgar interessante, sugerir a montagem de uma campanha anticapacitista para a comunidade escolar, com vídeos curtos, postagens em mídias digitais ou cartazes.

Menina brincando com cachorro.

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NÃO ESCREVA NO LIVRO.

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1. Professor, espera-se que os estudantes mencionem que a hereditariedade

de características entre progenitores e descendentes.

ATIVIDADES

A atividade 1 oportuniza a mobilização da habilidade EF09CI08, e as atividades 2, 4 e 6 da habilidade EF09CI09

1. Destacar que metade do conjunto cromossômico de um indivíduo é oriundo da mãe e a outra metade do pai, que, por sua vez, são oriundos do conjunto cromossômico de seus avós, e assim sucessivamente. Isso faz com que muitas características sejam compartilhadas em uma mesma família, não necessariamente apenas entre pais e filhos.

2. d) Os estudantes devem desenhar em seu caderno:

1. Analise a fotografia e responda. Três gerações de uma família: a avó, a mãe e a filha.

• Como se explica o fato de muitas pessoas serem diferentes de seus pais, mas serem bem parecidas com outros parentes, como tios, primos ou avós?

2. A fenilcetonúria é uma doença genética na qual seus portadores têm uma proteína não funcional, o que prejudica parte do metabolismo celular, resultando no acúmulo da substância fenilalanina no organismo, que em altas concentrações é tóxica, podendo causar problemas no sistema nervoso, levando à deficiência intelectual e provocando convulsões. Para que a pessoa apresente fenilcetonúria, seu genótipo deve ser homozigoto recessivo. O heredograma a seguir apresenta sua transmissão ao longo das gerações de uma família. Analise-o e responda às questões propostas.

e) Esta atividade contribui com o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6 A fenilcetonúria afeta o metabolismo de proteínas, prejudicando o processamento da fenilalanina, que se acumula no organismo. Esse acúmulo prejudica o funcionamento do sistema nervoso, além de afetar a produção de melanina no organismo. A manifestação desses sintomas pode ser evitada caso sejam tomados alguns cuidados desde as primeiras semanas de vida do bebê, principalmente uma restrição na ingestão de alimentos que contenham fenilalanina em sua composição (normalmente informado nos rótulos das embalagens de produtos industrializados), os

a) Qual é o genótipo dos indivíduos 3, 4 e 5?

b) Considerando que o indivíduo 5 seja heterozigoto, qual a probabilidade de o indivíduo 6 nascer sem fenilcetonúria? Nesse caso, qual seria seu genótipo?

c) Qual é a probabilidade de o indivíduo 6 nascer com fenilcetonúria se o indivíduo 5 for homozigoto?

d) Considere que o indivíduo 3 se case com uma mulher de mesmo genótipo e juntos tenham 2 filhos homozigotos, ambos do sexo masculino, sendo um deles portador de fenilcetonúria e o outro não. Em seu caderno, desenhe o heredograma dessa parte da família para a característica fenilcetonúria.

e) A fenilcetonúria é uma das doenças que podem ser detectadas no teste do pezinho, exame realizado obrigatoriamente em todos os recém-nascidos no Brasil. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre a fenilcetonúria e suas formas de controle. Também pesquisem sobre o teste do pezinho. Organizem uma apresentação digital com os resultados de sua pesquisa.

3. Flávio e Mariana desejam ter um terceiro filho. Como já têm dois filhos do sexo masculino, acreditam que as chances de nascer outra criança do sexo masculino são mais altas do que as de nascer uma criança do sexo feminino.

a) Você concorda com o pensamento de Flávio e Mariana? Justifique sua resposta.

b) Explique sua resposta à questão anterior com base nos possíveis gametas produzidos por indivíduos do sexo feminino e do sexo masculino, considerando os cromossomos sexuais do tipo X e do tipo Y, e os possíveis genótipos dos zigotos formados pela fecundação desses gametas.

4. Considere que, em uma espécie de planta, as características número de pétalas da flor, coloração das pétalas e aparência do fruto sejam condicionadas por um par de alelos cada uma. Os genótipos correspondentes a cada

cromossomos sexuais X e seus ovócitos vão apresentar esse cromossomo. Indivíduos do sexo masculino têm os dois tipos de cromossomo sexual; seus espermatozoides podem ter cromossomos dos tipos X ou Y. As possíveis combinações são: 50% XX (sexo feminino) e 50% XY (sexo masculino).

quais devem ser evitados durante o restante da vida. Esses cuidados devem ser iniciados prontamente após a detecção da doença por meio do teste do pezinho, exame que consiste na análise de uma amostra de sangue coletada do calcanhar de recém-nascidos.

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#FICA A DICA, Professor

A reportagem disponibilizada no link a seguir informa sobre a ampliação das doenças detectadas pelo teste do pezinho.

Vale destacar que, em 2021, foi sancionada uma lei que prevê a ampliação das doenças detectadas pelo teste do pezinho realizado pelo Sistema Único de Saúde (SUS).

• LUISA, Ingrid. Teste do pezinho agora é ampliado. Veja saúde, [s. l.], 22 nov. 2021. Disponível em: https://saude.abril.com.br/familia/teste-do-pezi nho-agora-e-ampliado/. Acesso em: 18 jun. 2022.

fenótipo estão no quadro a seguir.

garante a transmissão

2. b) (4) ff x (5) Ff = 50% Ff e 50% ff. Probabilidade de 50%; genótipo Ff

2. a) 3 = Ff; 4 = ff; 5 = FF ou Ff

2. c) (4) ff x (5) FF = 100% Ff Probabilidade de 0%, ou seja, não existe chance de o indivíduo nascer com fenilcetonúria.

3. a) Não, pois as chances são sempre iguais, isto é, 50% para cada sexo.

3. b) Indivíduos do sexo feminino têm dois

Resposta pessoal.

2. d) Resposta nas Orientações para o professor

4. a) AA x aa = 100% Aa. Esse cruzamento pode resultar apenas em plantas cujas flores têm três pétalas, de genótipo Aa

Características Dominante Recessiva

Número de pétalas Três pétalas (AA e Aa) Seis pétalas (aa)

Coloração das pétalas Vermelha (CC e Cc) Branca (cc)

Aparência do fruto Liso (FF e Ff) Rugoso (ff)

a) Considere o cruzamento entre uma planta AA e uma planta aa. Quais são os possíveis genótipos e fenótipos dos descendentes?

b) Considere o cruzamento entre uma planta Cc e uma planta cc. Quais são os possíveis genótipos e fenótipos dos descendentes?

c) Considere o cruzamento entre uma planta Ff e uma planta Ff. Quais são os possíveis genótipos e fenótipos dos descendentes?

4. c) Ff x Ff = 25% FF, 50% Ff e 25% ff. O resultado pode ser plantas com

4. b) Cc x cc = 50% Cc e 50% cc. Esse cruzamento pode resultar em plantas de flores vermelhas, genótipo Cc, e plantas de flores brancas, genótipo cc frutos lisos (FF ou Ff) e plantas com frutos rugosos (ff).

5. Analise a tirinha e responda às questões propostas.

Se você acha que pode prever meu comportamento...

...só porque eu nasci com síndrome de down...

...está na hora de você rever os seus conceitos.

DAVID, Eliton. [Dauzito]. Portal Acesse. [S l.], c2017. Disponível em: https://www.portalacesse.com/tdauzito2-2/. Acesso em: 28 jun. 2022..

a) O que está retratado na tirinha?

Respostas nas Orientações para o professor

b) O que caracteriza geneticamente a síndrome de Down?

c) Elabore uma história em quadrinhos (de 5 a 7 quadrinhos) falando sobre a importância do respeito a pessoas com síndrome de Down e de sua inclusão na sociedade.

6. Analise o heredograma de uma família em relação à condição conhecida como anemia falciforme. Depois, leia as afirmativas a seguir e corrija-as, quando for necessário.

I. A anemia falciforme é uma doença caracterizada por uma alteração nas hemácias, que ficam com formato de foice; isso prejudica sua ligação com o gás oxigênio, dificultando o transporte desse gás para as outras células.

II. Existem dois alelos principais que determinam o tipo de hemoglobina. O alelo B resulta em hemoglobina do tipo A, enquanto o alelo b resulta em hemoglobina do tipo S. Pessoas com hemoglobina do tipo A apresentam a anemia falciforme.

III. Existem três genótipos possíveis para essa característica: BB, Bb e bb, sendo o genótipo BB o único que resulta em indivíduos sem anemia falciforme.

IV. Felipe e Manuela apresentam anemia falciforme, portanto, o genótipo dos dois é bb

V. O genótipo de Marcos é BB, já o genótipo de Rosana, Célio e Larissa é Bb

VI. Se Manuela tivesse um filho com um homem Bb, a chance de seu filho ter anemia falciforme seria de 50%.

Resposta nas Orientações para o professor 141

5. a) Refere-se ao preconceito da sociedade em relação às pessoas com síndrome de Down, muitas vezes vítimas de ideias preconcebidas sobre seu comportamento e sua capacidade mental.

b) Células com três cromossomos 21, em vez de dois. Pessoas com Down apresentam 47 cromossomos em suas células.

c) As histórias criadas pelos estudantes podem retratar a inclusão em brincadeiras, na escola, no trabalho, entre outros.

6. I, IV, VI estão corretas.

II. Pessoas com hemoglobina do tipo S apresentam a anemia falciforme.

III. Tanto o genótipo BB quanto o Bb resultam em indivíduos sem anemia falciforme.

V. O genótipo de Marcos, Rosana, Célio e Larissa é Bb. Para essa atividade, pedir aos estudantes que justifiquem as correções feitas. Adicionalmente, perguntar a eles se seria possível saber o genótipo de Rosana e de Marcos caso Felipe não apresentasse anemia falciforme. Explicar que, nessa situação, não seria possível saber o genótipo deles. Um dos dois teria de ser heterozigoto, Bb, mas o outro poderia apresentar tanto o genótipo BB quanto o genótipo Bb.

AMPLIANDO

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Após a realização das atividades presentes no Livro do estudante, sugerir que realizem a seguinte atividade como ampliação do conteúdo estudado. Explicar aos estudantes que muitas doenças relacionam-se a uma predisposição genética do indivíduo em desenvolvê-la, isto é, se o indivíduo possuir familiares com a doença, existe uma grande chance de ele desenvolvê-la também. Uma delas é o infarto do miocárdio,

doença cardiovascular em que ocorre o bloqueio do fluxo sanguíneo ao músculo do coração, o que causa a morte do tecido não irrigado. Ainda que o indivíduo apresente genótipo (predisposição genética) para o infarto, existem modos de evitar o desenvolvimento da doença (fenótipo), como a adoção de hábitos saudáveis.

Orientar os estudantes a realizarem uma pesquisa sobre o infarto do miocárdio, iden-

tificando alguns de seus fatores de risco e, a partir deles, propor atitudes que possam contribuir para evitar a ocorrência da doença, quando possível. Os resultados da pesquisa e as atitudes propostas pelos estudantes podem ser utilizados para compor um folheto informativo digital, que pode ser compartilhado com a comunidade escolar, contribuindo para sua conscientização.

Marcos Rosana

Felipe Célio Larissa

ENTRE CONTEXTOS

Ao comentar sobre os testes genéticos, explicar que, embora alguns testes identifiquem doenças relacionadas ao DNA, eles não são genéticos, como é o caso do teste do pezinho, teste bioquímico realizado pelo Sistema Único de Saúde (SUS).

Quando se menciona a aplicação dos testes genéticos na identificação de genes hereditários relativos a alguns tipos de câncer, utilizamos a expressão “alterações dos genes”. No caso, essa expressão corresponde a mutações. Optou-se, entretanto, por não apresentar esse termo aos estudantes em respeito ao momento escolar.

Se desejar, comentar que a maioria dos casos de câncer de mama não são hereditários; apenas uma pequena fração de casos corresponde a formas hereditárias, causados por uma alteração genética. Ainda assim, destacar a importância da realização de testes genéticos em pessoas que apresentam casos de câncer de mama na família, uma vez que podem auxiliar na prevenção do desenvolvimento da doença.

Ao final da seção, é feito um alerta sobre a importância de apenas ingerir medicamentos que sejam prescritos por médicos(as), não praticando a automedicação. Nesse momento, é possível trabalhar com o tema contemporâneo transversal Saúde

Aproveitar o contexto para reforçar que existem diversas questões associadas a indicações de medicamentos que não sejam realizadas por um profissional qualificado. Entre elas cita-se, principalmente, o conhecimento técnico sobre a ação do medicamento e a condição clínica da pessoa. Orientar os estudantes a fazer a leitura dos textos indicados no #FICA A DICA, Estudante que abordam mais informações sobre esse assunto.

Testes genéticos

Os testes genéticos são exames baseados em análises do DNA. Eles podem ser realizados a partir de amostras de saliva, de sangue ou de outros tecidos do corpo humano. Com o desenvolvimento da tecnologia, um número cada vez maior desses testes tem se tornado acessível à população. Os dados obtidos podem auxiliar na prevenção de doenças, na orientação de tratamentos e na escolha de medicamentos, por exemplo.

Com relação à prevenção de doenças, uma importante aplicação dos testes genéticos é a identificação de genes que já foram relacionados a alguns tipos de câncer. É o caso dos genes BRCA1 e BRCA2, relacionados a certos tipos de câncer de mama, ovário e próstata, e o CDH1, relacionado a tumores no estômago. Alterações nesses genes podem prejudicar sua atuação, impedindo a realização adequada de suas funções, favorecendo o desenvolvimento do câncer. Então, como medida preventiva, recomenda-se que pessoas que possuem casos confirmados na família de alterações nesses genes, especialmente os familiares de primeiro grau, realizem um teste genético para detectar se também as apresentam. Em caso positivo, os indivíduos podem optar, sob orientação médica, por estratégias que reduzam o risco do desenvolvimento da doença. Os testes genéticos também podem auxiliar na determinação dos procedimentos terapêuticos que serão adotados no tratamento de algumas doenças. No caso de alguns tipos de câncer de mama, os testes genéticos podem apontar para casos que necessitam de quimioterapia, tratamento em que um conjunto de medicamentos são aplicados na pessoa com o câncer, visando à destruição das células doentes. Se apontado pelos testes genéticos que a quimioterapia não se faz necessária, os pacientes podem ser poupados de seus efeitos colaterais (que podem incluir queda de cabelo, diarreia, enjoo, vômitos, feridas na boca, anemia, entre outros), podendo buscar por alternativas menos agressivas.

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As análises do DNA possibilitam identificar genes que podem causar doenças e, dessa forma, auxiliar no diagnóstico, na prevenção e no tratamento precoce.

Leia o trecho de uma reportagem que mostra os resultados de um estudo realizado com 179 pacientes com câncer de mama. Esses pacientes realizaram um teste genético para determinar as características de seus tumores e a necessidade de realizarem sessões de quimioterapia.

Em dois terços dos casos, a recomendação inicial mudou: 63% das mulheres que fariam químio tiveram a indicação alterada para um tratamento isolado com hormonioterapia , enquanto 3% que não fariam acabaram descobrindo que essa era a melhor linha de ação para subjugar o tumor.

Na prática, o exame evita que pacientes passem desnecessariamente por uma terapia que não traria vantagem e ainda poderia provocar reações adversas. Métodos semelhantes começam a ser empregados para definir o melhor tratamento contra tumores de cólon e próstata.

BRUM, Maurício; GUARNIERI, Caroline; BRESSAN, Valentina. Teste genético: quando fazer? Veja Saúde, São Paulo, 21 fev. 2022. Disponível em: https://saude. abril.com.br/medicina/teste-genetico-quando-fazer/. Acesso em: 10 maio 2022.

Comentários sobre as atividades

cólon: de acordo com a Terminologia Anatômica Internacional passou a ser chamado colo; região do intestino grosso. hormonioterapia: tratamento voltado para reduzir ou cessar a ação de certos hormônios que podem estimular o crescimento de células tumorais no corpo.

Outra aplicação dos testes genéticos está relacionada à avaliação do funcionamento de medicamentos em diferentes organismos. Em alguns casos, a eficácia de um medicamento pode estar associada ao DNA. Isso significa que seu uso pode trazer resultados mais expressivos para algumas pessoas do que para outras, ou, ainda, provocar efeitos não desejados, dependendo do conjunto de genes que cada um apresenta. Isso reforça a importância de se utilizarem medicamentos somente sob prescrição de profissionais de saúde capacitados.

• Atividades

1 Qual é a aplicação dos testes genéticos para a saúde?

2 Por que se recomenda que os familiares de primeiro grau de pessoas que apresentam alterações nos genes BRCA1, BRCA2 e CDH1 também façam os testes genéticos capazes de detectar essas alterações?

Resposta nas Orientações para o professor

3 A mastectomia (retirada das glândulas mamárias) pode ser sugerida por especialistas como prevenção ao desenvolvimento do câncer de mama, quando um teste genético identifica alterações em genes relacionados à doença. Também é uma das formas de tratamento, quando a doença já se desenvolveu. Forme um grupo com seus colegas e pesquisem em sites confiáveis depoimentos de pessoas que realizaram a mastectomia como tratamento do câncer de mama e como lidaram com essa situação. Também pesquisem a importância de realizar exames preventivos para a identificação precoce desse tipo de câncer. Elaborem uma apresentação de slides com os resultados da pesquisa.

Resposta pessoal.

2. Por seu caráter hereditário, os genes alterados podem ter sido transmitidos a outras pessoas da mesma família. Dessa forma, os parentes de indivíduos que apresentam alterações nos genes BRCA1, BRCA2 e CDH1 devem fazer o teste preventivamente. Identificar a presença desses genes pode levar a escolhas antecipadas de estratégias que reduzam os riscos relacionados ao desenvolvimento de certos tipos de câncer.

3. Essa atividade oportuniza o exercício da linguagem oral para o compartilhamento de informações, contribuindo com o desenvolvimento da competência geral 4. Orientar os estudantes na realização desta atividade. O objetivo é que conheçam como diferentes pessoas lidaram com a remoção das mamas, parcial ou totalmente, e como a realização de exames de diagnóstico é importante para aumentar as chances de cura do câncer.

#FICA A DICA, Estudante

O link a seguir traz informações sobre a automedicação, como estatísticas brasileiras, riscos associados a essa prática e outras.

• AUTOMEDICAÇÃO é um hábito comum a 77% dos brasileiros. G1, [s. l.], 13 maio 2019. Disponível em: https://g1.globo.com/bemestar/noticia/2019/05/13/ automedicacao-e-um-habito-comum-a-77percent -dos-brasileiros.ghtml. Acesso em: 8 jun. 2022.

A cartilha indicada no link a seguir traz recomendações para que o uso de medicamentos seja feito de forma racional.

• BRASIL. Ministério da Saúde. Cartilha para a promoção do uso racional de medicamentos . Brasília, DF: MS, 2015. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/cartilha_promocao_uso_racional_medicamentos.pdf. Acesso em: 28 jun. 2022.

1. Os testes genéticos podem ajudar os profissionais de saúde a prever doenças, a definir tratamentos e a prescrever e avaliar o funcionamento de medicamentos.

O ASSUNTO É...

Explicar aos estudantes sobre as origens genéticas da população brasileira, decorrente da colonização do Brasil. Se possível, convidar previamente o docente de História para fornecer mais informações.

Ressaltar que, mesmo com diferenças em nossa aparência física, somos muito semelhantes geneticamente. Uma pesquisa fez a análise comparativa do DNA da população brasileira e revelou uma mistura do material genético de ancestralidade africana, europeia e ameríndia. Para saber mais, recomenda-se a leitura da reportagem indicada no #FICA A DICA, Professor

Em um estudo de 1972 do professor Richard Lewontin, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, foram analisadas proteínas no sangue de diferentes populações.

Os resultados não mostraram diferenças significativas do ponto de vista molecular para separar raças humanas.

Estudos subsequentes ajudaram a verificar que a sequência base (as unidades que compõem a informação genética) no DNA humano é 99,9% idêntica, o que esvaziou completamente o argumento de encontrar um parâmetro confiável para definir raças.

Nos tempos modernos, ainda existe a derivada direta do conceito de raça: racismo.

Sabemos as terríveis consequências que isso teve para os genocídios ferozes cometidos no século 20.

Como o físico Albert Einstein dizia, “é mais fácil desintegrar um átomo do que um preconceito”, uma afirmação ainda atual.

BOVE, Lorenza Coppola. Racismo: como a ciência desmantelou a teoria de que existem diferentes raças humanas. BBC, 12 jul. 2020. Disponível em: https://www. bbc.com/portuguese/geral-53325050.

Acesso em: 28 jul. 2022.

O ASSUNTO É...

Somos todos iguais

Somos todos seres humanos e temos os mesmos direitos e deveres. As diferenças que existem entre nós estão na nossa forma de pensar, nos nossos sentimentos e na nossa aparência. Observe as imagens a seguir e compare a fisionomia das pessoas.

Apesar das diferentes fisionomias, somos muito semelhantes geneticamente. Os gráficos a seguir apresentam a constituição genética da população brasileira. 144

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Elaborado com base em: XAVIER, Ana Augusta O. DNA dos brasileiros carrega marcas da colonização. ComCiência: revista eletrônica de jornalismo científico, Campinas, 9 nov. 2020. Disponível em: https:// www.comciencia.br/dna-dosbrasileiros-carrega-marcas-dacolonizacao/.

ESCOBAR, Herton. Cientistas vão desvendar receita genética do povo brasileiro. Jornal da USP, São Paulo, 10 dez. 2019. Disponível em: https://jornal.usp.br/ciencias/ ciencias-da-saude/cientistas-queremdesvendar-receita-genetica-do-povobrasileiro/. Acessos em: 10 maio 2022.

ALEX SILVA

Comentários sobre as atividades

O DNA do Brasil

O DNA da população brasileira é formado majoritariamente por uma mistura do material genético de europeus, ameríndios (nativos do continente americano) e africanos. Os gráficos mostram o perfil de ancestralidade de 10 000 brasileiros, agrupados de acordo com a etnia autodeclarada, ou seja, foram as pessoas entrevistadas que se autointitularam como brancos, negros ou pardos. Perceba, pela leitura dos gráficos, que em todos os grupos foram encontrados traços genéticos de europeus, africanos e ameríndios, com proporções diferentes.

Este, e outros estudos, comprovam que a semelhança genética entre as pessoas de diferentes regiões é uma forte evidência de que não existem raças na espécie humana, muito menos raças puras, pensamento que já levou a humanidade a guerras. É importante ressaltar que, nesse sentido, qualquer tentativa de hierarquizar os seres humanos é uma construção social e não biológica.

Você já ouviu as expressões “irmão por parte de mãe”, “irmã por parte de pai” e outras semelhantes? Pois é, de certa forma, toda a humanidade tem algum parentesco.

• Atividades

1 Observe novamente as fotografias das pessoas. Com quem você mais se parece? Descreva as características que considerou para estabelecer essa semelhança.

2 Por que podemos dizer que não existem raças humanas?

3 Forme um grupo com seus colegas e criem um vídeo de conscientização voltado para a valorização e o respeito à diversidade humana. Para a montagem do vídeo, realizem entrevistas com diferentes pessoas, pedindo que falem sobre o que sabem desse assunto. Vocês também podem usar imagens estáticas, cenas e textos. Finalizem o vídeo apresentando os motivos científicos que confirmam a não existência de raças humanas e o porquê de qualquer tipo de preconceito ser infundado. Compartilhem o vídeo no site da escola, nas redes sociais ou por meio de aplicativos de celular.

1. Aproveitar a oportunidade para retomar alguns dos conceitos abordados na Unidade que estão relacionados com a transmissão de características hereditárias. Pedir que formem trios e repitam a atividade, verificando se há um consenso entre as opiniões. Conduzir a atividade de maneira que os estudantes sempre tenham em vista o respeito às diferenças.

3. Essa atividade contribui com o desenvolvimento das competências gerais 5, 9 e 10, e da competência específica 8 Caso não seja possível a realização de um vídeo, orientar os estudantes a apresentar os resultados de suas entrevistas na forma de cartazes ou de panfletos informativos, que devem ser confeccionados com o mesmo objetivo: conscientizar as pessoas sobre a importância de se respeitar e de se valorizar a diversidade humana.

AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 4, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI08 e EF09CI09. Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

#FICA A

DICA, Professor

O link a seguir traz mais informações sobre as pesquisas em desenvolvimento a respeito da constituição genética da população brasileira.

• ESCOBAR, Herton. Cientistas vão desvendar receita genética do povo brasileiro. Jornal da USP, São Paulo, 10 dez. 2019. Disponível em: https://jornal. usp.br/ciencias/ciencias-da-saude/cientistas-querem -desvendar-receita-genetica-do-povo-brasileiro/. Acesso em: 8 jun. 2022.

Ameríndia

Europeus

Africanos Ameríndios

Branco

Negro Pardo

Ancestralidade genética Africana Europeia

Resposta pessoal.

Resposta pessoal.

2. Porque os seres humanos são muito semelhantes geneticamente, sendo essas semelhanças entre pessoas de diferentes regiões fortes evidências de não existirem raças na espécie humana.

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BNCC NA UNIDADE

Competências

Gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 e 10

Específicas: 1, 2, 3, 4, 6, 7 e 8

Habilidades

• EF09CI10

• EF09CI11

Temas contemporâneos transversais

• Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras.

• Saúde

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LXIX deste Manual do professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura da Unidade têm como objetivo despertar a curiosidade dos estudantes a respeito dos estudos sobre os fósseis. Retomar o conteúdo estudado em anos anteriores sobre a formação dos fósseis em rochas sedimentares.

Aproveitar as imagens para valorizar a participação de mulheres na produção científica. Segundo o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), no ano de 2021, as mulheres constituíam 43,7% das pesquisadoras, com tendência de superar a quantidade de homens até o final da década. Entretanto, uma porcentagem menor é coordenadora de projeto de pesquisa, como a Dra. Aline Marcele Ghilardi, presente nas fotografias e atualmente professora adjunta de Paleontologia no Departamento de Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em Natal.

5 UNIDADE

EVOLUÇÃO

Existe uma grande diversidade de seres vivos nos diferentes ecossistemas do planeta. No entanto, a grande maioria das espécies que conhecemos atualmente não é a mesma que viveu na Terra há milhões de anos. Muitas foram extintas, e sua existência no passado pode ser comprovada por meio de fósseis, restos preservados de seres vivos ou marcas deixadas por eles. O estudo dos fósseis, além de nos permitir conhecer espécies que já habitaram nosso planeta, nos ajuda a compreender como a vida se modificou ao longo do tempo, isto é, como se deu a evolução dos seres vivos.

Nesta Unidade estudaremos algumas ideias evolucionistas, bem como evidências desse processo. Também vamos estudar como ocorre o surgimento de novas espécies.

Pedir aos estudantes que forneçam exemplos de fósseis. É possível que os exemplos citados estejam relacionados com diferentes ossos. Nesse caso, explicar que fósseis podem ser tanto partes de seres vivos, como os próprios ossos ou caules fossilizados, quanto evidências de atividade, como pegadas ou excrementos.

Destacar que o estudo dos fósseis é contínuo e que novas descobertas podem alterar o conhecimento atual ou incluir mais informações sobre eles.

Se desejar, é possível sugerir a leitura das matérias que relatam descobertas de fósseis, como o do titanossauro, por exemplo, indicadas no #FICA A DICA, Estudante. Comentar que, na descoberta reportada na primeira notícia indicada, os ossos pertencem à espécie Arrudatitan maximus, que vivia há cerca de 85 milhões de anos. Dizer que os titanossauros dessa espécie apresentavam cerca de 22 metros, pescoço e cauda longos e tinham hábitos herbívoros.

Pesquisadoras brasileiras em escavação de um fóssil de Megaraptor, um dinossauro de cerca de 8 m de comprimento, em Neuquén, Argentina, 2008.

O  fóssil encontrado desse animal, presente na fotografia, era de um jovem titanossauro. Já sobre o megaraptor, mencionar que, em 2022, na Argentina, foi descoberto o maior representante desse animal até então encontrado, com cerca de 9 a 10 metros de comprimento, que viveu há cerca de 70 milhões de anos.

Questionar os estudantes sobre a importância de se estudarem os fósseis, além de permitirem a

1 Você conhece algum animal, ou outro ser vivo, atualmente extinto, que viveu na Terra há milhões de anos? Converse com seus colegas.

2 Os animais que conhecemos atualmente têm parentesco com animais extintos, e até os próprios animais extintos têm parentesco com outros animais, também extintos, que viveram antes deles. Por exemplo, o atual elefante e o mamute compartilham um ancestral, ou seja, um antepassado comum. Isso significa que esses animais têm parentesco em termos evolutivos. Como os pesquisadores chegam a essas conclusões?

3 Elabore uma hipótese de como ocorre o surgimento de novas espécies.

Comentários sobre as atividades

2. Comentar que, às vezes, similaridades morfológicas não são suficientes para determinar parentescos. Explicar que, em muitos casos, buscam-se também outras informações, como as semelhanças e as diferenças entre as espécies no material genético.

3. Espera-se, com esse questionamento, que os estudantes extrapolem seus conhecimentos prévios e criem novas conexões; as hipóteses apresentadas não precisam, neste momento, ser corretas cientificamente. Pedir aos estudantes que registrem suas hipóteses em seus cadernos e que as confrontem com as informações apresentadas adiante na Unidade sobre especiação, avaliando se podem ser corroboradas ou refutadas. A validação das hipóteses pode ser feita após o trabalho com o assunto.

#FICA A DICA, Estudante Para mais informações sobre o estudo dos fósseis, sugere-se acessar os links a seguir.

• MARTINS, Pedro. Pesquisadores descobrem gênero de dinossauro que viveu há 85 milhões de anos no interior de SP. G1, Ribeirão Preto; Franca, 4 maio 2021. Disponível em: https:// g1.globo.com/sp/ribeirao-pretofranca/noticia/2021/05/04/ pesquisadores-descobremgenero-de-dinossauro-queviveu-ha-85-milhoes-de-anosno-interior-de-sp.ghtml. Acesso em: 22 jun. 2022.

datação de rochas. Com as informações do texto presente na abertura, é possível que eles respondam sobre a possibilidade de conhecer seres vivos que habitaram nosso planeta há milhões de anos, mas que já foram extintos. Aproveitar para explicar que os fósseis também fornecem informações sobre as alterações de condições ambientais ao longo do tempo.

• BULHÕES, Gabriela. Dinossauro 'sombra da morte': maior megaraptor é descoberto na Argentina. Olhar Digital. São Paulo, 6 maio 2022. Disponível em: https:// olhardigital.com.br/2022/05/06/ ciencia-e-espaco/dinossaurosombra-da-morte-maiormegaraptor-e-descoberto-naargentina/. Acesso em: 29 jun. 2022.

Pesquisadora brasileira escavando um fóssil de um titanossauro jovem, em Sousa (PB), 2014.

1. Resposta pessoal. Uma possibilidade de resposta são os dinossauros.

3. Resposta pessoal.

2. Resposta pessoal. Professor, espera-se que os estudantes mencionem as características visíveis, como a similaridade de estruturas morfológicas.

1. ORIGEM DA VIDA

Ao comentar sobre mitos, dizer que o termo, no contexto apresentado no Livro do estudante, refere-se a uma narrativa acerca de fenômenos que ocorrem na natureza e que pode ser construída com elementos sobrenaturais. Essa narrativa costuma ser transmitida oralmente entre as gerações de determinado grupo, constituindo, assim, parte das tradições e costumes de um povo. Destacar que os mitos fazem parte das manifestações artísticas e culturais dos grupos sociais e precisam ser respeitados e valorizados. Essa abordagem contribui com o desenvolvimento da competência geral 3

Solicitar que voluntários façam a leitura em voz alta do trecho do mito apresentado no Livro do estudante sobre a origem dos Karajá. Pedir que, após a leitura, a turma exponha, resumidamente, o que compreendeu do mito. Essa é uma oportunidade para incentivar sua competência leitora, avaliando a interpretação textual feita.

A apresentação do mito de origem dos Karajá é uma forma de se trabalhar com o tema contemporâneo transversal Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

ORIGEM DA VIDA

Desde há muito tempo, os seres humanos buscam e elaboram explicações para os fenômenos que observam no mundo. Uma das questões que sempre despertou curiosidade é a origem da vida.

1 Você conhece algum mito sobre a origem dos seres humanos e de outros seres vivos? Converse com seus colegas sobre o assunto.

Comentários sobre as atividades

1. Caso os estudantes conheçam outras explicações, pedir que as compartilhem com a turma. Caso não conheçam outros mitos, é possível solicitar que façam uma pesquisa sobre a temática e que compartilhem os resultados encontrados na aula seguinte. Se desejar, organizar essa atividade em grupos, opor-

2 Os mitos explicam os fenômenos naturais com base nos costumes e nas crenças de um povo. No que se baseiam as explicações científicas acerca desses fenômenos?

Resposta pessoal. Resposta pessoal.

Ao longo da história, diversos povos criaram sua própria maneira de explicar como os seres vivos, ou especificamente os seres humanos, surgiram no planeta Terra. Essas explicações, que se baseiam nos costumes e nas crenças do povo que as criou, também são chamadas mitos e são transmitidas entre as gerações, como parte da cultura de cada povo. O trecho a seguir, sobre o mito de origem dos karajá, povo indígena com território distribuído entre estados da região Centro-Oeste e Norte do Brasil, exemplifica isso.

O mito de origem dos Karajá conta que eles moravam numa aldeia, no fundo do rio, onde viviam e formavam a comunidade dos Berahatxi Mahadu, ou povo do fundo das águas. […] Interessado em conhecer a superfície, um jovem Karajá encontrou uma passagem, […] na Ilha do Bananal. Fascinado pelas praias e riquezas do Araguaia e pela existência de muito espaço para correr e morar, o jovem reuniu outros Karajá e subiram até a superfície.

Tempos depois, encontraram a morte e as doenças. Tentaram voltar, mas a passagem estava fechada, e guardada por uma grande cobra, por ordem de Koboi, chefe do povo do fundo das águas. Resolveram então se espalhar pelo Araguaia, rio acima e rio abaixo. Com Kynyxiwe, o herói mitológico que viveu entre eles, conheceram os peixes e muitas coisas boas do Araguaia.

Depois de muitas peripécias, o herói casou-se com uma moça Karajá e foi morar na aldeia do céu, cujo povo, os Biu Mahadu, ensinou os Karajá a fazer roças.

LIMA FILHO, Manuel Ferreira. Karajá. Povos indígenas no Brasil. [S l.], 20 jan. 2021. Disponível em: https://pib.socioambiental.org/pt/ Povo:Karajá. Acesso em: 11 maio 2022.

tunizando o exercício do diálogo e da cooperação. Conduzir a conversa de modo que todas as explicações sejam respeitadas e valorizadas.

2. Os estudantes podem mencionar procedimentos como observação, levantamento e análise de dados coletados, levantamento e teste de hipóteses, análise do resultado do teste, elaboração de conclusões sobre os fenômenos estudados, entre outros.

Ao realizar essa atividade, procurar destacar características que distinguem mitos de explicações científicas. Por exemplo, os mitos não podem ser testados quanto à sua veracidade, nem corroborados ou refutados – o que é plenamente possível (e necessário) para a construção de conhecimentos científicos. Os conhecimentos científicos estão submetidos a métodos que proporcionam sua constante construção, sendo revistos, reestruturados, reformulados ou corroborados.

Menina indígena do povo karajá, na Aldeia Fontoura, Ilha do Bananal (TO), 2007.

Nos mitos estão incorporados os traços culturais de um povo: seus conhecimentos, comportamentos, costumes e tradições. A cultura de cada grupo social apresenta suas próprias singularidades, que devem ser valorizadas e respeitadas.

Além de compor narrativas culturais, a origem dos seres vivos também é objeto de estudo da área de Ciências Naturais. Contudo, diferentemente das explicações mitológicas, as explicações científicas baseiam-se em procedimentos científicos típicos, que foram construídos, testados e validados ao longo dos anos por diversos cientistas.

A construção do conhecimento científico

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

• A Ciência é um empreendimento humano que busca compreender e explicar fenômenos que ocorrem na natureza e no Universo por meio de procedimentos sistematizados adotados em investigações científicas.

• Os conhecimentos científicos são baseados em fatos e sustentados por evidências.

Os conhecimentos científicos são construídos e per petuados por meio de pesquisas sobre os fenômenos que ocorrem na sociedade, no planeta e no Universo, a partir de investigações científicas. É importante destacar que não existe um método único e universal – cada pesquisa apresenta particularidades –, entretanto, os procedimentos apresentados a seguir referem-se a etapas comuns a boa parte das pesquisas.

As investigações científicas são orientadas por perguntas ou problemas, os quais são levantados na comunidade científica a respeito de diversos fenômenos. Esses questionamentos são formulados a partir de conhecimentos que já existem e devem ser relevantes para a área em estudo. Para responder a esses questionamentos, os pesquisadores podem elaborar hipóteses, que consistem em explicações possíveis para a pergunta inicial; elas orientam as pesquisas. Ao longo da investigação, as hipóteses são testadas, podendo, ao final dela, ser confirmadas (quando verdadeiras) ou refutadas (quando falsas).

Para testar hipóteses, os pesquisadores coletam informações e, posteriormente, as analisam. Portanto, as investigações contam com a coleta e a análise de dados, os quais auxiliam em um melhor entendimento do problema investigado.

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Existem diversos locais e formas de se coletar dados em pesquisas científicas. É possível, por exemplo, coletá-los em laboratório, no ambiente natural, em museus e em unidades básicas de saúde. Nesses locais, a coleta pode ocorrer por meio de entrevistas, utilizando-se gravadores de áudio ou vídeo; pela análise de imagens registradas por câmeras fotográficas ou desenhos; ou, ainda, pela leitura de artigos e livros disponíveis em bibliotecas ou na internet.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A construção do conhecimento científico

Antes de iniciar o trabalho com esse assunto, perguntar o que os estudantes entendem por Ciência. Pedir que listem palavras que associam ao termo Ciência e solicitar que expliquem as associações feitas. Essa dinâmica permite uma avaliação de seus conhecimentos prévios sobre o as-

?

Observação e questionamento Levantamento de hipóteses

• Os conhecimentos científicos não são estáticos e findados em si mesmos, mas constante mente revistos, podendo ser reformulados, reiterados e até futados, conforme o pro gresso de novas pesquisas. Por exemplo, em tempos antigos, acreditava-se na geração espontânea dos seres vivos. Com o avanço dos estudos, verificou-se que eles surgem de outros seres existentes (assunto estudado na Unidade).

Os conhecimentos científicos se relacionam ao contexto econômico, político, cultural e social do período em que se desenvolvem. Por exemplo, durante a pandemia de covid-19, muitas pesquisas se voltaram a compreender aspectos da doença.

• A Ciência se desenvolve a partir da colaboração entre diferentes pessoas (pesquisadores, técnicos de laboratório, participantes de pesquisa etc.), institutos de pesquisa e universidades. Todos são importantes para o andamento das investigações científicas.

• A Ciência pode ser desenvolvida por homens e mulheres de qualquer condição social ou etnia.

sunto. Verificar se suas percepções iniciais se enquadram nos estereótipos midiáticos da Ciência e da forma como ela se desenvolve, por exemplo, que as pesquisas são realizadas por uma só pessoa, geralmente um homem branco e de idade mais avançada. Esses estereótipos precisam ser suplantados ao longo da escolarização dos estudantes. De modo a contribuir com esse processo, promover uma discussão sobre o assunto, considerando os seguintes pontos:

Ao comentar as etapas da investigação científica, destacar que não são todas as pesquisas que as apresentam. Por exemplo, algumas pesquisas de cunho qualitativo não dispõem de hipóteses a serem testadas, mas contam com objetivos a serem cumpridos ao longo da investigação.

Destacar que os questionamentos na etapa inicial orientam as investigações em curso e que, a partir deles, são definidas as formas de coleta e de análise de dados.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Também explicar que os questionamentos podem ser formulados a partir da observação de fenômenos que ocorrem no ambiente, da leitura dos resultados obtidos em outras pesquisas da área, entre outras formas.

Ao comentar sobre as hipóteses, explicar que não é possível fazer generalizações a partir da corroboração de uma hipótese. Ou seja, sua validação se restringe ao contexto em que a pesquisa se desenvolveu – o que não significa que também será validada em contextos distintos. Para verificar se ela será confir mada em outras situações, faz-se necessário o desenvolvimento de novas pesquisas.

Ao comentar sobre a divulga ção dos resultados de pesquisas, explicar aos estudantes que isso normalmente é feito a partir da publicação de artigos científicos em periódicos e revistas da área.

Para tanto, o pesquisador precisa submetê-lo à avaliação, feita pelos editores (também pesquisa dores) do periódico considerado. A avaliação precisa ser feita por mais de um editor, além de ser rea lizada às cegas. Ou seja, o(s) pesquisador(es) responsável(is) pelo artigo produzido não é(são) identificado(s), para garantir imparcialidade na avaliação. Os editores, então, produzem um parecer, que informa se o artigo está aprovado (nesse caso, sem ou com correções a serem feitas) ou reprovado.

Muitos periódicos e revistas científicas são acessíveis de forma gratuita pela população. Contudo, sabe-se que seu acesso normalmente é feito por outros pesquisadores e membros da própria academia. Então, de modo a contribuir com a facilitação do contato da população com os resultados das pesquisas desenvolvidas pela comunidade científica, faz-se importante sua divulgação pelos meios de comunicação de massa. Sobre esse

Algumas formas de coleta envolvem o uso de instrumentos específicos. Para coletar dados sobre a qualidade da água ou a composição do solo, por exemplo, é possível utilizar um instrumento para medir sua acidez, outro para avaliar a presença e a concentração de certas substâncias no meio, termômetros para averiguar a temperatura, entre outros. Além dessas práticas, há muitos outros modos possíveis de coleta de dados.

Interpretação de resultados

Após a coleta, é feita a análise dos dados. Os resultados obtidos são interpretados com base nos conhecimentos já existentes, o que possibilita a elaboração de conclusões. As conclusões de uma investigação, no geral, revelam novos conhecimentos, que podem ou não divergir daqueles já existentes. Também pode ocorrer sua complementação, reforçando-se o conhecimento anterior.

Seja qual for o resultado, os novos conhecimentos precisam ser compartilhados com a comunidade de cientistas ao redor do mundo, o que pode ser feito por meio da publicação em revistas, de palestras e de apresentações. Essa etapa é importante para que outros pesquisadores possam ter acesso ao trabalho realizado e avaliar os resultados obtidos. Também é fundamental que o conhecimento chegue à população, informando-a e possibilitando a reflexão e um debate mais amplo sobre diversos assuntos, podendo até resultar em alterações de hábitos.

Elaboração de conclusões

Representações de parte das etapas comuns às investigações científicas.

Os cientistas devem sempre discutir os dados coletados e os resultados de suas pesquisas.

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assunto, aproveitar para destacar a possibilidade de erros interpretativos por parte dos veículos de comunicação, gerando distorções dos resultados encontrados, o que abre espaço para a divulgação de fake news

A apresentação das etapas das investigações científicas contribui com o desenvolvimento da competência específica 2

Os pesquisadores podem coletar dados diretamente na natureza. Avalon (Austrália), 2020.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

A Ciência e a origem da vida

Atualmente, sabemos que os seres vivos se originam de outros seres vivos preexistentes, por meio da reprodução. No entanto, isso nem sempre foi uma certeza. No passado, embora se soubesse que seres vivos se reproduziam, muitas pessoas acreditavam em outras formas de geração de vida, por exemplo, na ideia de que larvas de insetos podiam surgir espontaneamente sobre corpos em decomposição.

A ideia de que alguns seres vivos poderiam se originar de matéria não viva é chamada geração espontânea, explicação que se originou na Grécia antiga e se manteve por muitos séculos.

No século XVII, o médico italiano Francesco Redi (1626-1697) fez um experimento para contestar a ideia vigente. Redi colocou pedaços de carne crua no interior de alguns recipientes de vidro, mantendo alguns deles cobertos com tela e outros, abertos. Com o passar dos dias, ele notou que havia larvas sobre os pedaços de carne que estavam nos recipientes abertos, mas que nada aparecera sobre os pedaços de carne dos recipientes cobertos com tela.

A Ciência e a origem da vida

Este tópico contribui com o desenvolvimento da competência geral 1 e da competência específica 1

Telas

Larvas de mosca

Após alguns dias

Carne em decomposição, sem larvas de mosca, nos frascos cobertos com tela.

Elaborado com base em: VIDA e educação em ciências. USP: e-disciplinas. [S l.], [2019?]. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/mod/book/view.php?id=2434792&chapterid=20331. Acesso em: 19 maio 2022.

Representação do experimento de Redi: à esquerda, os frascos no início do experimento; à direita, os mesmos frascos ao final do experimento.

Analisando os resultados, Redi chegou à conclusão de que as larvas de mosca observadas na carne dos recipientes abertos surgiam de ovos colocados ali por moscas adultas. Isso não acontecia nos recipientes com tela, porque as moscas adultas não conseguiam alcançar a carne. Com base nisso, Redi argumentou contra a ideia de geração espontânea, demonstrando que as larvas eclodiam de ovos de mosca.

Preparo do experimento 151

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Ao explicar a geração espontânea, destacar sua importância histórica. Comentar que, por diversos séculos, essa concepção se manteve vigente na sociedade, até que diversos estudos relativos à origem da vida contribuíssem para ela ser refutada. Utilizar o assunto da página para explicar que os conhecimentos científicos estão em constante construção. Após apresentar o experimento de Redi, solicitar aos estudantes que o relacionem com algumas das etapas de investigações científicas estudadas. Por exemplo, a partir de suas observações do mundo, Redi levantou um questionamento sobre a origem de larvas em carnes em decomposição, propondo a hipótese de que as larvas não surgiam espontaneamente, mas surgiam a partir da deposição de ovos de insetos. Para testar essa hipótese, ele desenhou um experimento no qual uma tela impediria o contato de insetos com a carne. A partir desse experimento, ele coletou dados (as larvas não apareceram sobre os pedaços de carne que estavam no interior dos recipientes coberto com as telas, enquanto nos recipientes descobertos, as larvas apareceram) e os analisou. Em seguida, ele interpretou resultados, considerando que as larvas que apareceram sobre os pedaços de carne mantidos em recipientes descobertos surgiram em decorrência da deposição de ovos feita por moscas. Assim, ele concluiu que as larvas não surgiam por geração espontânea. Destacar que os conhecimentos sobre a origem da vida foram historicamente construídos.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Pedaços de carne crua em dois recipientes cobertos com tela.

Pedaços de carne crua em dois recipientes abertos.

Larvas de mosca crescendo sobre os pedaços de carne em decomposição nos recipientes abertos.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao comentar sobre os seres microscópicos, mencionar aos estudantes que, embora lentes de aumento já existissem há bastante tempo, os primeiros microscópios foram criados somente no fim do século XVI, permitindo a observação da vida microscópica, um mundo antes invisível para a humanidade.

Informar aos estudantes que hoje se sabe que a maior parte dos seres vivos existentes são microrganismos.

Sobre o experimento de Pasteur, ao citar o procedimento de fervura, explicar sobre o efeito da temperatura nos microrganismos. Mencionar que, para muitas espécies, a alta temperatura é fatal, e a baixa temperatura pode levar a uma redução de seu metabolismo e até à morte. Ressaltar que existem espécies de microrganismos capazes de sobreviver a condições extremas, denominados extremófilos. Especificamente, aqueles capazes de sobreviver a faixas elevadas de temperatura são chamados de termófilos.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

FICA A DICA

Saiba como, no passado, estudiosos davam diversas receitas sobre geração espontânea, no link disponível em: http:// www.invivo.fiocruz.br/ cienciaetecnologia/ o-misterio-da-geracao3-pasteur-sobe-amontanha/. Acesso em: 11 maio 2022.

Após o experimento de Redi, a comunidade científica passou a reconhecer que seres macroscópicos não poderiam surgir espontaneamente. No entanto, a origem de seres microscópicos ainda não era completamente entendida. Um experimento que argumentou contra a geração espontânea de seres microscópicos foi o do microbiologista e químico francês Louis Pasteur (1822-1895).

Em seu experimento, Pasteur colocou um caldo à base de carne no interior de frascos de vidro. O caldo foi submetido à fervura por alguns minutos, para eliminar microrganismos que pudessem já estar presentes. Em seguida, usando fogo, Pasteur modelou o vidro, puxando cuidadosamente os gargalos e deixando-os curvos e alongados como “pescoços de cisne”. Assim, o ar podia entrar no frasco, mas certas partículas e microrganismos contidos nele ficavam retidos na curvatura do gargalo. Ele, então, retirou o gargalo de alguns frascos, mas manteve outros intactos.

Pasteur observou que, nos frascos cujos gargalos tinham sido removidos, a cor do caldo de carne se alterou. Com essas observações, ele concluiu que microrganismos presentes no ar entraram em contato com o caldo e, encontrando alimento, se multiplicaram. Já nos frascos intactos, a cor do caldo nutritivo não se alterou, pois os microrganismos não puderam entrar em contato com o caldo, conforme a ilustração a seguir.

Caldo nutritivo Frasco com gargalo removido

Caldo nutritivo intacto Caldo nutritivo alterado

Elaborado com base em: MADIGAN, Michael T. et al Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. p. 16.

Representação do experimento de Pasteur.

Com base nos resultados do experimento, Pasteur pôde argumentar contra a ideia de geração espontânea de seres microscópicos: se os microrganismos pudessem surgir de forma espontânea, sua presença também teria sido observada nos frascos mantidos intactos.

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EDELFELT, Albert. Louis Pasteur. 1885. Óleo sobre tela, 158 cm x 130 cm. Paris, Musée d’Orsay.

MICHAEL MARTEN/SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

Preparo do experimento Após alguns dias

Como teria surgido o primeiro ser vivo?

Além do experimento de Pasteur, o aperfeiçoamento do microscópio e outros estudos contribuíram para que a ideia de que um organismo vivo se origina somente de outro ser vivo ganhasse força. Entretanto, outra importante questão ainda permanecia: se todo ser vivo é originado de outro ser vivo, de onde teria se originado o primeiro ser vivo da Terra?

Existem diversas hipóteses que tentam responder a essa questão. Entre elas, podemos destacar a hipótese formulada pelo bioquímico russo Aleksandr Ivanovich Oparin (1894-1980) e pelo biólogo britânico John B. S. Haldane (1892-1964). Segundo esses cientistas, o primeiro ser vivo do planeta Terra teria surgido há bilhões de anos pela combinação de elementos químicos presentes na Terra primitiva.

Essa hipótese considera que a atmosfera primitiva era composta por gás metano (CH4), gás hidrogênio (H2), gás amônia (NH3) e água (H2O), na forma de vapor ou em gotículas suspensas na atmosfera. A energia de descargas elétricas de tempestades, que, então, eram muito frequentes, e a radiação solar teriam agido sobre as moléculas dessas substâncias e alterado sua conformação, possibilitando a formação das primeiras moléculas orgânicas

Essas moléculas teriam se acumulado inicialmente na água de poças à beira do mar, formando aglomerados, que, com o passar do tempo, transformaram-se em estruturas de metabolismo simples, capazes de absorver substâncias do ambiente. Da formação das primeiras moléculas orgânicas até o aparecimento dos primeiros organismos, ou primeiras células, teriam se passado milhões de anos. Posteriormente, esses organismos se espalharam pelos mares primitivos.

Moléculas orgânicas são a base da composição dos seres vivos. De forma geral, são constituídas principalmente de átomos de carbono e de hidrogênio, como os carboidratos, as proteínas e os lipídios. Embora existam hipóteses sobre a origem da vida que consideram que moléculas orgânicas tenham sido formadas a partir de elementos do ambiente submetidos às descargas elétricas e à radiação solar, as moléculas orgânicas iniciais eram muito mais simples do que os carboidratos, as proteínas e os lipídios que conhecemos atualmente.

Molécula de glicose, um carboidrato.

C6H12O 6

Carbono

Nitrogênio

Oxigênio Hidrogênio

Como teria surgido o primeiro ser vivo?

Ao iniciar o assunto, comentar que a idade do planeta Terra é estimada em 4,5 bilhões de anos e que evidências sugerem que a vida nela surgiu há pelo menos 3,5 bilhões de anos. Essas evidências são os estromatólitos, rochas formadas como resultado do metabolismo de cianobactérias fotossintetizantes. Sobre o assunto, ler o trecho a seguir.

C 3H7NO2

Molécula de alanina, um aminoácido.

C12H24 O2

Molécula de ácido graxo láurico, um lipídio.

Representação de moléculas, com um exemplo de carboidrato, um exemplo de lipídio e um exemplo de aminoácido. As proteínas são constituídas por aminoácidos.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Para alguns cientistas, o registro mais antigo de vida no planeta são assinaturas químicas que indicam a presença de organismos há cerca de 4 bilhões de anos. Porém, as evidências mais confiáveis são rochas formadas pela ação de microrganismos, mais precisamente pelas cianobactérias. São os estromatólitos, encontrados em diferentes partes do nosso planeta, inclusive no Brasil. Os mais antigos datam de 3,45 bilhões de anos e foram encontrados na região de Pilbara, oeste da Austrália. Curiosamente, é também na Austrália, em Shark Bay, onde se encontram estromatólitos recentes – que são muito raros –, nos quais se pode observar bolhas de oxigênio, tal qual teria acontecido há bilhões de anos.

KELLNER, Alexander W. A. As evidências dos primeiros seres vivos. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, n. 363, mar. 2020. Disponível em: https://cienciahoje.org.br/ artigo/as-evidencias-dos-primeiros-seresvivos/. Acesso em: 22 jun. 2022.

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ILUSTRAÇÕES: ADILSON SECCO

Moléculas orgânicas

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Entre as moléculas que o experimento de Miller e Urey foi capaz de gerar, é possível destacar aldeídos, ácidos carboxílicos e aminoácidos.

Se julgar necessário, explicar aos estudantes que, apesar de os resultados obtidos por Miller e Urey em seu experimento reiterarem a hipótese de Oparin e Haldane, hoje sabe-se que o ambiente terrestre não era rico em hidrogênio, amônia e metano, como descrito por esses últimos cientistas, mas sim rico em dióxido de carbono e nitrogênio. Portanto, essa hipótese não pode ser entendida como válida para explicar a origem da vida no planeta Terra, mas foi importante para instigar a continuidade das pesquisas realizadas na comunidade científica sobre o assunto.

Nas décadas seguintes à proposição dessa hipótese, outras linhas de pensamento foram se consolidando entre os pesquisadores que estudam a origem da vida na Terra. Para alguns pesquisadores, por exemplo, a vida teria se originado a partir da capacidade de duplicação de uma molécula de material genético. Para outros, a vida teria se originado a partir de redes de reações metabólicas relacionadas ao aproveitamento da energia. Para outra parte dos pesquisadores, a vida teria se originado a partir da formação de pequenos compartimentos delimitados externamente por membrana. Também há aqueles que consideram que todos esses fatores foram essenciais para o surgimento da vida, e que, portanto, a vida teria se originado a partir de todos eles, que teriam ocorrido de forma simultânea nos primórdios do planeta.

Apesar das diferentes linhas de pensamento existentes, nenhuma delas ainda é capaz de

IMAGEM FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Os primeiros cientistas a testar a hipótese proposta por Oparin e Haldane foram os estadunidenses Stanley Miller (1930-2007) e Harold Urey (1893-1981).

Eles criaram, em laboratório, um ambiente fechado em que simularam as condições que se supunha terem existido na Terra primitiva, como mostra a ilustração.

Frasco com gases metano, amônia e hidrogênio, além de vapor de água, simulando a atmosfera da Terra primitiva, segundo Oparin e Haldane.

Frasco com água aquecida.

+ 3 4

Para simular as condições de tempestades e raios da hipótese, Miller e Urey aplicaram descargas elétricas ao sistema.

O vapor era resfriado em um condensador.

O líquido condensado era coletado em outro frasco. 5

Quando analisaram o líquido coletado, eles identificaram a presença de moléculas complexas, que não estavam lá no início do experimento. Assim, Miller e Urey constataram a formação de moléculas orgânicas que podem ter sido fundamentais para a formação de células. O teste de hipótese efetuado por Miller e Urey foi muito importante, pois demonstrou ser possível a formação de moléculas complexas a partir da combinação de moléculas simples em condições adequadas. Contudo, é importante ressaltar que estudos posteriores, como os que comparam a composição da atmosfera dos planetas do Sistema Solar, indicam que as condições primitivas da Terra podem ter sido diferentes daquelas propostas por esses cientistas, portanto, saber como os seres vivos se originaram em nosso planeta ainda é uma questão não resolvida, e novas hipóteses continuam a ser formuladas atualmente.

Vida originada por cometas?

Há pesquisadores que têm como hipótese a ideia de que a vida na Terra pode ter se iniciado de moléculas orgânicas simples presentes em cometas que colidiram com a Terra. Já na superfície terrestre, essas moléculas teriam sofrido alterações, transformando-se em moléculas mais complexas, por causa da própria colisão do cometa com a Terra e das condições presentes nos primórdios do planeta.

Uma das evidências para essa hipótese são as moléculas orgânicas encontradas na superfície de meteoritos que caíram sobre a Terra. Essa hipótese foi reforçada com a missão Rosetta, que pousou o robô Philae na superfície do cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, em 2016, e encontrou a presença de moléculas de água, oxigênio e glicina, uma molécula orgânica essencial para a vida.

Apesar das evidências, essa hipótese ainda é alvo de grande debate científico e necessita de mais estudos, assim como todas as hipóteses que se relacionam à origem da vida.

comprovar como a vida se originou no planeta –o que é uma tarefa extremamente difícil. Boa parte das explicações consistem em hipóteses, as quais se encontram em fase de testes. De qualquer forma, todas contribuíram (e ainda contribuem) para a ampliação do arcabouço de conhecimentos existentes sobre o assunto.

Elaborado com base em: SADAVA, David et al Vida: a ciência da biologia. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. p. 62. Representação do experimento de Miller e Urey.

2. No passado, era aceita a hipótese da geração espontânea; no entanto, os resultados de investigações científicas possibilitaram compreender que os seres vivos têm origem de outros preexistentes.

• ATIVIDADES

1. Diversos povos elaboraram explicações sobre a origem do mundo, da humanidade e de outros seres. Em um mito do povo Asteca conhecido como “Lenda dos cincos sóis”, os astecas contam que existiram quatro eras anteriores à existência deles. Cada uma dessas eras, também denominadas sóis, foi governada por um deus ou uma deusa. A divindade de cada sol deu origem a uma população única de humanos, que acabou devastada por uma catástrofe natural. No primeiro sol, por exemplo, os humanos foram devorados por onças. O quinto e último sol foi governado por Nahui-Ollin, que deu origem à população atual de seres humanos, a partir dos ossos do povo da era anterior. Veja a representação de Chalchiuhtlicue, deusa que governou o quarto sol asteca. Explicações mitológicas, como a que você acabou de ler, seguem os mesmos princípios utilizados pela Ciência? Justifique sua resposta.

Divindade asteca Chalchiuhtlicue, segundo o Codex Borbonicus, um manuscrito desenvolvido na região que hoje corresponde ao México. Autoria desconhecida. [1507?].

2. Em tempos antigos, os recursos tecnológicos disponíveis para o desenvolvimento de pesquisas científicas eram diferentes dos atuais. Com o avanço dos estudos e da tecnologia, novas descobertas foram feitas, os conhecimentos científicos puderam ser aprimorados, e as explicações científicas sobre fenômenos cotidianos foram reformuladas. Assim, muitas teorias elaboradas em séculos passados podem não ser válidas para a comunidade científica atual, mas, naquele contexto histórico e social, elas eram amplamente aceitas. Relacione as informações anteriores com o histórico das explicações científicas sobre a origem dos seres vivos, estudado neste Tema.

3. No século XVII, o médico belga Jan Baptiste van Helmont (1580-1644) escreveu receitas para produzir animais vivos. Ele afirmava que, quando se colocava trigo em um jarro e se fechava esse jarro com uma camisa suja, um fermento proveniente da camisa, modificado pelo odor dos grãos, transformava o trigo em ratos e que o tempo de surgimento dos ratos era de aproximadamente 21 dias.

a) Que ideia está por trás dessa crença de Helmont, assim como da de outros estudiosos de sua época?

A ideia de geração espontânea de vida.

b) O que afirmava essa hipótese? Cite um exemplo.

c) Levante outra hipótese que explique o surgimento de ratos, considerando a forma com que Helmont executou o experimento.

Resposta pessoal.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS ATIVIDADES

1. Explicações mitológicas são criações simbólicas que se baseiam nos costumes e nas crenças do povo que as criou e são transmitidas entre as diferentes gerações como parte da cultura de cada povo. As investigações científicas, ao contrário, são construídas a partir de evidências e desenvolvidas com base em investiga-

ções científicas que, de forma geral, envolvem as etapas de: questionamento H levantamento de hipóteses H coleta e análise de dados H interpretação de resultados H elaboração de conclusões. Conversar com os estudantes sobre a importância de valorizar a cultura de diferentes povos, distinguindo-a dos princípios

da Ciência. Mencionar como os costumes e a crença do povo Asteca, que faziam parte de sua cultura, influenciaram na criação de mitos.

2. Ao trabalhar essa atividade, explorar a relação entre Ciência e Tecnologia. Explicar aos estudantes que o avanço dos conhecimentos científicos é auxiliado pelo desenvolvimento tecnológico e vice-versa.

3. A elaboração de hipóteses contribui com o desenvolvimento da competência geral 2

c) Auxiliar os estudantes a elaborar uma explicação que possa ser testada e verificada (hipótese). É possível que digam que os ratos seriam provenientes de outros locais, pois eram atraídos pelo odor dos grãos e entravam nos jarros, que não estavam vedados (tinham sua abertura apenas encoberta com uma camisa). Se julgar conveniente, pedir que planejem etapas de uma investigação que permitisse realizar o teste de suas hipóteses (por exemplo: como coletariam os dados? Como analisariam esses dados? etc.). No exemplo citado, poderiam dizer que preparariam dois tipos de jarros, sendo um deles completamente vedado com tampa e outro com a abertura apenas encoberta com a camisa suja.

3. b) Afirmava que alguns seres vivos podiam surgir espontaneamente de matéria não viva, inanimada. Por exemplo, larvas de insetos podiam “surgir” sobre corpos em decomposição, de forma espontânea.

1. Resposta nas Orientações para o professor.

O aparecimento de larvas de insetos em alimentos estragados, por exemplo, era uma situação que poderia fazer com que as pessoas acreditassem no surgimento das larvas por geração espontânea. Incentivar os estudantes a trazerem outras ideias pertinentes, relacionadas aos costumes e à estrutura da época.

b) Redi colocou pedaços de carne crua no interior de alguns recipientes de vidro, mantendo alguns deles cobertos com uma tela e outros, abertos. Com o passar dos dias, Redi percebeu que surgiram larvas sobre os pedaços de carne que estavam nos recipientes abertos, mas que nada aparecera sobre os pedaços de carne dos recipientes cobertos. Analisando o que observou, Redi chegou à conclusão de que as larvas de mosca observadas na carne dos recipientes abertos surgiam de ovos colocados ali por moscas adultas e que isso não acontecia nos recipientes fechados, porque, neles, as moscas não conseguiam entrar. Ou seja, as larvas eclodiam de ovos de mosca, não surgiam de forma espontânea, como se acreditava.

5. Questionar os estudantes sobre qual foi a principal contribuição do experimento de Pasteur às ideias da época sobre a origem da vida. É esperado que digam que, com seu experimento, Pasteur concluiu que microrganismos surgem de outros preexistentes, não de maneira espontânea, como se pensava.

6. I, II e III estão corretas. IV: o teste de hipótese efetuado por Miller e Urey foi muito importante, pois o resultado que obtiveram demonstrou ser possível a formação de moléculas complexas a partir da combinação de moléculas simples. Contudo, tais resultados não confirmam a hipótese levantada por Oparin e Haldane, já que atualmente se sabe que as condições primitivas da Terra foram diferentes daquelas inicialmente propostas por esses cientistas.

5. c) A alteração da cor do caldo de carne é decorrente da multiplicação dos microrganismos presentes no ar que entraram em contato com o caldo e encontraram condições favoráveis à sua reprodução.

4. Em séculos anteriores, uma das explicações aceitas pelas pessoas em relação à origem dos seres vivos era denominada geração espontânea.

a) Cite uma situação que, no cotidiano daquela época, poderia contribuir para que as pessoas acreditassem nessa ideia.

b) Redi realizou um experimento que contestava a ideia da geração espontânea. Explique o experimento realizado por esse naturalista e as conclusões a que chegou.

5. Observe as etapas do experimento de Pasteur.

I. Pasteur observou que, nos frascos cujos gargalos tinham sido removidos, a cor do caldo de carne se alterou. Nos frascos intactos, a cor do caldo nutritivo não se alterou.

II. Pasteur colocou um caldo à base de carne no interior de frascos de vidro.

III. Pasteur modelou o vidro, puxando os gargalos e deixando-os curvos e alongados como “pescoços de cisne”.

IV. Pasteur, então, retirou o gargalo de alguns frascos, mas manteve outros intactos.

V. O caldo foi submetido à fervura por alguns minutos, para eliminar microrganismos que pudessem já estar presentes.

a) Coloque as etapas do experimento na ordem correta.

b) Qual etapa do experimento foi feita para que o ar pudesse entrar no frasco, enquanto microrganismos e outras partículas ficariam retidos na curvatura do gargalo?

c) O que significa a alteração da cor do caldo de carne?

6. Miller e Urey foram os primeiros cientistas a testar a hipótese proposta por Oparin e Haldane. Analise as afirmativas a seguir sobre o experimento que Miller e Urey realizaram e corrija as falsas.

I. Miller e Urey criaram, em laboratório, um ambiente fechado em que simularam as condições que se supunha terem existido na Terra primitiva.

II. Para simular as condições de tempestades e raios da hipótese, Miller e Urey aqueceram a água e forneceram descargas elétricas ao sistema.

III. Quando analisaram o líquido coletado, Miller e Urey identificaram a presença de moléculas complexas, que não estavam lá no início do experimento. Assim, constataram a formação de moléculas orgânicas fundamentais para a formação de células.

IV. O teste de hipótese efetuado por Miller e Urey foi muito importante, pois o resultado obtido por eles é uma prova de que a hipótese de Oparin e Haldane está correta.

Representação artística de como seria a Terra por volta do período de sua formação, há 4,6 bilhões de anos.

7. Em relação às ideias de Oparin e Haldane sobre a origem do primeiro ser vivo no planeta Terra, responda.

a) Para esses pesquisadores, qual teria sido a constituição da atmosfera terrestre primitiva?

b) Como teria sido a formação das primeiras moléculas orgânicas?

c) Como o primeiro ser vivo teria surgido a partir das primeiras moléculas orgânicas?

7. a) Segundo as suposições da época, nos primórdios do planeta, a atmosfera terrestre seria composta de gás metano (CH4), gás hidrogênio (H2), gás amônia (NH3) e água, na forma de vapor ou em gotículas suspensas.

b) A energia de descargas elétricas de tempestades, que eram muito frequentes, e a radiação solar teriam agido sobre os gases da atmosfera terrestre primitiva e alterado sua composição, permitindo a formação das primeiras moléculas orgânicas.

c) As primeiras moléculas orgânicas teriam se acumulado inicialmente na água de poças à beira do mar, formando aglomerados que, com o passar do tempo, se transformaram em estruturas de metabolismo simples, capazes de absorver substâncias do ambiente. Da formação das primeiras moléculas orgânicas até o aparecimento dos primeiros organismos, ou primeiras células, teriam se passado milhões de anos. Posteriormente, esses organismos se espalhariam pelos mares primitivos.

III.

II, V, III, IV, I.

4. Respostas nas Orientações para o professor

6. Resposta nas Orientações para o professor

7. Respostas nas Orientações para o professor

2

1. O bicudo se alimenta de sementes, o beija-flor-rajado, de néctar, o pica-pau-de-cabeça-amarela, de larvas de insetos e a águia-cinzenta, de carne de animais.

EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS

2. Resposta pessoal. Professor, conversar com os estudantes sobre a forma como chegaram às suas respostas.

2. EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS

Iniciar a aula pedindo à turma que analise as fotografias presentes no Livro do estudante e que cite o que distingue as espécies de aves apresentadas. É esperado que os estudantes apontem as diferenças de tamanho, forma da cabeça, cor das penas e, conforme destacado, formato dos bicos. Solicitar que levantem hipóteses sobre os hábitos alimentares das diferentes aves representadas, considerando os formatos de seus bicos, oportunizando seu envolvimento com práticas científicas. Registrar as hipóteses dos estudantes na lousa, para que possam corrigi-las após a realização da atividade oral 2 do Livro do estudante. Essa e as demais atividades orais podem ser realizadas depois dessa breve dinâmica inicial.

1 Analise o formato do bico de cada uma das aves apresentadas e associe-o a um desses hábitos alimentares: sementes com envoltório duro, que precisa ser quebrado; néctar escondido no fundo das flores; larvas de insetos que vivem dentro do tronco de árvores; e carne de animais, que precisa ser cortada e dilacerada.

2 Em que você se baseou para responder à questão anterior?

3 Há uma grande diversidade de formatos de bico entre as aves. Em muitos casos, eles podem ser especializados na obtenção de determinados alimentos, como exemplificado pelas aves presentes nas fotografias. Considerando essas informações, duas pessoas elaboraram diferentes explicações para essa diversidade. Acompanhe.

I. O formato do bico foi se modificando devido ao seu uso contínuo para determinada alimentação disponível no ambiente.

II. Cada ambiente possibilitou que espécies de aves com características vantajosas sobrevivessem e se reproduzissem.

O que você achou dessas explicações? Concorda com alguma delas? Ou discorda das duas? Existiria uma terceira explicação possível? Converse com seus colegas sobre isso.

3. Resposta pessoal. Professor, no momento não é esperado que os estudantes identifiquem qual dessas explicações é mais aceita atualmente, mas que pensem sobre o assunto e debatam suas ideias. 157

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Comentários sobre as atividades

1. Perguntar também se eles conhecem outros tipos de bicos associados a diferentes hábitos alimentares. Entre os possíveis exemplos, temos o bico dos flamingos, capaz de filtrar pequenas partículas de alimento presentes na água, o bico das garças, que funciona como uma lança para conseguir pescar peixes, e o bico

dos tucanos, que permite que essas aves se alimentem de diferentes frutos. Se desejar, solicitar que façam uma pesquisa sobre outros formatos de bico de aves e suas adaptações aos respectivos hábitos alimentares.

2. Alguns estudantes podem ter facilidade em fazer as associações, outros podem fazer isso com base em informações

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que já têm sobre as aves apresentadas, e outros podem não conseguir fazer o que se pede. Destacar que, nos estudos científicos, a observação é importante para o desenvolvimento de hipóteses.

3. Sugere-se que, antes da realização desta atividade, os estudantes sejam incentivados a elaborar explicações sobre o fenômeno observado.

Observe as imagens de algumas aves e, nos detalhes ampliados, seus bicos.

Águia-cinzenta (Urubitinga coronata).

Bicudo (Sporophila maximiliani).

Beija-flor-rajado (Ramphodon naevius).

Pica-pau-de-cabeça-amarela (Celeus flavescens).

MARCUSVDT/SHUTTERSTOCK.COM

EDUARDO MENEZES/SHUTTERSTOCK.COM LEONARDO MERCON/SHUTTERSTOCK.COM

WILFRED MARISSEN/SHUTTERSTOCK.COM

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao comentar sobre a história do pensamento evolutivo, dizer que, durante muito tempo, a visão do fixismo era predominante. A preocupação dos fixistas não era explicar as diferenças entre os seres vivos, mas definir e classificar as espécies que habitavam o planeta. Existiam duas principais vertentes dessa corrente de pensamento: a primeira acreditava que uma espécie era definida pelo seu conjunto de características (assim, um cavalo seria considerado um cavalo por possuir quatro patas, rosto alongado etc.); a outra vertente considerava que o ser vivo era definido por um "molde interno", uma "essência" que era passada entre as gerações e que garantia a semelhança entre seres da mesma espécie. Aproveitar esse exemplo para perguntar, dados os conhecimentos atuais, o que poderia ser essa "essência". É esperado que os estudantes associem esse fator, que era transmitido entre gerações, ao material genético dos seres vivos. Então, retomar alguns conceitos relacionados à hereditariedade, estudados na Unidade 4.

Comentar que o fixismo foi, aos poucos, suplantado pelo evolucionismo, por causa da contribuição de vários pesquisadores. Atualmente, diversas evidências sustentam a evolução biológica, como será estudado adiante na Unidade.

Solicitar aos estudantes que comparem os esqueletos dos fósseis apresentados na página com o esqueleto do cavalo atual. Comentar que o Hyracotherium viveu entre 55 e 45 milhões de anos atrás. Mencionar que existem outros fósseis conhecidos após o Hyracotherium e anteriores ao Equus. Neste momento, é importante os estudantes se atentarem aos milhões de anos que separam um fóssil do outro.

Nos diferentes ecossistemas da Terra, encontramos uma grande diversidade de seres vivos que podem apresentar muitas semelhanças entre si, mas também muitas diferenças.

Vamos considerar apenas as aves. Elas têm muitas semelhanças, como a presença de bico, penas e asas, mas essas estruturas não são todas iguais. Observe novamente as fotografias da página anterior. Se analisarmos detalhadamente o formato do bico das aves, podemos relacioná-lo a diferentes hábitos alimentares.

Como surgiram essas diferenças? E quanto às outras diferenças entre os seres vivos, qual será sua origem? Qual será a origem da biodiversidade da Terra?

Há tempos essas questões são objeto da atenção de estudiosos interessados em compreender a evolução das espécies por meio de pesquisas sobre as modificações que ocorreram nos seres vivos ao longo do tempo. Nem sempre se pensou que as espécies evoluíssem. No passado, muitos naturalistas acreditavam que elas fossem imutáveis, o que é denominado fixismo. O filósofo grego Aristóteles, que viveu no século IV a.C., por exemplo, era fixista; ele acreditava que os organismos vivos teriam se originado da forma como eram vistos no ambiente.

Atualmente, a evolução das espécies é aceita pela comunidade científica, pois muitas evidências de parentesco entre os seres vivos são conhecidas, como a existência de fósseis e as similaridades que compartilham em seu material genético. Observe nas imagens os fósseis de dois ancestrais e o esquelo do cavalo atual.

Esqueleto fóssil de animal do gênero Hyracotherium. Esse animal media cerca de 60 cm de comprimento e é o mais antigo ancestral conhecido do cavalo.

Esqueleto fóssil do gênero Mesohippus Esse ancestral do cavalo, que tinha cerca de 90 cm de comprimento, viveu entre 37 e 32 milhões de anos atrás, aproximadamente.

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Esqueleto de um cavalo do gênero Equus, o cavalo moderno, animal que tem em média 2,4 m de comprimento.

Desde a época de Aristóteles, ao longo da história das Ciências Naturais, diversas descobertas contribuíram para que se propusesse a ideia de que os seres vivos não poderiam ser imutáveis, ou seja, que eles mudariam ao longo do tempo.

O primeiro naturalista a propor uma teoria da evolução dos seres vivos foi o francês Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet (1744-1829), conhecido como cavaleiro de Lamarck.

Ao trabalhar a história do pensamento evolutivo, buscar evidenciar a Ciência como empreendimento humano e a construção gradual dos conhecimentos científicos. Esse assunto e essa abordagem desenvolvem a competência específica 1 e a competência geral 1.

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NATURAL HISTORY MUSEUM, LONDON/ALAMY/FOTOARENA DAVID STARNER/ CC-BY-3.0

DORLING KINDERSLEY/UIG/BRIDGEMAN IMAGES/FOTOARENA

As principais ideias evolucionistas de Lamarck

Lamarck defendia a ideia de que a superfície terrestre teria sofrido grandes modificações ao longo do tempo, de modo que os seres vivos atuais teriam se adaptado a elas. Para Lamarck, a transformação dos seres vivos dependeria de dois fatores: o tempo e as condições ambientais

Em relação ao tempo, ele afirmava que cada espécie atual teria seguido o próprio caminho na evolução e, se no presente existem espécies mais simples e espécies mais complexas, isso seria explicado pelo tempo decorrido desde a origem de cada uma delas até os dias atuais. Dessa forma, espécies mais simples teriam surgido mais recentemente e, portanto, teriam se modificado em menor proporção em relação às espécies mais complexas, que teriam surgido em tempos mais remotos e tido, portanto, mais tempo para acumular adaptações.

Em relação às condições ambientais, Lamarck propunha que os organismos se diversificavam em consequência de influências do ambiente e que essas novas características poderiam ser transmi tidas para os descendentes, na reprodução, manifestando-se nas gerações seguintes. Lamarck se baseava em duas explicações: a lei do uso e desuso e a lei da herança dos caracteres adquiridos.

A lei do uso e desuso afirmava que uma estrutura do corpo de um ser vivo que fosse muito utilizada se desenvolveria, enquanto uma estrutura que fosse pouco utilizada se atrofiaria. Por sua vez, a lei da herança dos caracteres adquiridos afirmava que as características resultantes do uso ou do desuso de uma estrutura do corpo seriam transmitidas aos seus descendentes.

Essas ideias explicariam, por exemplo, o longo pescoço das girafas da seguinte forma: no passado, as girafas não teriam um pescoço tão comprido. Para se alimentarem, precisavam esticá-lo para alcançar a folhagem das árvores mais altas. Ao longo de sua vida, o pescoço dessas girafas teria ficado mais longo – lei do uso e desuso – e essa característica teria sido passada aos seus filhotes, que já nasciam com o pescoço mais alongado – lei da herança dos caracteres adquiridos. Assim, o pescoço das girafas teria ficado mais longo a cada geração, resultando no tamanho atual.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

As principais ideias evolucionistas de Lamarck

A partir desse tópico, são apresentados conteúdos que embasam o trabalho com a habilidade EF09CI10

Procurar, ao longo desse tópico, destacar o contexto histórico no qual a teoria de Lamarck foi proposta, para, assim, valorizar as suas conclusões.

Explicar que não era novo o pensamento de que as espécies poderiam se alterar com o tempo. Filósofos da Grécia Antiga já especulavam sobre essa possibilidade, e botânicos, como Lineu, já tinham observado que novas espécies de plantas poderiam ser produzidas por meio da hibridização. No entanto, até o século XIX, poucos naturalistas se opunham ao fixismo. Dessa maneira, ao propor a primeira teoria geral sobre o processo evolutivo, Lamarck trouxe grandes contribuições para o pensamento científico da época.

Ao explicar o uso e desuso, questionar os estudantes sobre situações em que ele efetivamente ocorre. É possível que eles associem esse conceito com os músculos, pois, quando são exercitados, tendem a se desenvolver e, quando são pouco utilizados, tendem a atrofiar. Então, incentivar uma discussão sobre as limitações dessa ideia. Para isso, retomar os conceitos de genótipo e fenótipo discutidos na Unidade 4. Relembrar que a influência do ambiente sob uma característica se limita ao que está codificado nos genes de um ser vivo. Assim, propiciar a conclusão de que nem todas as características são influenciadas pelo uso e desuso e, para as que são, as modificações ocorrem dentro de limites determinados pelo genótipo.

Também é possível incentivar os estudantes a identificarem limitações da herança dos caracteres adquiridos. Destacar que as características adquiridas por um indivíduo não são necessariamente transmitidas aos seus descendentes, pois, se um indivíduo adquirir modificações em suas células somáticas, elas não serão transmitidas aos descendentes.

É importante ressaltar que o exemplo do pescoço das girafas foi apresentado apenas para ilustrar as ideias propostas por Lamarck.

Girafa (Giraffa camelopardalis) comendo as folhas de uma árvore no Parque Masai Mara, Quênia.

O evolucionismo de Darwin e Wallace

Este tópico dá continuidade à apresentação de conteúdos que embasam o trabalho com a habilidade EF09CI10

Se possível, procurar explorar mais a viagem de Darwin a bordo do H. M. S. Beagle. Para isso, compartilhar com os estudantes as informações presentes no texto sugerido no #FICA A DICA, Professor. Outra possibilidade para enriquecer o trabalho com o assunto é convidar o docente de Geografia para uma aula conjunta, que pode fornecer mais informações sobre os países e continentes visitados por Darwin. Caso opte por essa possibilidade, durante o planejamento desta aula, reservar um tempo para a fala do docente convidado.

O evolucionismo de Darwin e Wallace

Posteriormente a Lamarck, outras explicações para a origem das espécies foram propostas. Entre elas, destaca-se a teoria da evolução por meio da seleção natural, proposta por estudos independentes de Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913), ambos britânicos. Embora tenham trabalhado separadamente, Darwin e Wallace chegaram a ideias semelhantes em relação à evolução das espécies.

Em 1831, Darwin, com 22 anos de idade, recebeu uma proposta do capitão Robert FitzRoy para uma expedição ao redor do mundo a bordo do navio inglês H. M. S. Beagle.

arquipélago: conjunto de ilhas próximas umas das outras.

Partindo da Inglaterra, o navio chegou à América do Sul, passando por alguns pontos do continente, inclusive o Brasil, onde visitou os arquipélagos de São Pedro e São Paulo (PE) e de Fernando de Noronha (PE), além dos municípios de Salvador (BA) e Rio de Janeiro (RJ). Em seguida, navegou rumo a outras localidades, como Patagônia (Argentina) e Ilhas Galápagos (Equador). Então, cruzou o oceano Pacífico até a Nova Zelândia e a Austrália e atravessou o oceano Índico. Contornando o Cabo da Boa Esperança, na África do Sul, aportou novamente no Brasil e retornou à Inglaterra, aonde chegou em 1836.

A viagem do H. M. S. Beagle pelo mundo (1831 a 1836)

Fonte dos dados: CHARLES Darwin: 1809-2009: introdução ao estudo da evolução biológica. Universidade Estadual Paulista "Júlio Mesquita Filho". Assis, 2009. Disponível em: http://www2.assis.unesp.br/darwinnobrasil/evolucao.htm. Acesso em: 11 maio 2022.

Essa viagem, que durou 5 anos, foi muito importante para que Darwin elaborasse suas ideias evolucionistas, pois ele pôde observar diferentes ambientes e seus organismos ao redor do mundo, além de coletar fósseis de animais que o fizeram refletir sobre as semelhanças e as diferenças entre as espécies encontradas naquela época.

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#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre a viagem do H. M. S. Beagle, acessar:

• GUIMARÃES, Maria. A origem da polêmica: exposição em São Paulo mostra a trajetória de Darwin até a teoria da evolução. Pesquisa Fapesp, São Paulo, n. 136, jun. 2007. Disponível em: https:// revistapesquisa.fapesp.br/a-origem-da-polemica/. Acesso em: 22 jun. 2022.

Os tentilhões de Darwin

Uma coleta especialmente importante feita por Darwin durante a viagem foi a de algumas aves conhecidas como tentilhões, encontradas nas Ilhas Galápagos, arquipélago pertencente ao Equador. Ele observou que os tentilhões possuíam diferentes formatos de bicos e que cada ilha do arquipélago apresentava tentilhões com características próprias.

Os tentilhões de Darwin

Mencionar que o arquipélago de Galápagos é formado por diferentes ilhas e explorar as diferentes espécies de tentilhões que Darwin observou nas ilhas de Galápagos. Aproveitar para retomar a situação inicial do Tema 2 do Livro do estudante, sobre a relação do formato dos bicos das espécies de aves apresentadas com seus respectivos hábitos alimentares.

Destacar que todas as espécies de tentilhões observadas possuem um ancestral comum.

[ILUSTRAÇÃO de bicos de diferentes espécies de tentilhões]. In: DARWIN, Charles. Journal of Researches into the Natural History and Geology of the Countries Visited During the Voyage of H. M. S. Beagle Round World London: John Murray, 1845. p. 379.

Quando Darwin voltou à Inglaterra, um ornitólogo, John Gould (1804-1881), encarregado de analisar os exemplares de tentilhões coletados, afirmou que as aves eram de espécies distintas. Com base nessa informação, em suas ideias e nas observações realizadas ao longo da viagem, Darwin supôs que todas as espécies de tentilhões das Ilhas Galápagos teriam surgido de uma única espécie ancestral, que ele chamou de ancestral comum, proveniente do continente. Ou seja, no passado distante, uma pequena população de tentilhões teria colonizado as diferentes ilhas do arquipélago de Galápagos, mas, com o passar do tempo, por causa do isolamento das ilhas e das diferentes condições ambientais que apresentavam, os tentilhões acabaram por divergir bastante, a ponto de se tornarem espécies distintas.

4 Utilizando as ideias de Lamarck, explique a diversidade de bicos de tentilhões observada por Darwin.

ornitólogo: profissional especializado no estudo de aves.

4. As populações de tentilhões dispunham de diferentes tipos de alimento nas respectivas ilhas que habitavam. Por isso, utilizavam seus bicos de maneiras distintas para se alimentar, o que modificou seu formato conforme o alimento ingerido (uso e desuso). Essa característica foi transmitida às gerações seguintes (herança dos caracteres adquiridos), até que o bico de cada população de tentilhão apresentasse formato único. 161

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17/07/22 10:05

Certhidea olivasca Geospiza parvula

Geospiza magnirostris Geospiza fortis

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Parentesco entre as espécies

A forma de representação gráfica da relação entre as espécies A, B e C e seu ancestral comum é chamada de cladograma. Em respeito ao momento escolar dos estudantes, os cladogramas não serão apresentados. Neste momento, o objetivo desse diagrama é representar as ideias evolucionistas de Darwin e Wallace. No entanto, é importante que os estudantes compreendam as relações entre as espécies que estão representadas. Para isso, reproduzir a figura do Livro do estudante na lousa. Explicar que, no diagrama representado, as espécies que existem atualmente são as espécies A, B e C e que essas espécies surgiram a partir de um ancestral comum, já extinto, representado na base do diagrama. Explicar que as espécies A e B são mais próximas evolutivamente, por apresentarem um ancestral comum, também já extinto, mas mais recente na escala evolutiva. É importante que os estudantes compreendam que as espécies ancestrais estão extintas. Neste momento, é possível explicar que os fósseis auxiliam na compreensão dessas relações evolutivas, sobretudo quanto à ancestralidade, antecipando conteúdos que serão apresentados na sequência.

Seleção natural

A apresentação da atuação da seleção natural sobre as características dos indivíduos de uma espécie permite a abordagem da habilidade EF09CI11

Ao explicar o exemplo dos elefantes, procurar seguir as etapas descritas no Livro do estudante, fazendo perguntas sobre as consequências de cada uma das

Parentesco entre as espécies

Segundo Darwin, o surgimento de espécies distintas de um ancestral comum teria ocorrido com todos os seres vivos existentes na Terra, isto é, todas as espécies vivas teriam algum parentesco. Assim, as diferentes espécies teriam surgido a partir de ancestrais que se modificaram ao longo do tempo.

De acordo com as ideias de Darwin, seres vivos mais semelhantes entre si apresentam parentesco mais próximo, enquanto seres vivos menos semelhantes entre si apresentam parentesco mais distante. Observe o esquema a seguir.

Ancestral comum

Espécie C

Espécie B

Espécie A

Diagrama hipotético da relação de três espécies e seu ancestral comum.

No diagrama, estão representadas três espécies aparentadas, A, B e C, assim como seu ancestral comum, ou seja, a espécie a partir da qual as outras três divergiram. Considerando que a passagem do tempo está representada da esquerda para a direita, as espécies que se separaram no diagrama mais recentemente, A e B, têm parentesco mais próximo entre si do que o parentesco que ambas têm com a espécie C . O ponto em que as espécies A e B se separam representa o ancestral comum exclusivo dessas duas espécies, ou seja, que não é compartilhado com a espécie C

Seleção natural

Para explicar por que as espécies se modificam ao longo do tempo, Darwin propôs o conceito de seleção natural. Essa ideia foi o principal ponto de semelhança entre a teoria da evolução de Darwin e a teoria proposta por Wallace. A seguir há uma síntese das observações que levaram à formulação do conceito.

I. Os seres vivos apresentam alto potencial reprodutivo.

Em seus estudos, Darwin propôs uma estimativa do número de descendentes que poderiam ser gerados a partir de um casal de elefantes. Assim, calculou que, após 500 anos, o total de descendentes desse casal, entre os ainda vivos e os que morreram no período, seria de 15 milhões de elefantes.

162

afirmações destacadas. Por exemplo, questionar o possível impacto do alto potencial reprodutivo dos seres vivos ou a consequência de diferentes indivíduos de uma população competirem por recursos, incentivando o desenvolvimento de habilidades relativas à análise e à inferência.

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Elefante africano (Loxodonta africana) com filhote.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

II.

Seres vivos competem por recursos, que são limitados.

Os recursos disponíveis no ambiente, como alimento, abrigo, entre outros, são limitados. Isso significa que eles não existem em quantidades suficientes para atender a todos os indivíduos de um ambiente. Assim, uma população de elefantes, por exemplo, competirá por alimentos.

Elefante africano (Loxodonta africana) coletando frutos para comer.

III. Os indivíduos de uma população são diferentes entre si.

Alguns indivíduos de uma população podem apresentar características que favoreçam sua sobrevivência no ambiente, na competição por determinado recurso. Se a sobrevivência de um indivíduo é favorecida, ele terá mais chances de se reproduzir, gerando maior número de descendentes. Como muitas dessas características podem ser passadas aos descendentes, os filhos de indivíduos com características favoráveis à sobrevivência também tendem a sobreviver e a se reproduzir, gerando novos descendentes, que podem herdar essas características. No caso dos elefantes, digamos que, em uma população, alguns indivíduos tenham uma tromba maior. Se essa característica favorecer sua sobrevivência no ambiente em que vivem, a tendência é que, ao longo dos anos, o número de elefantes com tromba maior aumente nessa população.

Em relação à passagem das características para os descendentes, retomar o conceito de hereditariedade discutido na Unidade 4. Destacar que, como estudado anteriormente, muitas dessas características estão associadas a genes presentes nos cromossomos. Esses genes podem ser transmitidos aos descendentes por meio dos gametas.

Apesar de Darwin não saber da existência de genes, o conhecimento de que os filhos possuem características dos pais foi suficiente para a formulação de sua teoria. Se desejar saber mais sobre o assunto, sugere-se a leitura do primeiro texto indicado no #FICA A DICA, Professor Ao comentar sobre Wallace, se desejar, fornecer mais informações sobre os trabalhos que desenvolveu ao longo de sua vida utilizando o segundo texto indicado no #FICA A DICA, Professor como material de referência.

A seleção natural também foi uma das conclusões elaboradas por Wallace em seus estudos sobre a evolução dos seres vivos. Wallace chegou a enviar um artigo com os principais pontos de suas conclusões a Darwin, que fez um compilado de ambos os trabalhos e os apresentou à comunidade científica inglesa no ano de 1858. Contudo, na época, seus trabalhos não obtiveram reconhecimento. No ano seguinte, em 1859, Darwin publicou suas ideias evolucionistas no livro A origem das espécies, que despertou polêmicas, provocou debates e revolucionou a Biologia.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre os trabalhos de Darwin e de Wallace, acessar os links a seguir.

• PINNA, Mário de. Entendendo Darwin. Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. especial Darwin: Impactos no conhecimento e na cultura, mar. 2009.

Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/ entendendo-darwin/. Acesso em: 8 jun. 2022.

• ARANHA, Carla. O outro evolucionista. Pesquisa Fapesp, São Paulo, n. 276, fev. 2019. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/o-outro-evolucionista/. Acesso em: 22 jun. 2022.

JEZ BENNETT/SHUTTERSTOCK.COM

Manada de elefantes africanos (Loxodonta africana).

FOUR

OAKS/SHUTTERSTOCK.COM

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DIDÁTICAS

Diferenças entre as ideias de Lamarck e as de Darwin

Os conteúdos apresentados neste tópico também abordam a habilidade EF09CI10

Iniciar a aula desenhando um quadro na lousa, com uma coluna para Lamarck e outra para Darwin e Wallace, mas sem as informações preenchidas. Em seguida, solicitar aos estudantes que respondam como as duas teorias evolutivas diferem em relação:

• ao papel do ambiente;

• a como as características são passadas para as próximas gerações;

• ao surgimento das espécies. Solicitar que justifiquem suas respostas e, depois, pedir que as comparem com as informações presentes no Livro do estudante. Incentivá-los a corrigi-las, se necessário.

Ao discutir o papel do ambiente nas teorias da evolução, destacar que, para Lamarck, a evolução é direcionada a partir do ambiente. Ao mesmo tempo, é importante ficar claro para os estudantes que, para Darwin, a matéria-prima para a evolução é a variação existente entre os indivíduos, e a seleção natural seria a força propulsora.

Se julgar pertinente, explicar aos estudantes que a seleção natural atualmente é entendida como um dos fatores envolvidos na evolução dos seres vivos, que, juntamente à mutação, à deriva genética, à recombinação gênica e ao fluxo gênico, compõe a teoria sintética da evolução.

Diferenças entre as ideias de Lamarck e as de Darwin

Já sabemos que os evolucionistas Lamarck e Darwin apresentaram explicações diferentes sobre como as espécies se modificam ao longo do tempo. A seguir há um resumo das divergências entre suas ideias.

Jean-Baptiste de Lamarck Charles Darwin

O ambiente induz os seres vivos a mudar. Em um ambiente, uma estrutura do corpo que é muito utilizada tende a se desenvolver, e uma estrutura que não é muito utilizada tende a se atrofiar.

As estruturas resultantes do uso ou desuso são transmitidas para as próximas gerações.

Os indivíduos com características mais favoráveis a determinada condição ambiental têm mais chances de sobreviver e de se reproduzir.

Indivíduos com características favoráveis tendem a produzir número maior de descendentes, os quais podem herdar essas características.

As espécies atuais surgiram de espécies ancestrais, que se modificaram ao longo do tempo.

Atualmente, as ideias nas quais a teoria de Lamarck se baseava não são aceitas pela comunidade científica. Com o desenvolvimento da Genética, verificou-se, por exemplo, que os caracteres adquiridos por um indivíduo não são, em geral, transmitidos aos descendentes.

Em contrapartida, as ideias nas quais as teorias de Darwin se baseavam constituem a base da teoria da evolução que é mais aceita atualmente e ainda recebe contribuições de muitos pesquisadores.

Retrato de Jean-Baptiste de Lamarck, da obra Universe and Humanity. 1910. Gravura.

Fotografia de Charles Darwin, tirada em 1879.

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Evidências da evolução dos seres vivos

Atualmente, a teoria da evolução das espécies é amplamente aceita pela comunidade científica e pelas pessoas em geral. Ela está baseada em resultados de muitas investigações, desenvolvidas por cientistas de diversas áreas, ao longo de muitos anos. Esses estudos são fundamentais, pois fornecem evidências do processo evolutivo. Vamos conhecer alguns deles.

Homologia

Se observarmos com atenção os seres vivos ao nosso redor, notaremos que, muitas vezes, espécies distintas apresentam estruturas semelhantes. Dizemos que tais estruturas são homólogas quando se modificaram a partir de um ancestral comum, mesmo que elas tenham funções diferentes.

Considere, por exemplo, os membros anteriores de um morcego, uma baleia e um gato. Eles têm funções distintas: em um morcego, estão adaptados ao voo; em uma baleia, ao nado; em um gato, à caminhada, à corrida e ao salto. No entanto, apesar de terem papéis diferentes, todos esses membros se originaram de uma mesma estrutura do ancestral comum a esses animais. Por isso, são ditas homólogas.

A imagem a seguir mostra os ossos dos membros anteriores desses três animais e dos seres humanos. Os ossos que estão representados com a mesma cor apresentam a mesma origem, ou seja, são homólogos. Eles acumularam modificações a partir dos ossos do ancestral comum a esses animais, cujas características foram selecionadas por condições ambientais distintas, até resultarem no que observamos atualmente.

trimento de outros) ao longo do tempo.

Se achar pertinente, é possível diferenciar estruturas homólogas de análogas. Enquanto as homólogas possuem uma origem comum, as estruturas análogas possuem origens evolutivas diferentes, mas funções similares. É o caso das asas de um morcego, que são constituídas pela pele estendida entre os dedos e braços, e das asas de uma ave, formadas por penas presentes ao longo do comprimento do braço. Apesar de a asa ser uma estrutura análoga entre essas espécies, alguns ossos são homólogos, conforme pode ser observado na imagem a seguir:

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 473. Representação de estruturas homólogas: membros anteriores do morcego, da baleia, do gato e do ser humano.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Evidências da evolução dos seres vivos

Iniciar a aula retomando que os conhecimentos científicos são sustentados por evidências, conforme apresentado anteriormente neste Manual do professor. Explicar que as evidências correspondem a um conjunto de informações que confirmam ou negam uma hipótese, uma teoria, uma tese etc., reconhecidas pela

comunidade científica. Destacar, por fim, que a teoria da evolução é aceita por estar baseada em diversas evidências.

Homologia

Comentar que as homologias permitem observar como uma característica ancestral se alterou diante de diferentes pressões seletivas (condições ambientais que atuam sobre os indivíduos de uma população favorecendo a sobrevivência daqueles que apresentam determinados genes em de-

Elaborado com base em: HOMOLOGIAS e analogias. Tradução de Camila Leal. Entendendo a evolução: para professores. [S. l.], c2006. Disponível em: https://evosite. ib.usp.br/evo101/IIC1Homologies.shtml. Acesso em: 22 jun. 2022.

Representação que compara os ossos da asa de um morcego com os da asa de uma ave.

A comparação dos membros superiores, somada a outras evidências, permite concluir que o morcego tem um maior grau de parentesco com um gato do que com um pássaro.

AS CORES NÃO SÃO REAIS. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Asa de um morcego Nadadeira de uma baleia Membro anterior de um gato Braço de um ser humano

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Fósseis

Se desejar, ao explicar sobre a importância dos fósseis, é possível retomar as informações apresentadas na página 162 deste Manual do professor sobre cladogramas, sem defini-lo. Para isso, pode-se representar um na lousa, conforme a seguinte referência:

Espécie C Espécie B

Espécie A

Fósseis

O registro fóssil nos mostra um pouco sobre os seres vivos que habitaram nosso planeta no passado. Seu estudo possibilita conhecer espécies extintas e entender como diferentes grupos de seres vivos se modificaram ao longo do tempo. Por meio de sua análise, podemos investigar o parentesco entre os seres vivos extintos e os atuais.

Por exemplo, a história evolutiva das aves passou a ser mais bem compreendida com a descoberta do fóssil de Archaeopteryx lithografica, ave ancestral que apresentava algumas características semelhantes às dos répteis ancestrais, como a presença de dentes e a cauda longa. Essas são evidências de que as aves se modificaram ao longo do tempo e de que descendem de determinados répteis ancestrais.

Ancestral comum

Explicar aos estudantes que, atualmente, só convivemos com as espécies presentes na extremidade superior (espécies A, B e C). Analisando as características dessas espécies, como suas homologias, é possível fazer conclusões sobre o grau de parentesco entre elas. Não é possível concluir com isso como essas espécies se diferenciaram, por exemplo, mas o estudo dos fósseis é algo que pode auxiliar no entendimento da história evolutiva dessas espécies. Exemplificar isso inserindo na imagem desenhada na lousa algumas espécies fósseis, conforme ilustrado a seguir:

Espécie C

Espécie B

Fóssil 6

morfologia: estudo do formato e da aparência externa de um órgão ou de um ser vivo.

Espécie A

Fóssil 3

Fóssil 5

Genética

Fóssil 4

Fóssil 1

Genética

Os estudos genéticos também possibilitam compreender as relações de parentesco entre diferentes espécies, visto que, de maneira geral, espécies que apresentam parentesco evolutivo mais próximo têm mais semelhanças em seu material genético.

Por exemplo, os fungos já foram considerados mais próximos das plantas, por causa de sua morfologia. Entretanto, análises de sequências de DNA dos fungos, em conjunto com outros estudos, evidenciaram maior proximidade entre fungos e animais do que entre fungos e plantas.

Em algumas situações específicas, em que as taxas de mutações de um trecho de DNA são semelhantes entre as espécies, os estudos genéticos permitem estimar há quanto tempo duas espécies se separaram em linhagens diferentes.

Para isso, é medido o tempo médio que uma mutação demora para acontecer no trecho de DNA em questão e, em seguida, esse tempo é multiplicado pela quantidade de diferenças no DNA das duas espécies. Essa técnica é chamada de relógio molecular e permite investigar relações evolutivas importantes.

Fóssil 2

Ancestral comum

Fóssil da ave ancestral Archaeopteryx lithografica, encontrado na Alemanha em 1861.

Representação de um Archaeopteryx lithografica feita com base nos registros fósseis conhecidos.

MIKHAILSH/SHUTTERSTOCK.COM

DANIEL ESKRIDGE/STOCKTREK IMAGES/ISTOCKPHOTO/GETTY IMAGES

2. Os indivíduos que se camuflam são menos predados e, portanto, têm maiores chances de sobreviver e de produzir descendentes, que podem herdar essa característica. Assim, em um ambiente que exibe solo arenoso, haverá predomínio da população de ratos com pelagem clara. Em um ambiente que exibe solo argiloso, haverá predomínio da população de ratos com pelagem escura.

1. Em algumas cavernas ao redor do mundo, inclusive no Brasil, vivem espécies de peixes cegos, isto é, peixes que não têm olhos funcionais. Sabendo que o interior de uma caverna é desprovido de iluminação natural, explique a existência desses peixes com base nos pressupostos da teoria evolutiva de Lamarck.

Resposta nas Orientações para o professor

ATIVIDADES

As atividades 3 e 5 permitem a mobilização da habilidade EF09CI10. Já as atividades 2 e 6 permitem a mobilização da habilidade EF09CI11

2. Os ratos da espécie Peromyscus polionotus são encontrados em uma vasta região da América do Norte. Os indivíduos de diferentes populações dessa espécie costumam exibir coloração de pelagem distinta, geralmente relacionada ao ambiente em que vivem. Por exemplo, os ratos que vivem em dunas de areia na região costeira do estado da Flórida, nos Estados Unidos, exibem pelagem clara. Já os ratos que habitam o interior do estado, onde os solos são argilosos, ou seja, mais escuros, exibem pelagem escura.

Rato da espécie Peromyscus polionotus com pelagem de coloração clara.

Rato da espécie Peromyscus polionotus com pelagem de coloração escura.

• Elabore uma explicação para a evolução da coloração da pelagem das populações da espécie Peromyscus polionotus citadas no enunciado com base na teoria da evolução de Darwin e Wallace.

3. Retome a questão 3 da página 157, sobre a diversidade dos formatos de bicos de diferentes espécies de aves (pica-pau-de-cabeça-amarela, bicudo, águia-cinzenta e beija-flor-rajado), e faça o que se pede.

a) Relacione as explicações I e II para a existência de bicos de aves especializados a seus hábitos alimentares à teoria evolutiva de Lamarck e à teoria evolutiva de Darwin e Wallace.

b) Justifique suas respostas ao item anterior com base no que estudou.

3. b) Para Lamarck, as mudanças no bico de cada ave foram induzidas pelo ambiente, permitindo que se alimentassem do recurso disponível. Para Darwin e Wallace, indivíduos que apresentam características favoráveis a certas condições ambientais, no caso, os tipos de alimento disponíveis, têm mais chance de sobreviver e produzir descendentes, os quais podem herdar essas características. 167

1. Segundo o lamarckismo, pode-se dizer que, por viverem em um ambiente desprovido de luz, os peixes perderam a visão por desuso dos olhos − no passado, peixes com olhos funcionais que viviam no local foram deixando de utilizar esses órgãos, por causa da escuridão, os quais foram aos poucos se atrofiando. Por herança de caracteres adquiridos, essa característica passou aos descendentes ao longo das gerações. Destacar que essa teoria não é mais aceita atualmente.

2. As populações apresentadas nessa atividade correspondem a subespécies. A subespécie de pelagem clara denomina-se Peromyscus polionotus leucocephalus e é encontrada nas dunas costeiras e em algumas regiões do estado da Flórida, nos Estados Unidos. Já a subespécie de pelagem escura denomina-se P. p. subgriseus e é encontrada em regiões de solos argilosos do interior do país. Destaca-se que o termo subespécie não foi apresentado aos estudantes, em respeito à idade escolar.

3. Ao realizar essa atividade, questionar qual das duas explicações apresentadas na referida atividade oral é aceita atualmente. Em seguida, pedir que os estudantes façam uma autoavaliação sobre suas respostas inicialmente apresentadas. Comentar com a turma que é possível que suas concepções espontâneas sobre a origem da diversidade de bicos de aves tenham sido similares à proposição evolutiva de Lamarck. Mais uma vez, destacar que a teoria de Lamarck foi importante para a consolidação do pensamento evolutivo, apesar de não ser aceita atualmente.

Peixe-cego (Astyanax fasciatus) encontrado nas cavernas do México.

KUTTELVASEROVA STUCHELOVA/ SHUTTERSTOCK.COM

3. a) I – Lamarck, II – Darwin e Wallace.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

4. Essa atividade permite retomar a importância dos fósseis para o estudo da evolução das espécies. Se achar importante, ressaltar que os fósseis também podem ser vegetais, como no caso de troncos fossilizados, ou apenas vestígios de atividade biológica, como o molde do corpo de algum animal.

5. Ao realizar essa atividade, é importante que os estudantes entendam que essas duas teorias não são opostas. Ambas foram construídas para explicar como as espécies se alteravam com o tempo, opondo-se, assim, à visão fixista, que considerava que os organismos vivos eram "estáticos".

6. a) O esquema evidencia alterações na população relacionadas à resistência à falta de água. Os indivíduos mais resistentes, representados em tons de vermelho, sobreviveram e se reproduziram, possibilitando o aumento do número de indivíduos com essa característica na população, enquanto os organismos representados em tons amarelos não sobreviveram e não deixaram descendentes.

b) Em uma mesma população, os indivíduos apresentam diferentes níveis de resistência à falta de água. Os indivíduos com alto nível de resistência sobreviveram a uma seleção e tiveram maiores chances de se reproduzir. Como essa característica é passada aos descendentes, os indivíduos com alto nível de resistência tendem a produzir um número maior de descendentes que podem herdar essa característica.

Depois de discutir essa atividade com os estudantes, perguntar como Lamarck explicaria as características da população final. É esperado que eles

4. b) O registro fóssil nos mostra um pouco sobre os seres vivos que habitaram o planeta no passado. A partir deles, podemos conhecer espécies que foram extintas e entender como diferentes grupos de seres vivos atuais e extintos se modificaram ao longo do tempo, além de estabelecer as relações de parentesco entre eles.

4. Observe as imagens a seguir.

Esqueleto de protoceratops, um dinossauro que media cerca de 1,8 m de comprimento.

Vestígios de amonites, animais marinhos que viveram na Terra há milhões de anos. Cada concha tinha cerca de 20 cm de diâmetro.

a) Que tipo de evidência da evolução dos seres vivos as imagens representam?

b) Como essa evidência contribui para o estudo da evolução dos seres vivos?

c) Cite outro tipo de evidência que contribui para os estudos de evolução.

5. Relacione os símbolos romanos com as letras a seguir.

I. Pressupostos que compõem a teoria evolutiva de Lamarck.

II Pressupostos que compõem a teoria evolutiva de Darwin.

a) O ambiente induz o ser vivo a mudar suas características.

b) Seleção natural.

I – a; d; e; g. II – b; c; f.

c) Indivíduos com características mais favoráveis a determinada condição ambiental têm maiores chances de sobreviver.

d) Uma estrutura que não é usada tende a se atrofiar.

e) Uso e desuso.

f) Espécies atuais surgiram de espécies ancestrais, que se modificaram ao longo do tempo.

g) Herança dos caracteres adquiridos.

6. Analise a imagem a seguir, que representa uma população que vivenciou um período de alterações no ambiente relacionadas à escassez de água.

População inicial População após alteração ambiental População final

Nível de resistência à falta de água

4. c) Professor, os estudantes podem mencionar o estudo comparativo de estruturas homólogas ou as análises genéticas, que possibilitam encontrar similaridades e diferenças entre os seres vivos.

a) Considere que os círculos representam indivíduos de uma população de seres vivos. O que o esquema evidencia?

b) Elabore uma explicação para o esquema com base na teoria evolutiva de Darwin e Wallace.

Respostas nas Orientações para o professor 168

respondam que os indivíduos da população inicial se adaptariam ao ambiente e, assim, passariam a ter um nível de resistência maior. Essas características adquiridas ao longo da vida seriam passadas para os descendentes (a população final), que, dessa maneira, também teria um nível de resistência alto.

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Baixo Alto

CONTEXTOS ENTRE

Resistência a inseticidas

1. O uso indiscriminado de pesticidas pode aumentar a proporção de indivíduos resistentes, que se reproduzem e transmitem os genes responsáveis pela resistência aos descendentes. Com isso, cada vez mais são selecionados indivíduos resistentes, a ponto de os pesticidas não fazerem mais efeito.

2. À teoria de Darwin e Wallace. A resistência a inseticidas é uma característica favorável para a sobrevivência das pragas agrícolas no contexto descrito. Portanto, elas têm maior chance de sobreviver e tendem a produzir mais descendentes, ao longo do tempo, que podem herdar essa característica, ou seja, no futuro poderá existir uma grande população de pragas resistentes a esses inseticidas.

Atualmente, a produtividade do setor agrícola de diversos países tem sido ameaçada pelo aumento da resistência de pragas agrícolas a inseticidas.

O aumento da resistência a inseticidas tem dificultado o controle de pragas agrícolas em diferentes partes no mundo. Um dos motivos para o aumento é o uso indiscriminado desses próprios agroquímicos nas lavouras.

[...]

“O fator determinante da evolução da resistência de uma praga a um inseticida é [...] o uso contínuo de um mesmo produto sem a implementação efetiva de estratégias de manejo de resistência”, disse Celso Omoto, professor da Escola de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) [...].

“Isso faz com que aumente a proporção de indivíduos resistentes no campo que, ao se reproduzirem, transmitem os genes responsáveis pela resistência aos seus descendentes e, gradativamente, a população dessa praga passa a não ser controlada eficientemente com o inseticida”, explicou.

ALISSON, Elton. Aumento de resistência de pragas agrícolas a inseticidas ameaça agronegócio. Agência Fapesp. São Paulo, 18 out. 2017. Disponível em: http://agencia.fapesp.br/aumento-de-resistencia-de-pragas-agricolas-ainseticidas-ameaca-agronegocio/26432/. Acesso em: 12 maio 2022.

A resistência a pesticidas tem levado pesquisadores a desenvolver estudos sobre o controle de pragas. O objetivo desses estudos é reduzir o uso de inseticidas por meio da manipulação do DNA de insetos que são pragas agrícolas e, também, pelo seu controle biológico, com o uso de predadores naturais desses insetos. O uso excessivo de pesticidas pode contaminar o solo e os reservatórios de água.

• Atividades

Avião aspergindo agrotóxicos em uma plantação em Cristalina (GO), 2019.

1 Qual é a relação entre o uso de pesticidas e a resistência de pragas agrícolas?

2 A explicação para a resistência a inseticidas apresentada na reportagem se assemelha aos pressupostos da teoria evolutiva de Lamarck ou da teoria evolutiva de Darwin e Wallace? Justifique sua resposta.

3 A busca por alternativas ao uso de inseticidas no controle das pragas agrícolas também é importante para se evitarem outros impactos ambientais. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre isso. Com os resultados de sua pesquisa, elaborem uma apresentação utilizando mídias digitais.

Resposta pessoal.

Comentários sobre as atividades

A atividade 1 mobiliza a habilidade

EF09CI11 e a atividade 2, a habilidade

EF09CI10

Ao realizar essas atividades, destacar que, dentro de uma população de uma espécie de praga, os indivíduos apresentam diferentes graus de resistência ao inseticida (resistência baixa, resistência intermediária

e resistência alta, por exemplo). O uso indiscriminado de inseticidas favorece a sobrevivência dos indivíduos com alta resistência, os quais poderão gerar descendentes com essa característica. Na ausência dos agroquímicos, a característica "resistência aos inseticidas" não traz nenhum benefício para as espécies de praga. No entanto, a adição desses químicos nas lavouras altera as condições ambientais e, assim, as carac-

ENTRE CONTEXTOS

Esta seção possibilita o desenvolvimento da competência específica 3 e da habilidade

EF09CI11

Fazer a leitura do texto em conjunto com os estudantes. Após a leitura, comentar que o uso de inseticidas e de outros defensivos agrícolas é cada vez mais alto no Brasil. Questionar a turma a respeito dos impactos ambientais que podem ser provocados pelo uso indevido desses produtos químicos, além do estudado no texto, introduzindo o contexto da atividade 3.

Após finalizar o trabalho, se desejar, é possível abordar a seção O Assunto é..., que apresenta outro exemplo de resistência, no caso, de agentes patogênicos a antibióticos.

terísticas da população de pragas serão afetadas pela seleção natural.

3. Essa atividade contribui com o desenvolvimento das competências específicas 4 e 6 e das competências gerais 5 e 9

Os estudantes podem apontar a redução da contaminação dos solos, de corpos-d'água e de seres vivos, além da diminuição da morte de seres vivos que não aqueles de interesse, como de polinizadores.

INTEGRANDO COM GEOGRAFIA

Ao trabalhar a seção, verificar a possibilidade de planejar uma aula conjunta com o docente de Geografia da escola, que pode fornecer mais informações sobre as atividades econômicas realizadas na região costeira de ambos os países citados. Essa discussão pode orientar os estudantes na resolução da atividade 2.

A apresentação da (re)descoberta dos celacantos exemplifica o fato de os conhecimentos científicos serem provisórios, contribuindo com o desenvolvimento da competência específica 1.

Ao fazer a leitura da seção, comentar que Marjorie e o ictiólogo sul-africano consultado, chamado James Leonard Brierley Smith (1897-1968), conversaram por meio de cartas, cujo registro pode ser publicamente acessado. Pelas cartas, é possível identificar o entusiasmo de Smith, que suspeitava que o exemplar de peixe capturado poderia ser um celacanto apenas lendo as descrições e analisando o desenho ilustrado por Marjorie. Quando Smith pôde analisar o exemplar coletado pessoalmente, confirmou sua suspeita inicial. A descoberta do celacanto foi anunciada pelo envio de uma carta à Nature, uma revista científica multidisciplinar, reconhecida internacionalmente. Nessa carta, Smith nomeou o espécime como Latimeria chalumnae, em homenagem à Marjorie e à foz do rio Chalumna, onde ele foi encontrado, na África do Sul.

Destacar que as modificações dos celacantos citadas no Livro do estudante ocorreram com uma velocidade mais lenta do que o observado em outros seres vivos, provavelmente porque esses peixes vivem em ambientes relativamente estáveis. Sobre isso, sugere-se a leitura do texto indicado no #FICA A DICA, Professor

INTEGRANDO GEOGRAFIA com

Fóssil vivo

Imagine você acreditar que um animal já está extinto e, de repente, deparar-se com ele. Essa é a história do celacanto, um peixe que os pesquisadores consideravam extinto e que agora chamam de fóssil vivo!

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#FICA A DICA, Professor

Se desejar acessar as cartas trocadas por Marjorie e Smith, acessar o link a seguir.

• TYSON, Perter. Moment of Discovery. Nova. [S. l.], jan. 2003. Disponível em: https://www.pbs.org/wgbh/ nova/fish/letters.html. Acesso em: 3 ago. 2022.

ictiológo: profissional especializado no estudo de peixes.

Para obter mais informações sobre aspectos evolutivos dos celacantos, pode-se acessar:

• ANDRADE, Rodrigo de O. Pesquisadores identificam ancestral dos vertebrados de quatro patas. Pesquisa Fapesp, São Paulo, 18 abr. 2013. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/pesquisadoresidentificam-ancestral-dos-vertebrados-de-quatropatas/. Acesso em: 22 jun. 2022.

170 17/07/22 10:05 170

3. Os órgãos respiratórios. No passado, os celacantos tinham pulmões desenvolvidos, que auxiliavam na respiração em águas pouco oxigenadas, possibilitando que respirassem ar atmosférico, sugerindo que esses animais viviam em águas superficiais. Os celacantos atuais têm pulmões vestigiais e respiram por brânquias.

Pesquisas revelaram que, apesar de os celacantos atuais terem aparência muito semelhante à dos fósseis, esses peixes acumularam modificações ao longo dos milhões de anos. No passado, celacantos apresentavam pulmões desenvolvidos, que possibilitavam que respirassem ar atmosférico em águas superficiais, garantindo sua sobrevivência em águas pouco oxigenadas. Nos celacantos atuais, os pulmões são vestigiais, isto é, têm tamanho bastante reduzido e não desempenham função respiratória; esses animais respiram por brânquias.

• Atividades

Celacanto fóssil da espécie Undina penicillata. Essa espécie media cerca de 50 cm de comprimento.

1. Até 1938 foram encontrados apenas exemplares fossilizados de celacantos. Nenhum exemplar vivo tinha sido encontrado, pois o peixe vive principalmente em águas profundas e em cavernas submarinas.

1 Por que até 1938 os cientistas acreditavam que os celacantos estivessem extintos? Explique.

2 Os celacantos foram descobertos na região costeira da África do Sul, durante o exercício da atividade pesqueira. As regiões costeiras são de grande importância econômica para os países que as possuem, pois, além de oportunizarem a pesca, são atrativas ao turismo, permitem operações portuárias, entre outras. Forme um grupo com seus colegas e façam uma pesquisa sobre a região costeira do Brasil considerando o roteiro a seguir. Depois, escrevam um texto resumindo o que pesquisaram.

Resposta nas Orientações para o professor.

• Qual é a importância da região costeira para o Brasil?

• Quais atividades econômicas são desenvolvidas na costa brasileira?

• Essas atividades econômicas apresentam vantagens e desvantagens. Quais?

• Que tipos de pesquisas científicas são desenvolvidas atualmente na região costeira do Brasil? No texto, escrevam sobre a pesquisa que você e seus colegas acharam mais interessante.

3 Os celacantos atuais são diferentes de seus antepassados, estudados por meio de exemplares fossilizados. Segundo o texto, qual é a principal diferença entre eles?

4 Forme um grupo com seus colegas e produzam um pequeno vídeo (curta-metragem) que conte alguma história relacionada ao tema “fósseis”. Prestem atenção às instruções a seguir.

• Elaborar um roteiro para a narrativa a ser contada, que deve envolver algo relacionado a fósseis (estudos, expedições, descobertas recentes, descobertas ao acaso, formação do fóssil).

• O roteiro deve ter um começo, um meio e um fim.

• Adequar o figurino/cena à época e ao contexto em que a narrativa se passa.

• Ter duração de 3 minutos. Depois, compartilhem o curta-metragem produzido com a turma.

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Comentários sobre as atividades

2. Como algumas sugestões de fonte de pesquisa, é possível indicar aos estudantes que acessem os links presentes no #FICA A DICA, Estudante. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam e analisem características da costa brasileira no que se refere, sobretudo, a aspectos econômicos e científicos. Com relação às atividades econômicas desenvolvidas na costa brasileira, especificamente,

Resposta nas Orientações para o professor

destacam­se o turismo, a atividade pesqueira e a extração de petróleo. Algumas desvantagens dessas atividades que podem ser citadas são: o aumento da poluição de praias e de mares (no caso do turismo), a redução da quantidade de peixes por causa da pesca predatória, realizada por grandes navios pesqueiros (no caso da atividade pesqueira), e os riscos de acidentes envolvendo o derramamento de petróleo (no caso da extração de petróleo).

4. A narrativa pode ser uma representação de algo que ocorreu na história da Ciência ou uma criação da imaginação dos estudantes. As gravações do curta­metragem podem ser feitas com os próprios dispositivos eletrônicos dos estudantes. Para a edição, é possível utilizar aplicativos ou programas gratuitos disponíveis on-line . Para a apresentação, é possível organizar uma sessão de cinema na escola, convidando a comunidade escolar para participar, caso um projetor e ambiente adequado estejam disponíveis. Se não for viável a gravação proposta, é possível orientar os estudantes a encenar uma peça de teatro. Independentemente da forma escolhida para a apresentação, os estudantes poderão desenvolver a competência geral 3 e a competência geral 4. Esta atividade pode ser realizada em parceria com o docente de Arte. Para isso, programá­la antecipadamente.

#FICA A DICA, Estudante Sugerir o acesso aos links a seguir, que trazem informações sobre as zonas costeiras do Brasil.

• INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Atlas geográfico das zonas costeiras e oceânicas do Brasil. Rio de Janeiro: IBGE, 2011. Disponível em: https://biblioteca.ibge.gov.br/ visualizacao/livros/liv55263.pdf. Acesso em: 22 jun. 2022.

• BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. A zona costeira e seus múltiplos usos. Brasília, DF: MMA, [2019?]. Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/ gestao­territorial/gerenciamentocosteiro/zona ­ costeira ­ e ­ seusm%C3%BAltiplos ­ usos.html. Acesso em: 22 jun. 2022.

• BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Atividade pesqueira. Brasília, DF: Mapa, [2019?]. Disponível em: https://www.gov.br/agricultura/ pt ­ br/assuntos/aquicultura ­ epesca/rede­do­pescado/atividadepesqueira. Acesso em: 22 jun. 2022.

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

3. SURGIMENTO DE NOVAS ESPÉCIES

O trabalho com essa temática é iniciado com a apresentação de manchetes que noticiam a descoberta de novas espécies de animais e plantas pela comunidade científica. Se possível, realizar uma pesquisa prévia, durante a etapa de planejamento dessa aula, por manchetes que possam ser mais recentes, buscando a constante atualização das informações presentes no Livro do estudante. Verificar a possibilidade de imprimir algumas delas e levar à sala de aula para apresentar aos estudantes. Outra possibilidade é solicitar que os estudantes pesquisem em casa espécies recém-descobertas e que tragam os resultados encontrados à aula.

Com as manchetes em mãos, questionar qual o entendimento dos estudantes em relação às notícias. Perguntar, por exemplo, o que são espécies novas, como são descobertas, como são identificadas etc. Utilizar essa dinâmica inicial para explorar seus conhecimentos prévios sobre o assunto. É possível que entendam, de forma espontânea, que espécies novas correspondem a espécies que surgiram recentemente e que elas são descobertas ao acaso. Caso isso ocorra, explicar que as espécies novas são aquelas que ainda não haviam sido descritas oficialmente pela comunidade científica e que, normalmente, são descobertas em investigações científicas.

SURGIMENTO DE NOVAS ESPÉCIES

Leia as manchetes a seguir.

Nova espécie de maracujá é descoberta na Mata Atlântica

4 cm

Flor da nova espécie de maracujá descoberta, Passiflora ita

‘Maracujita’ é o apelido escolhido para a planta que já corre risco de extinção

JANUZZI, Nicolle. Nova espécie de maracujá é descoberta na Mata Atlântica. G1, Campinas, 3 jan. 2022. Disponível em: https://g1.globo.com/ sp/campinas-regiao/terra-da-gente/noticia/2022/01/03/nova-especie-demaracuja-e-descoberta-na-mata-atlantica.ghtml. Acesso em: 12 maio 2022.

Primeiro milípede de verdade descoberto: espécie possui 1.306 pernas

Milípede da espécie Eumillipes persephone, descoberta em 2020.

Descoberto na Austrália a quase 60 metros abaixo do solo, o invertebrado tem mais pernas do que qualquer animal que já existiu na Terra, extintos ou vivos.

BITTEL, Jason. Primeiro milípede de verdade descoberto: espécie possui 1 306 pernas. National Geographic, Washington D.C., 2 jan. 2022. Disponível em: https://www.nationalgeographicbrasil.com/animais/2022/01/primeiro-milipedede-verdade-descoberto-especie-possui-1306-pernas. Acesso em: 28 mar. 2022.

Macaco fantasma e cobra-lesma estão entre 224 novas espécies descobertas na Ásia [...]

Relatório da WWF [...] lista dezenas de répteis, sapos e tritões recém-identificados, além de 155 espécies de plantas encontrados na região do Mekong

MACACO fantasma e cobra-lesma estão entre 224 novas espécies descobertas na Ásia; veja fotos. O Globo, Rio de Janeiro, 26 jan. 2022. Disponível em: https://oglobo.globo.com/saude/ciencia/macaco-fantasma-cobra-lesma-estao-entre224-novas-especies-descobertas-na-asia-veja-fotos-25368027. Acesso em: 12 maio 2022.

1 Você já viu ou ouviu, em jornais, na televisão ou na internet, o anúncio da descoberta de uma nova espécie de ser vivo? Converse com seus colegas sobre esse assunto.

2 Que critérios você imagina que sejam utilizados pelos cientistas para identificar e classificar os seres vivos como pertencentes a novas espécies? Discuta esse tema com seus colegas.

Na comunidade científica, todos os anos são esperadas descobertas de novas espécies de seres vivos, porque no mundo existem muitas espécies que ainda não foram identificadas pelos pesquisadores. No entanto, a identificação de novas espécies é um trabalho lento e envolve estudos de diversas áreas das Ciências.

Comentários sobre as atividades

Ao longo das atividades 1 e 2, explicar aos estudantes que a catalogação das espécies existentes contribui para a compreensão dos diferentes seres vivos que existem na Terra e a relação entre eles. No entanto, até o momento, apenas uma pequena parte das espécies existentes foi descrita. Assim, é esperado que novas espécies sejam descritas todos os anos.

milípede: artrópodes que apresentam corpo cilíndrico, alongado e segmentado, com dois pares de pés na maioria de seus segmentos.

1. Em pesquisas de campo, é comum que exemplares de seres vivos sejam coletados. Quando esses exemplares são analisados, algumas diferenças entre eles podem ser identificadas. Essas diferenças podem ser evidências para que os exemplares sejam considerados de espécies distintas daquela à qual se acreditava que pertencessem.

PAULO GONELLA

2. Resposta pessoal. Professor, os estudantes podem mencionar que são considerados aspectos morfológicos, anatômicos, comportamentais, fisiológicos, bioquímicos e moleculares.

Resposta pessoal.

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Especiação

Estudamos que, ao longo do processo evolutivo dos seres vivos, diversas espécies foram extintas, assim como muitas espécies novas foram se originando. Em Biologia, são considerados membros de uma mesma espécie o grupo de indivíduos capazes de se reproduzir entre si e gerar descendentes também aptos para a reprodução, ou seja, descendentes férteis

O processo evolutivo que envolve a origem de novas espécies é denominado especiação e ocorre quando duas ou mais populações de uma mesma espécie, por algum motivo, começam a se diferenciar e evoluir independentemente. Ou seja, diferenças genéticas, morfológicas, comportamentais, entre outras, ocorrem em determinada população e, com o tempo, podem impedir que indivíduos originários de populações distintas sejam capazes de cruzar e/ou gerar descendentes férteis. Formam-se, assim, espécies distintas.

Entre os eventos que podem resultar no surgimento de novas espécies, vamos destacar o isolamento geográfico. Quando duas (ou mais) populações de uma mesma espécie são mantidas isoladas entre si por uma barreira geográfica, como uma montanha ou um rio, elas poderão se tornar espécies distintas com o passar dos anos. Vamos observar um exemplo de como isso pode ocorrer.

Especiação

Nessa população, os indivíduos cruzam entre si e têm descendentes férteis.

A presença do rio impossibilita o encontro físico entre as populações, impedindo, portanto, que indivíduos das duas populações cruzem entre si.

População 1

Barreira

As populações podem acumular tantas diferenças que passa a existir uma incompatibilidade reprodutiva entre ambas, que se tornam duas espécies distintas.

População 2

Com o passar dos anos, surge uma barreira geográfica, um rio largo, que separa a população.

Os descendentes dessas populações começam a se diferenciar geneticamente.

População da espécie A População da espécie B

Nesse caso, mesmo que a barreira geográfica deixe de existir, e os indivíduos se misturem novamente, eles não serão mais capazes de se intercruzar e produzir descendentes férteis.

Elaborado com base em: REECE, Jane B. et al Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 505. Esquema das principais etapas da especiação por isolamento geográfico.

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O objetivo é que os estudantes compreendam como novas espécies podem surgir. Para isso, é importante que eles entendam que a especiação não é um processo imediato, e sim lento e gradual. Com o foco nesse objetivo, e em respeito à idade escolar, optou-se por não fazer a diferenciação entre anagênese e cladogênese. No entanto, caso surjam dúvidas ou perguntas sobre outras maneiras pelas quais novas espécies podem surgir, é possível explicar que na anagênese as características de uma espécie mudam gradualmente ao longo das gerações; com o passar do tempo, essas alterações se acumulam, de forma que essa população acaba se tornando uma espécie diferente da ancestral. Por outro lado, na cladogênese ocorre a separação das linhagens evolutivas pelo isolamento reprodutivo, possibilitando, assim, o surgimento de duas ou mais espécies. Ao explicar sobre isolamento reprodutivo entre as duas populações, destacar que a incompatibilidade reprodutiva pode acontecer de várias maneiras, como:

• isolamento temporal: as duas populações possuem épocas de acasalamento diferentes;

• isolamento sexual: não existe atração sexual entre as populações;

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• isolamento mecânico: os órgãos sexuais não são compatíveis;

• isolamento gamético: os gametas não são capazes de se encontrar para que ocorra fecundação.

AS CORES NÃO SÃO REAIS. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Aspectos evolutivos do ser humano

Iniciar a aula perguntando para os estudantes quais são as espécies não extintas mais próximas dos seres humanos. Possivelmente, eles citarão diferentes macacos ou grandes símios. Explicar a eles que essas espécies pertencem à ordem Primata, a qual apresenta as seguintes características (em adição às descritas no Livro do estudante): cinco dígitos, ossos dos membros (rádio e ulna, tíbia e fíbula) separados e movimentados por meio de articulações, osso da clavícula e poucos filhotes por parto (geralmente 1). Nesse momento, é importante que os estudantes entendam que essa proximidade está associada à existência de um ancestral comum exclusivo entre todos os primatas.

Aproveitar essa discussão inicial para também questionar sobre a origem evolutiva dos seres humanos. É possível que alguns estudantes respondam que os seres humanos surgiram dos macacos, o que está equivocado. Caso isso ocorra, explicar que os seres humanos e os macacos compartilham um ancestral comum, que se diversificou, ao longo do tempo, originando diferentes linhagens de primatas. Essa explicação pode ser feita retomando o cladograma apresentado na página 162 do Livro do estudante junto às ideias de Darwin para relacionar o parentesco de espécies hipotéticas (no caso, espécies A, B e C). É importante que os estudantes compreendam a origem evolutiva dos seres humanos, para que não reproduzam falas errôneas sobre o assunto.

Aspectos evolutivos do ser humano

Os seres humanos pertencem à ordem Primata, assim como lêmures, orangotangos, gorilas, chimpanzés, bonobos, entre outros. Uma das características dessa ordem é apresentar, em sua maioria, o polegar em oposição aos demais dedos das mãos. É o que chamamos de polegar opositor

Além do polegar opositor, grande parte dos primatas se caracteriza por apresentar garras modificadas em unhas, ter o sentido da visão bem desen volvido, ter hábitos arbóreos, ser diurna e apresentar mãos e pés preênseis, isto é, capazes de segurar objetos.

Em relação ao parentesco entre os primatas, estudos têm indicado que chimpanzés ( Pan troglodytes) e bonobos (Pan paniscus) são mais próximos dos seres humanos (Homo sapiens) do que os demais primatas. Isso significa que os seres humanos, os chimpanzés e os bonobos teriam um ancestral comum, a partir do qual as linhagens evolutivas dessas três espécies foram se diferenciando.

Uma fêmea de bonobo (Pan paniscus com seu filhote nas costas.

Elaborado com base em: ALMÉCIJA, Sergio; SMAERS, Jeroen B.; JUNGERS, William L. The evolution of human and ape hand proportions. Nature Communications, Londres, n. 6, 14 jul. 2015. Disponível em: https://www.nature.com/articles/ncomms8717. Acesso em: 12 maio 2022. O polegar opositor é uma característica da maioria dos primatas.

Mão de orangotango Mão de gorila Mão de chimpanzé Mão de ser humano

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

FORA DE PROPORÇÃO.

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Em diversos estudos, já foram identificados fósseis de espécies extintas de primatas que seriam mais próximas dos seres humanos do que dos chimpanzés e dos bonobos. Essas espécies são conhecidas como hominínios, que teriam vivido entre 6 e 7 milhões de anos atrás. Alguns estudos sugerem que o fóssil mais antigo conhecido de um hominínio pertença à espécie Sahelanthropus tchadensis, encontrado no deserto do Chade, no continente africano.

Observe, no quadro a seguir, quinze espécies extintas de hominínios conhecidas, isto é, espécies que correspondem a fósseis descobertos, bem como a época em que se estima que existiram na Terra. Note, por exemplo, que a espécie Australopithecus africanus teria vivido entre cerca de 3,3 a 2,1 milhões de anos atrás. A espécie humana, Homo sapiens, é a única datada no tempo 0, o que significa que, entre as espécies representadas, é a única vivente.

Linha do tempo de espécies de hominínios

Homo sapiens

Auxiliar os estudantes a interpretar a linha do tempo de espécies de hominínios. Primeiramente, explicar a eles o significado dos números apresentados, esclarecendo que o número 0 se refere ao presente e que os números maiores representam épocas mais longínquas. Dessa maneira, quanto mais próxima do zero, mais recente é a espécie, e quanto mais distante do zero, mais antiga ela é. Destacar também que cada espécie está associada a uma barra vertical. Essa barra representa o período em que a espécie viveu no planeta, estando a extremidade inferior associada ao seu surgimento, e a extremidade superior, à sua extinção.

Paranthropus boisei

Australopithecus garhi

Paranthropus robustus

Homo neanderthalensis

Homo rudolfensis Homo erectus

Homo habilis

Australopithecus africanus

Kenyanthropus platyops Australopithecus afarensis

Australopithecus anamensis

Ardipithecus ramidus

Orrorin tugenensis

Fontes dos dados: WHAT does it mean to be human? Smithsonian National Museum of Natural History. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://humanorigins.si.edu/evidence/human-fossils/species.

Linha do tempo de espécies de hominínios. As barras verticais indicam o período estimado em que cada espécie viveu.

CALLAWAY, Ewen. Oldest Homo sapiens fossil claim rewrites our species' history. Nature, [S l.], 7 jun. 2017. Disponível em: https://www.nature.com/articles/nature.2017.22114. Acessos em: 12 maio 2022. 175

Com essas informações, fazer a leitura completa da linha do tempo, citando todas as espécies presentes, sua origem e sua extinção. Chamar a atenção ao fato de que, ao longo da história evolutiva exposta, diferentes espécies de hominínios habitaram a Terra em um mesmo período. Por exemplo, há aproximadamente 1,6 milhões de anos, estavam presentes na Terra representantes de Paranthropus boisei, Paranthropus robustus, Homo habilis e Homo erectus. Adicionalmente, destacar que os seres humanos habitaram o planeta com os Homo neanderthalensis e, potencialmente, com representantes de Homo erectus. Destacar que os intervalos de tempo do gráfico podem ser alterados conforme novas evidências fósseis forem descobertas.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Explicar que o ser humano, assim com os orangotangos, gorilas, bonobos e chimpanzés, pertencem à família dos Hominidae, cujos membros são denominados hominídeos. Em razão da proximidade evolutiva, os seres humanos, os bonobos, os chimpanzés e os gorilas pertencem à subfamília Homininae, cujos membros são chamados hominíneos. Por sua vez, os seres humanos e seus ancestrais mais próximos, representados

na linha do tempo da p. 175 do Livro do estudante, estão em um grupo taxonômico específico, denominado tribo (grupo entre subfamília e gênero): a tribo Hominini, sendo coletivamente chamados de hominínios. Comentar que o ser humano pertence ao gênero Homo e à espécie Homo sapiens

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Se desejar, desenhar na lousa o esquema sobre a classificação dos seres humanos presente no link do #FICA A DICA, professor

#FICA A DICA, Professor No link a seguir, há um texto explicativo sobre as principais diferenças na classificação dos seres humanos e grandes primatas.

• ROCHA, Gabriel. Hominídeo ou hominínio? Arqueologia e pré­história. [S l.], 31 jan. 2022. Disponível em: https:// arqueologiaeprehistoria. com/2022/01/31/hominideoou-homininio-%EF%BF%BC/. Acesso em: 29 jun. 2022.

AS CORES NÃO SÃO REAIS. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Antes de explicar sobre o bipedalismo, perguntar aos estudantes que características de uma espécie podem ser determinadas a partir do estudo de fósseis. É possível que boa parte dos estudantes apontem para características morfológicas e anatômicas. Nesse caso, questionar se também é possível inferir os hábitos de vida de uma espécie já extinta a partir do estudo dos fósseis. Possivelmente, muitos irão hesitar em responder a essa pergunta. Verificar se algum estudante responde ser possível e pedir que cite exemplos à turma. Avaliar os exemplos citados e complementar com outros. É possível inferir, por exemplo, os hábitos alimentares de uma espécie, a partir da análise de sua arcada dentária fossilizada. Também é possível inferir sua forma de locomoção, a partir da análise dos ossos de seus membros. Acrescentar que o estudo de pegadas fossilizadas, no caso dos hominínios, também auxiliou a conclusão sobre o bipedalismo de algumas espécies.

Representação artística de Lucy, fêmea da espécie Australopithecus afarensis. Ela tinha pouco mais de 1 m de altura.

Pegadas fossilizadas, possivelmente de dois adultos e de uma criança da espécie A afarensis, encontradas em Laetoli, Tanzânia. Na fotografia, as pegadas, com cerca de 3,6 milhões de anos, estão sendo analisadas por Mary Leakey (1913-1996), paleoantropóloga britânica que fez essa descoberta.

Nos fósseis correspondentes ao gênero Ardipithecus, alguns elementos esqueléticos indicam que ele era capaz de escalar árvores e podia alternar esse comportamento arborícola com um caminhar ereto.

No entanto, acredita-se que os primeiros hominínios bípedes, ou seja, os primeiros a caminhar sobre os dois membros posteriores, tenham sido representantes do gênero Australopithecus. O primeiro fóssil encontrado da espécie Australopithecus afarensis tem 3,2 milhões de anos e foi encontrado na região de Afar (Etiópia). O esqueleto estava 40% completo, era de uma fêmea, que recebeu o nome de Lucy.

O formato de alguns ossos do esqueleto de Lucy indica que a espécie tinha um hábito de vida arborícola, mas que era capaz de caminhar sobre duas pernas. Pegadas fossilizadas encontradas na Tanzânia corroboram a hipótese de que os hominínios que viveram há 3,6 milhões de anos eram bípedes.

Réplica do crânio reconstituído de Lucy, fêmea da espécie Australopithecus afarensis. Singapura, 2021.

JOHN BAVARO FINE ART/ SCIENCE PHOTO LIBRARY/FOTOARENA

A espécie Homo habilis foi a primeira espécie pertencente ao gênero Homo a aparecer no registro fóssil. Uma das características em destaque dessa espécie, em comparação às anteriores, era a habilidade com o uso de ferramentas.

Atualmente, a única espécie vivente do gênero Homo é a nossa, Homo sapiens. A evidência fóssil indica que os primeiros seres humanos teriam se originado na África – os fósseis mais antigos de H. sapiens foram encontrados em Marrocos e datados em cerca de 300 mil anos atrás. Entre as características dos seres humanos estão: o uso da linguagem, a expressão artística e o uso de ferramentas complexas.

Observe no quadro a seguir uma comparação entre algumas espécies do gênero Homo

Aspectos físicos e distribuição de algumas espécies do gênero Homo

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

H. habilis 2,4 milhões a 1,4

Braços relativamente longos, face proporcionalmente pequena, nariz largo e mandíbula fina H.

Ao explicar sobre o uso de ferramentas, destacar que teria se iniciado há aproximadamente 2,5 milhões de anos pela espécie Australopithecus garhi Essa informação se baseia em fósseis de ossos de animais que foram encontrados com marcas de cortes, sugerindo que esses hominínios cortavam a carne dos ossos de animais com o uso de ferramentas de pedra. Até essa descoberta, creditava-se ao Homo habilis o uso das primeiras ferramentas, uma vez que instrumentos afiados, feitos de pedra, foram inicialmente encontrados junto a fósseis dessa espécie.

Face maior e relativamente plana; mandíbula robusta H.

Corpo

Corpo robusto, nariz grande, mandíbula robusta, dentes pequenos e queixo proeminente

Esqueleto menos robusto, crânio maior do que o dos demais hominínios, exceto H. neanderthalensis, os neandertais; queixo e dentes menores do que os neandertais.

Fontes dos dados: WHAT does it mean to be human? Smithsonian National Museum of Natural History. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://humanorigins.si.edu/evidence/human-fossils/species.

CHARLES Darwin: 1809-2009: etapas evolutivas: o gênero Homo Universidade Estadual Paulista "Júlio Mesquista Filho". Assis, 2009. Disponível em: http://www2.assis.unesp.br/darwinnobrasil/humanev2b.htm. Acessos em: 12 maio 2022.

#FICA A DICA, Professor

O Canal USP disponibiliza um curso, dividido em 12 vídeos, sobre a história da evolução humana. Para mais informações e acesso ao link, consultar o seguinte endereço.

• A SAGA da humanidade em 12 vídeos. Agência Fapesp. São Paulo, 7 mar. 2018. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/a-saga-da-humanidadeem-12-videos/27272/. Acesso em: 22 jun. 2022.

Ao comentar sobre os Homo sapiens, destacar que os dados anteriores indicavam que os fósseis mais antigos foram os encontrados na Etiópia, datados entre 195 mil e 160 mil anos atrás. Contudo, novas pesquisas evidenciaram a probabilidade de a espécie ter se originado cerca de 100 000 anos antes. Por isso, a origem dos Homo sapiens foi apresentada como tendo ocorrido há cerca de 300 mil anos.

O quadro presente no Livro do estudante apresenta algumas características de espécies do gênero Homo. Auxiliar os estudantes a interpretar essas informações. Pedir que observem que as espécies mais antigas eram mais baixas e que o volume de seu crânio era menor em comparação com espécies mais recentes. Observando o quadro, pode-se notar uma tendência evolutiva de aumento no volume do crânio e aumento da estatura média das espécies do gênero Homo Ao abordar o volume do crânio, é possível realizar a atividade 3 da página 178.

ATIVIDADES

1. Para contribuir com a contextualização da atividade, se possível, convidar previamente o docente de Geografia da escola para fornecer mais informações sobre como se deu a formação do Grand Canyon ao longo dos anos.

a) O texto informa sobre a origem evolutiva das espécies de esquilo Ammospermophilus leucurus e Ammospermophilus harrisii, encontradas em regiões distintas do Grand Canyon (Norte e Sul, respectivamente). Estudos apontam que tais espécies teriam se originado de uma população ancestral que habitava o Grand Canyon e que foi separada geograficamente durante a formação do cânion. Com o tempo, as populações se tornaram espécies distintas. b) Especiação por isolamento geográfico.

2. Espera-se que os estudantes mencionem que existia uma população ancestral, que foi separada fisicamente por uma barreira geográfica – no caso, a montanha. Com o passar do tempo, as duas populações foram se modificando, de forma comportamental, genética e morfológica, a ponto de se tornarem espécies distintas, isto é, caso se encontrassem no mesmo ambiente, não cruzariam e/ou não produziriam descendentes férteis.

O objetivo dessa atividade é que os estudantes respondam sobre como pode ter ocorrido o surgimento das duas espécies. Questionar a turma sobre o que aconteceria se a barreira geográfica desaparecesse antes do processo de especiação ocorrer. Explicar que, nessa situação, as duas populações conseguiriam se intercruzar e, possivelmente, permaneceriam como única espécie.

• ATIVIDADES

1. Analise as fotografias de duas espécies de esquilo a seguir.

B

a) Resuma as informações do texto, explicando o evento de especiação ocorrido.

b) Que tipo de especiação ocorreu com os esquilos citados no texto?

2. Pesquisadores identificaram duas espécies distintas de caracóis vivendo na base de uma montanha. Uma das espécies ocupava apenas o lado A , enquanto a outra espécie ocupava o lado B, como mostra a ilustração a seguir. Durante as investigações, por meio de análises genéticas, os pesquisadores chegaram à conclusão de que as duas espécies têm um ancestral comum.

Essas espécies de esquilo são encontradas em regiões diferentes do Grand Canyon, uma formação geológica localizada no estado do Arizona, nos Estados Unidos. No caso, a espécie Ammospermophilus leucurus, caracterizada por apresentar uma mancha branca em sua cauda, é encontrada na região norte do Grand Canyon. Já a espécie Ammospermophilus harrisii, desprovida da mancha, é encontrada na região sul.

Estudos realizados por pesquisadores apontam que essas duas espécies teriam sido originadas de uma população ancestral que foi separada geograficamente ao longo de milhões de anos da erosão das rochas do cânion pelo Rio Colorado.

Elabore uma hipótese que explique a história evolutiva das duas espécies.

3. Observe os crânios fósseis a seguir.

1 2 Retorne ao quadro da página 177 e faça uma comparação entre as informações do quadro e o que observa nos fósseis da imagem. Que tendência evolutiva pode ser observada entre as espécies do gênero Homo em relação ao volume do crânio?

Esquilo da espécie Ammospermophilus leucurus

Esquilo da espécie Ammospermophilus harrisii

Rio Colorado no Grand Canyon, Arizona, Estados Unidos.

CHRISTOPHER/ALAMY/FOTOARENA

E. R. DEGGINGER/ SCIENCE SOURCE/ FOTOARENA

Resposta pessoal.

178 D3-CIE-F2-2104-V9-U5-LA-G24.indd 178 17/07/22 10:06 178

6. II. Está correta.

I. O possível registro de arte pré-histórica mais antiga do mundo foi feito por crianças, há cerca de 169 a 226 mil anos a.C.

III. Não é possível afirmar a qual espécie de hominínio pertenciam as crianças cujas marcações de mãos e pés fossilizadas foram encontradas no Planalto Tibetano, na China.

4. Entre os dias 2 e 3 de setembro de 2018, um grande incêndio destruiu o Museu Nacional do Rio de Janeiro, instituição científica de 200 anos de existência. A maior parte do acervo do museu, cerca de 20 milhões de itens, foi destruída pelo incêndio. Registros históricos, obras de arte, múmias e fósseis foram perdidos. Entre os fósseis estava o crânio de Luzia, encontrado em Minas Gerais, que, com cerca de 11 500 anos, é o mais antigo fóssil humano das Américas. Um mês após o incêndio, 80% do crânio de Luzia foi encontrado, com alterações causadas pelo fogo.

e explicou o que havia aprendido nas aulas de Ciências.

a) Que explicação Luara pode ter dado a Ricardo?

b) Que evidência você utilizaria para sustentar sua explicação?

6. Leia o texto a seguir.

Respostas nas Orientações para o professor

Uma pesquisa publicada no periódico Science Bulletin descreve o que pode ser a arte pré-histórica mais antiga do mundo. Marcações de pés e mãos fossilizadas no Planalto Tibetano datam de 169 mil a 226 mil anos a.C., segundo pesquisadores da [...] China. De acordo com a análise, elas devem ter sido feitas por crianças.

A datação ultrapassa qualquer registro de arte pré-histórica conhecido. Para efeito de comparação: uma intervenção artística recentemente atribuída aos neandertais foi feita há 64,8 mil anos, enquanto o desenho de um javali, tido como a arte figurativa mais antiga do mundo, tem 45,5 mil anos.

[...] Não é possível afirmar a qual espécie [...] estas crianças pertenciam [...].

4. a) Resposta pessoal. Conversar com os estudantes sobre os museus poderem, por exemplo, representar a cultura de um local; fornecer subsídios à pesquisa científica; divulgar, de modo acessível à população, informações históricas, culturais, artísticas, científicas etc. Aproveitar para destacar a importância dos museus quanto à valorização dos conhecimentos historicamente construídos, desenvolvendo a competência geral 1

Ao realizar essa atividade, é importante que os estudantes percebam o impacto do incêndio do Museu Nacional na Ciência do Brasil e do mundo. Destacar que grande parte da informação lá existente não poderá ser recuperada. Sobre a importância desse museu, apresentar aos estudantes o conteúdo do texto indicado no #FICA A DICA, Professor

Crânio fossilizado de Luzia e uma reconstituição artística de sua cabeça, que estavam expostos no Museu Nacional. Rio de Janeiro (RJ), 1999.

a) O incêndio do Museu Nacional do Rio de Janeiro foi considerado uma perda irreparável. Qual é a importância dos museus para a sociedade?

b) Luzia era um fóssil de que espécie de hominínio? Quando essa espécie provavelmente surgiu no planeta?

c) Como os fósseis podem auxiliar os estudos científicos?

5. Em uma conversa com Luara, Ricardo comentou que os seres humanos “evoluíram dos macacos”, isto é, ele quis dizer que os seres humanos seriam descendentes dos macacos. Luara disse ao colega que essa visão não está correta

FIORATTI, Carolina. Impressão de mãos infantis pode ser a arte pré-histórica mais antiga do mundo. Superinteressante, São Paulo, 16 set. 2021. Disponível em: https://super.abril.com.br/historia/impressao-de-maosinfantis-pode-ser-a-arte-pre-historica-mais-antiga-domundo/. Acesso em: 12 maio 2022.

Considerando o texto e o que você estudou, corrija as afirmações a seguir, quando necessário.

I. O possível registro de arte pré-histórica mais antiga do mundo foi feito por crianças, há cerca de 64,8 mil anos a.C.

II. A arte figurativa (que representa elementos da natureza) mais antiga do mundo é de um javali, registrado há cerca de 45,5 mil anos.

b) Homo sapiens. Há cerca de 300 mil anos.

Respostas nas Orientações para o professor 179

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#FICA A DICA, Professor

Sobre o Museu Nacional, acessar:

• COSTA, Camilla. Museu Nacional: de dinossauros nunca identificados a línguas extintas, o que a ciência perde com o incêndio. BBC News Brasil, São Paulo, 4 set. 2018. Disponível em: https:// www.bbc.com/portuguese/brasil-45404257.

Acesso em: 22 jun. 2022.

III. As marcações de mãos e pés fossilizadas encontrados no Planalto Tibetano, na China, pertenciam a crianças da espécie Homo neanderthalensis

c) Os fósseis contribuem para os estudos evolutivos, pois, a partir de sua análise, podemos conhecer espécies que já foram extintas e entender como diferentes grupos de seres vivos se modificaram ao longo do tempo, estabelecendo parentesco entre os seres extintos e os atuais. Retomar com os estudantes que os fósseis também podem auxiliar o estudo das camadas do solo e contribuem para a compreensão da teoria das placas tectônicas.

17/07/22 10:06

5. a) Os seres humanos não evoluíram dos macacos, mas surgiram a partir da evolução de uma linhagem que divergiu de um ancestral comum dos primatas.

b) Espera-se que os estudantes mencionem as análises genéticas e os achados fósseis.

GREGG NEWTON/REUTERS/ALAMY

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

Comentar com os estudantes sobre a importância dos antibióticos ao terem tornado possível a realização de procedimentos invasivos, como transplantes, cirurgias, partos prematuros e procedimentos profiláticos ou terapêuticos que auxiliam a promover um aumento na expectativa de vida das pessoas. Destacar essa importância enquanto implicação científica à sociedade, contribuindo com o desenvolvimento da competência específica 4. Ressaltar que, no passado, era comum que pessoas viessem a óbito após a realização de procedimentos invasivos, por causa de eventuais infecções no organismo.

A resistência bacteriana é atualmente um grande problema de saúde pública. Ao abordar o assunto, enfatizar a importância de somente fazer uso de medicamentos sob orientação médica, trabalhando o tema contemporâneo transversal Saúde e oportunizando o desenvolvimento da competência geral 8 e da competência específica 7, relativas ao cuidado com a saúde física.

Os antibióticos agem de diferentes formas contra as bactérias em nosso organismo. Entre elas, impedem a síntese da parede celular bacteriana, inibem a síntese proteica das bactérias, desorganizam a membrana celular bacteriana e interferem diretamente no metabolismo celular.

A resistência a antibióticos pode ser uma característica intrínseca a algumas espécies de bactérias, que podem resistir à sua ação por conta de algum componente estrutural ou característica funcional inerente à espécie. Além disso, ela pode ser adquirida como fruto de mutações, que podem ocorrer durante a multiplicação celular, ou ser induzida por agentes mutagênicos. Por fim, a resistência bacteriana a antibióticos pode ser adquirida pela aquisição de

O ASSUNTO É...

Resistência bacteriana

Os antibióticos são muito importantes para o tratamento de doenças infecciosas causadas por bactérias. Leia a seguir algumas informações sobre bactérias e uso de antibióticos.

Desde a descoberta dos antibióticos, as taxas de mortalidade associadas a infecções bacterianas reduziram-se no mundo inteiro. No entanto, o mau uso desses medicamentos tem contribuído para acelerar o processo de resistência de bactérias em relação a eles.

Em nosso organismo, os antibióticos promovem a morte de bactérias, como as que estão causando uma infecção. A forma de atuação de cada antibiótico pode variar, mas, de modo geral, diferentes antibióticos são eficientes para matar diferentes espécies de bactérias.

Algumas bactérias que causam infecções têm se mostrado resistentes aos antibióticos. Os dados a seguir mostram a porcentagem de bactérias resistentes ao antibiótico ciprofoxacina, usado para tratar infecções no sistema urinário de diferentes pacientes.

• De 8,4% a 92,9% para Escherichia coli

• De 4,1% a 79,4% para Klebsiella pneumoniae

Fonte dos dados: ANTIMICROBIAL resistance. World Health Organization. Geneva, 17 nov. 2021. Disponível em: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance. Acesso em: 24 maio 2022.

material genético exógeno, anteriormente presente em outros microrganismos e propagados por transferência gênica horizontal.

Os mecanismos bioquímicos de resistência a antibióticos podem ser vários. Algumas bactérias são capazes de produzir enzimas que degradam ou inativam o antibiótico; outras são capazes de modificar o alvo do antibiótico, alterando algum componente estrutural celular; outras são ca-

pazes de alterar a permeabilidade de sua membrana etc. Esses mecanismos bioquímicos irão conferir resistência às bactérias, dependendo do mecanismo de ação dos antibióticos. Por exemplo, alterar a permeabilidade da membrana é um mecanismo de resistência aos antibióticos que penetram a membrana das bactérias. No entanto, algumas espécies de bactérias são resistentes a mais de um antibiótico.

Bactérias que não são afetadas por determinado antibiótico continuam se multiplicando no organismo e são denominadas resistentes. Como as bactérias produzem clones de si mesmas ao se reproduzirem assexuadamente, em pouco tempo pode se observar o aparecimento de uma população de bactérias resistentes.

A resistência bacteriana representa um sério risco para a população humana e para a saúde pública, visto que reduz as opções de medicamentos efetivos para o tratamento de infecções e aumenta as possibilidades de complicações de saúde. Bactérias resistentes a múltiplos antibióticos são particularmente perigosas em internações hospitalares, especialmente para pacientes cujo tratamento exige acesso aos vasos sanguíneos, pois a infecção pode ser fatal.

O aparecimento da resistência bacteriana pode ser acelerado pelo uso inadequado de antibióticos: ou pelo uso de medicamento sem o efeito desejado, ou pelo uso de doses não recomendadas, diferentes daquelas determinadas pelo médico. Por esse motivo, é importante que o uso desse tipo de medicamento seja feito de forma correta e consciente. Por isso, a venda de antibióticos sem prescrição médica é proibida no Brasil desde o ano de 2011.

• Atividades

1 Que atitudes indicadas no infográfico podem acelerar o aparecimento, na população de bactérias, da característica que leva à resistência bacteriana?

Resposta nas Orientações para o professor

2 Forme um grupo com seus colegas e realizem entrevistas sobre o tema “Venda de antibióticos”, com pessoas da comunidade, com base em três perguntas:

• Você segue as recomendações médicas quando precisa utilizar antibióticos?

• Você concorda com a norma que estabelece que antibióticos só podem ser vendidos sob prescrição médica? Justifique.

• Você sabe o motivo dessa norma?

Anotem os resultados das entrevistas no caderno. Os resultados devem ser apresentados à turma em gráficos de colunas de duas variáveis: no eixo x devem estar as respostas das pessoas (sim ou não); no eixo y deve estar o número de pessoas que deram cada resposta.

A partir de uma média dos resultados encontrados pela turma, elaborem um panfleto informativo que contenha os resultados das entrevistas realizadas por você e por seus colegas e uma explicação sobre a importância do uso correto de antibióticos. Caso seja necessário, realizem pesquisas em livros e em sites confiáveis sobre o assunto. Ao final da atividade, distribuam o panfleto às pessoas da comunidade. Se possível, durante a elaboração do panfleto, produzam um pequeno vídeo, que mostre o trabalho realizado, e postem-no na rede social da escola.

Resposta pessoal. 181

Assim, pedir que codifiquem os participantes com letras aleatórias ou nomes fictícios e que apenas indiquem sua idade.

Essa atividade oportuniza o desenvolvimento das competências gerais 4 e 10 e da competência específica 8

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre os antibióticos, recomenda-se acessar:

• BRASIL. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Antimicro bianos : bases teóricas e uso clínico. Brasília, DF: Anvisa, [2019?]. Disponível em: https:// www.anvisa.gov.br/servicosaude/ controle/rede_rm/cursos/rm_ controle/opas_web/modulo1/ antimicrobianos.htm. Acesso em: 22 jun. 2022.

Para saber mais sobre a resistência bacteriana a antibióticos, recomenda-se acessar:

• LOUREIRO, Rui João et al. O uso de antibióticos e as resistências bacterianas: breves notas sobre a sua evolução. Revista Portuguesa de Saúde Pública, Lisboa, v. 34, n. 1, p. 77-84, jan.-abr. 2016. Disponível em: https:// www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S087090251500067X. Acesso em: 22 jun. 2022.

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Comentários sobre as atividades

1. O aparecimento da resistência bacteriana pode ser acelerado pelo uso inadequado de antibióticos: ou por medicamentos sem o efeito desejado ou pelo uso de doses diferentes das recomendadas pelos médicos.

2. Orientar os estudantes na realização desta atividade. O objetivo é que contribuam para a

AVALIANDO

17/07/22 10:06

conscientização de sua comunidade no que se refere à utilização de antibióticos com base no tema desta seção. A filmagem pode ser dos bastidores da atividade, entretanto, caso os estudantes desejem apresentar os momentos das entrevistas, é necessário a autorização do uso de imagem dos entrevistados.

É importante que os estudantes não identifiquem nenhum dos participantes entrevistados.

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 5, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI10 e EF09CI11 Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

ILUSTRAÇÕES:

ALEX ARGOZINO

Competências

Gerais: 4, 5, 7, 9 e 10

Específicas: 3, 5, 6 e 8

Habilidades

• EF09CI12

• EF09CI13

Temas contemporâneos transversais

• Educação ambiental

• Educação para o consumo

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LXXII deste Manual do professor.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura apresentam um copo com canudos feitos de palha. Esses objetos, além de serem feitos de materiais biodegradáveis, são reutilizáveis. Verificar se os estudantes identificam essas características após analisarem a fotografia.

Na sequência, perguntar aos estudantes sobre a importância de se utilizarem materiais reutilizáveis e/ou biodegradáveis em detrimento de materiais descartáveis e/ou não biodegradáveis, considerando implicações à biodiversidade. É possível, que, de antemão, eles tenham dificuldades em elaborar uma resposta. Caso isso ocorra, fazer perguntas orais que contribuam com o estabelecimento de uma linha de raciocínio condizente com a resposta esperada, como: Qual é a diferença entre materiais recicláveis e materiais reutilizáveis?; Qual é a diferença entre materiais biodegradáveis e não biodegradáveis?; Quais deles contribuem, de modo geral, com o aumento significativo de resíduos?; Quais

6 UNIDADE

BIODIVERSIDADE E SUSTENTABILIDADE

BIODIVERSIDADE E SUSTENTABILIDADE

As diversas relações entre os seres vivos em um ecossistema, de maneira geral, estão em equilíbrio. Sua manutenção é fundamental para a estabilidade dos biomas e das espécies de seres vivos que neles habitam.

Embora os seres humanos façam parte dos ecossistemas, as atividades humanas têm gerado impactos que podem levar ao desequilíbrio ambiental.

Ao mesmo tempo, existem muitos esforços para proteger a biodiversidade. Essa proteção pode ser realizada de forma individual, por meio de ações que realizamos em nosso cotidiano, por exemplo, pela destinação adequada dos resíduos domésticos; por órgãos governamentais, como pela criação e fiscalização de áreas específicas de proteção; e por algumas empresas, por exemplo, pela adoção de políticas e medidas sustentáveis em sua gestão.

Nesta Unidade, estudaremos algumas áreas ambientais protegidas previstas por lei e algumas iniciativas de projetos sustentáveis que têm por objetivo proteger os ecossistemas.

são os impactos ambientais decorrentes da produção excessiva de resíduos?, entre outras questões. Dessa forma, espera-se que concluam que reutilizar materiais reduz a produção excessiva de resíduos descartados e/ou a possibilidade de descarte de forma indevida e de acúmulo no ambiente. A utilização de materiais biodegradáveis também reduz o acúmulo de materiais no ambiente, já que serão rapidamente decompostos,

evitando a contaminação e a morte de muitos seres vivos.

Essa dinâmica com os estudantes auxilia na identificação dos conhecimentos prévios e possibilita diagnosticar diferenças de conhecimentos na turma, comuns em grandes grupos.

Após esse momento inicial, solicitar que voluntários façam a leitura do texto em voz alta. Por fim, realizar as atividades presentes nesta abertura.

DANIELA BAUMANN/SHUTTERSTOCK.COM

Comentários sobre as atividades

1. Convém pesquisar previamente a existência de Unidades de Conservação (UCs) na região em que a escola se localiza, utilizando como referência o site Unidades de Conservação no Brasil, vinculado ao Instituto Socioambiental. Disponível em: https://uc.socioambiental. org/mapa, acesso em: 23 jun. 2022. Caso não existam UCs na cidade em que a escola se localiza, pesquisar em outras cidades do estado.

2. Espera-se que os estudantes citem ações individuais, como economizar água; não descartar óleo na pia; descartar resíduos sólidos corretamente; não fazer queimadas nem contribuir para que ocorram etc.

3. Neste momento, não é esperado que os estudantes conheçam a definição de sustentabilidade, mas que expressem seus conhecimentos prévios sobre o assunto. É possível que eles mencionem que o material do qual são feitos os objetos é natural, favorecendo sua decomposição. Isso não aconteceria caso os objetos fossem produzidos de plástico, que pode levar cerca de 450 anos para se decompor totalmente. O descarte incorreto e o tempo de decomposição dos resíduos causam impactos ambientais, como a poluição do solo e de reservatórios de água, favorecendo desequilíbrios ambientais e prejudicando a biodiversidade. Dessa maneira, o exemplo da fotografia é uma ação sustentável,

nesse caso, é prevista por meio de leis municipais ou estaduais, que proíbem a produção e a comercialização

que,

de canudos de plástico.

Canudos e copo produzidos a partir de palha.

1 Na região em que você mora, existe alguma área ambiental protegida prevista por lei? Converse com seus colegas.

2 De que forma você pode contribuir com a proteção da biodiversidade em seu dia a dia?

3 A fotografia apresenta uma ação sustentável? Converse sobre isso com um colega. Respostas pessoais.

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1. PRESERVAÇÃO E CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE

Ao iniciar o assunto, propor outras perguntas para identificar os conhecimentos prévios dos estudantes a respeito de alguns assuntos a serem estudados nesse tema. Por exemplo, é possível perguntar qual é o entendimento deles sobre o termo "biodiversidade" e como justificariam a importância de protegê-la. É esperado que muitos respondam que o termo se refere à diversidade de espécies existentes em um local e que sua proteção se faz importante para a manutenção das espécies no ambiente. Diante desse cenário, explicar que a biodiversidade também compreende a diversidade genética existente entre os indivíduos de uma mesma espécie (retomando conceitos estudados na Unidade 4 no Livro do estudante), além da diversidade de comunidades biológicas presentes em um ecossistema e as relações que estabelecem entre si e com os componentes abióticos do meio. Nesse sentido, destacar que a importância de se proteger a biodiversidade também considera a manutenção dos conjuntos genéticos existentes em uma população e dos papéis que os seres vivos exercem no ambiente em que vivem.

Na sequência, explorar as fotografias presentes nesta página e na página 185, que evidenciam parte da biodiversidade brasileira. Aproveitar para retomar os biomas brasileiros, sua localização e suas características, estudados em anos anteriores. Enfatizar as principais diferenças entre os biomas em relação às espécies típicas da fauna e da flora, para que os estudantes reconheçam sua singularidade e sua contribuição à vasta biodiversidade de nosso país.

Observe as imagens a seguir, que mostram alguns componentes da biodiversidade brasileira.

Cachoeira da Andorinha, no Parque Nacional de Aparados da Serra, em Cambará do Sul (RS), 2022.

Peixes piraputanga (Brycon microlepis) em Aquário Natural, Reserva Ecológica Baía Bonita, em Bonito (MS).

Jaguatirica (Leopardus pardalis) no Pantanal Norte (MS).

Arara-vermelha (Ara chloropterus) no Pantanal.

ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS FRANCO BANFI/NATURE/FOTOARENA

ONDREJ PROSICKY/SHUTTERSTOCK.COM NICK GARBUTT/NATURE/FOTOARENA

1 Ao observar as imagens, quais são suas impressões sobre a biodiversidade brasileira?

2 Você considera importante a proteção de paisagens naturais e de seres vivos de um local ou de um país? Por que e como isso pode ser feito?

O Brasil é um dos países com maior biodiversidade do planeta. O termo biodiversidade ou diversidade biológica refere-se ao conjunto de seres vivos existentes no planeta ou em determinado ambiente. Esse conceito considera a diversidade de organismos, incluindo a variabilidade genética das espécies.

Quando falamos em biodiversidade de um ecossistema, estamos nos referindo, então, à variabilidade existente entre os seres vivos desse ecossistema, tanto entre indivíduos da mesma espécie (abundância) quanto entre seres de espécies diferentes (diversidade).

Os ecossistemas brasileiros abrigam muitas espécies de plantas, animais e outros organismos, como fungos e microrganismos. Essa biodiversidade associada à grande diversidade de paisagens naturais, incluindo praias, cachoeiras, florestas, rios, lagos, cavernas, montanhas, entre outras, tornam o Brasil mundialmente reconhecido por suas riquezas naturais.

1. Os estudantes podem, por exemplo, ressaltar a grande diversidade de seres vivos presente no território brasileiro, além da variedade de paisagens naturais.

2. Espera-se que os estudantes resgatem os conhecimentos prévios e valorizem a manutenção de paisagens naturais e dos seres vivos nelas existentes. É possível também que mencionem que a proteção das paisagens e dos seres vivos pode ser feita, por exemplo, evitando o desmatamento de florestas, a poluição de ambientes aquáticos e terrestres, entre outras formas de proteção. Verificar se os estudantes percebem que alterações climáticas, redução da qualidade do ar, aumento de doenças, problemas na produção de alimentos, entre outras questões, podem estar relacionadas direta ou indiretamente à redução da biodiversidade. Esse assunto será abordado posteriormente.

Rã da família dos dendrobatídeos (Dendrobates tinctorius) na Amazônia.

Boto-cor-de-rosa (Inia geoffrensis) no Rio Amazonas.

Rio Amônia em vista aérea, em Marechal Thaumaturgo (AC), 2021.

DIRK ERCKEN/SHUTTERSTOCK.COM

ANDRE DIB/PULSAR IMAGENS

FLAS100/SHUTTERSTOCK.COM

Resposta pessoal.

Resposta pessoal.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao longo deste Tema, é possível abordar o tema contemporâneo transversal Educação ambiental Solicitar que diferentes voluntários realizem a leitura do texto presente no Livro do estudante, incentivando o exercício da oralidade. Após a leitura, pedir que a turma expresse, com suas palavras, o conteúdo do texto. Nesse momento, aproveitar para avaliar sua competência leitora.

Destacar a importância da biodiversidade e nossa responsabilidade, como cidadãos, em contribuir para sua proteção, incentivando os estudantes a agir com base em princípios sustentáveis em seu cotidiano. Retomar as respostas dadas por eles à questão 2 presente na abertura desta Unidade (página 183), relacionando-as a essa fala.

Se desejar, é possível realizar uma atividade de ampliação para valorizar a importância de se proteger a biodiversidade, conforme descrito no Ampliando

Apesar da consciência ambiental ser fundamental para todos os habitantes do planeta Terra, o fato de o Brasil apresentar elevada biodiversidade implica grande empenho e responsabilidade em protegê-la, o que diz respeito aos governantes e a toda a população brasileira. Então, por que é importante proteger a biodiversidade? Leia o texto a seguir.

[...]

A diversidade biológica é o recurso do qual dependem famílias, comunidades, nações e gerações futuras. É o elo entre todos os organismos existentes na Terra, que liga cada um deles a um ecossistema interdependente, em que cada espécie desempenha sua função. É uma verdadeira teia da vida

O patrimônio natural da Terra é composto por plantas, animais, terra, água, a atmosfera e os seres humanos! Juntos, fazemos todos parte dos ecossistemas do planeta, o que equivale a dizer que, se houver uma crise de biodiversidade, nossa saúde e meios de subsistência também entram em risco.

[...]

Indo direto ao ponto: a redução da biodiversidade significa que milhões de pessoas estão diante de um futuro em que os estoques de alimentos serão mais vulneráveis a pragas e doenças e a oferta de água doce será irregular ou escassa.

[...]

A natureza oferece tudo isso gratuitamente. Ela só pede que cuidemos dela em troca.

COMO a perda de biodiversidade afeta a mim e as outras pessoas? WWF Brasil Brasília, DF, [2019?]. Disponível em: https://www.wwf.org.br/natureza_brasileira/especiais/ biodiversidade/consequencias_perda_biodiversidade/. Acesso em: 1 jul. 2022.

AMPLIANDO

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Solicitar que os estudantes formem grupos para a elaboração de cartazes sobre o Dia Internacional da Biodiversidade (dia 22 de maio). Os cartazes podem ser feitos manualmente, utilizando cartolina, lápis de cor, canetinhas hidrocor, tinta e giz de cera, ou digitalmente, utilizando programas de edição de imagem disponíveis gratuitamente na internet. Verificar a possibilidade

de expor os cartazes na escola, com o objetivo de conscientizar a comunidade escolar sobre a importância de valorizar e proteger a biodiversidade.

Essa atividade pode ser realizada em conjunto com o docente de Arte. Para isso, consultar previamente sua disponibilidade para participar.

No dia 22 de maio, é celebrado o Dia Internacional da Biodiversidade. Cartaz do Dia Internacional da Biodiversidade, Prefeitura de Igaratinga (MG).

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Como vimos no texto da página anterior, a proteção da biodiversidade é importante por diversos motivos, que, muitas vezes, estão relacionados com a sobrevivência da espécie humana. Isso ocorre porque os seres vivos de um ecossistema estão todos inter-relacionados, e a extinção de uma espécie afeta, direta ou indiretamente, outras espécies.

A extinção é um fenômeno que pode ocorrer naturalmente: diante de condições ambientais adversas, algumas espécies desaparecem, enquanto outras, com determinadas características, sobrevivem e geram descendentes. Entretanto, muitas atividades humanas causam impactos negativos no ambiente e intensificam a extinção de espécies.

De acordo com um relatório publicado em 2019 pela Plataforma Intergovernamental sobre Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (IPBES), existe cerca de 1 milhão de espécies de animais e de vegetais ameaçadas de extinção, muitas delas previstas para desaparecer nas próximas décadas. Esse número se deve, principalmente, às mudanças climáticas, à poluição e à exploração dos seres vivos e dos ambientes naturais pelos seres humanos em escala sem precedentes e de forma desenfreada.

Por isso, proteger a biodiversidade é fundamental para a manutenção da vida no planeta, o que pode ser feito de duas formas: preservando ou conservando. Apesar de parecerem sinônimos, esses termos representam duas formas diferentes de proteção da natureza, como veremos a seguir.

A preservação da biodiversidade refere-se à proteção integral de um recurso natural ou de um ecossistema. O objetivo é manter os ecossistemas livres de alterações causadas pelos seres humanos.

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#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre a Avaliação Global sobre a Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos de 2019, acessar os links disponíveis a seguir.

• 1 MILHÃO de espécies estão em risco de extinção, revela relatório da ONU. ONU News, [s. l.], 6

A conservação da biodiversidade refere-se ao uso consciente dos recursos naturais, de forma planejada e sustentável, com o objetivo de garantir que esses recursos estejam disponíveis para futuras gerações.

O relatório mencionado no Livro do estudante é a Avaliação Global sobre a Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos, publicada pela Plataforma Intergovernamental sobre Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (IPBES), em 2019. O relatório afirma que as espécies invasoras também estão entre os principais fatores que impulsionam mudanças no ambiente, além dos citados. Apresentar aos estudantes essa informação, explicando que as espécies invasoras são espécies introduzidas em um ambiente que não é de sua ocorrência natural e que podem ameaçar a biodiversidade local, uma vez que podem se sobressair na competição por recursos com espécies nativas. Caso queira saber mais sobre o relatório, acessar os materiais indicados no #FICA A DICA, Professor

Antes de explicar a diferença entre conservação e preservação, solicitar que os estudantes formem grupos para conversar sobre o significado dos termos e que, depois da conversa, compartilhem as ideias com a turma. Utilizar esse momento para identificar suas percepções iniciais sobre o assunto, pois é possível que muitos considerem os termos sinônimos. Depois da explicação, solicitar que os mesmos grupos conversem novamente e avaliem suas percepções iniciais, identificando se estavam corretas ou não. Essa dinâmica tem como objetivo incentivar a autoavaliação dos estudantes.

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maio 2019. Disponível em: https://news.un.org/pt/ story/2019/05/1670971. Acesso em: 22 jun. 2022.

• GLOBAL assessment report on biodiversity and ecosystem services. IPBES. Bonn, [2019?]. Disponível em: https://ipbes.net/global-assessment. Acesso em: 22 jun. 2022.

Interior da Floresta Nacional do Tapajós, em Belterra (PA), 2019.

Pesca sustentável no Parque Indígena do Xingu, em Gaúcha do Norte (MT), 2014.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Unidades de Conservação

A partir desse momento, são apresentados conteúdos que permitem a abordagem da habilidade EF09CI12

As Unidades de Conservação são instituídas pela lei n o 9.985/00, disponibilizada na íntegra no link indicado no #FICA

A DICA, Professor

De acordo com o Portal Brasileiro de Dados Abertos, até o ano de 2021, o Brasil contava com 2 544 Unidades de Conservação, das quais 814 são de Proteção Integral e 1 730, de Uso Sustentável. Se possível, ao trabalhar esse assunto, pesquisar dados mais recentes sobre a quantidade de UCs existentes no Brasil.

Unidades de Conservação

Considerando a importância da biodiversidade, em 2000, no Brasil, foi aprovada uma lei que estabelece critérios e normas para a criação, a implantação e a gestão de áreas que serão protegidas, denominadas Unidades de Conservação (UC). Essa lei instituiu o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC).

As UCs são espaços territoriais, incluindo águas costeiras, que devem ser protegidos por apresentarem características naturais particulares. Esses espaços são estabelecidos por lei, têm limites territoriais definidos e estão sob administração especial, que estabelece as medidas adequadas de proteção.

As Unidades de Conservação são classificadas em dois grandes grupos: Unidades de Conservação de Proteção Integral (preservação da biodiversidade) e Unidades de Conservação de Uso Sustentável (conservação da biodiversidade). No mapa a seguir estão destacadas as áreas onde algumas delas se localizam.

Localização de algumas das Unidades de Conservação do Brasil (2020)

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre a lei no 9.985/00, recomendamos o link a seguir:

• BRASIL. Lei no 9.985, de 18 de julho de 2000. Institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza e dá outras providências. Brasília, DF: Casa Civil, 2000. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ ccivil_03/leis/l9985.htm. Acesso em: 23 jun. 2022.

AMPLIANDO

Reservar um dia do cronograma escolar para fazer uma visita com os estudantes a uma Unidade de Conservação próxima da escola. Para isso, realizar uma pesquisa antecipadamente para saber se existem UCs próximas. Caso seja inviável a visita, solicitar uma pesquisa aos estudantes sobre alguma UC presente em seu estado, com informações sobre sua localização, seu tamanho e sua biodiversidade. Para a visitação, escolher uma de fácil acesso, preferencialmente com recursos de acessibilidade, como rampas, e, se possível, que ofereça atividades recreativas ou de educação ambiental. Verificar a possibilidade de realizar registros de imagem no local e trabalhos

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Fonte dos dados: INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE. Unidades de conservação federais, RPPN, centros de pesquisa e coordenações regionais. Brasília, DF: ICMBio, 2020. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/servicos/geoprocessamento/ mapa-tematico-e-dados-geoestatisticos-das-unidades-de-conservacao-federais/copy_of_mapa_ oficial_08_2021_150.pdf. Acesso em: 15 maio 2022.

sensoriais para inclusão de estudantes deficientes visuais. Sob autorização, pedir aos estudantes que registrem fotografias e vídeos para evidenciar as principais características do local visitado.

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Posteriormente à visita, solicitar que os estudantes façam um vídeo informativo sobre essa UC, utilizando os registros que fizeram previamente. Orientar que considerem os seguintes assuntos no vídeo: nome da UC visitada, categoria, atividades permitidas/realizadas, características da flora e da fauna, justificativa

sobre a importância de protegê-la e outros que considerarem relevantes. Com o vídeo finalizado, escolher um colégio localizado em outro bioma do Brasil para compartilhar as informações sobre a UC visitada. O vídeo pode ser utilizado como instrumento para avaliar o aprendizado dos estudantes com relação à habilidade EF09CI12

Unidades de Conservação de Proteção Integral

Nessas Unidades de Conservação, o objetivo é a proteção integral da natureza, mantendo os ecossistemas livres de ações humanas.

Nesses locais, não são permitidos o consumo, a coleta ou qualquer tipo de interferência sobre os recursos naturais, que só podem ser usados de forma indireta. Assim, são permitidas apenas atividades como o turismo ecológico, a educação ambiental e as pesquisas científicas. São exemplos as Reservas Biológicas e os Parques Nacionais.

Em uma Reserva Biológica, são permitidas medidas de recuperação de ecossistemas e de preservação da diversidade biológica e visitas com objetivo educacional, como aulas de Educação Ambiental.

Um exemplo de Unidade de Conservação de Proteção Integral é a Reserva Biológica do Atol das Rocas, localizada na costa do Rio Grande do Norte.

3 Você já ouviu falar de alguma Unidade de Conservação de Proteção Integral?

Se conhecer alguma, converse com um colega sobre ela.

3. Resposta pessoal. Professor, caso não existam Unidades de Conservação de Proteção Integral próximas da região da escola ou os estudantes não conheçam nenhuma, comentar sobre algumas dessas UCs.

atol: conjunto circular de ilhas oceânicas formado por recife de corais.

Unidades de Conservação de Proteção Integral

Se desejar, apresentar outras categorias de Unidades de Conservação de Proteção Integral, além das Reservas Biológicas e dos Parques Nacionais citados no Livro do estudante. São elas: as Estações Ecológicas, os Monumentos Naturais e os Refúgios de Vida Silvestre, cujas informações estão descritas a seguir.

Reserva Biológica do Atol das Rocas, próximo ao arquipélago de Fernando de Noronha (RN), 2016.

• As Estações Ecológicas são áreas destinadas à preservação da natureza e à realização de pesquisas científicas. Podem ser visitadas somente com objetivo educacional. São exemplos: a Estação Ecológica Terra do Meio, no Pará (PA); a Estação Ecológica de Aiuaba, no Ceará (CE); a Estação Ecológica de Aracuri-Esmeralda, no Rio Grande do Sul (RS); entre outras.

• Os Monumentos Naturais são áreas destinadas à preservação de lugares únicos e de grande beleza, onde são permitidas diversas atividades de visitação. Um exemplo é o Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins (TO), apresentado na atividade 3 da página 192. Outros exemplos são: Monumento Natural dos Pontões Capixabas, no Espírito Santo (ES); Monumento Natural Estadual Gruta Rei do Mato, em Minas Gerais (MG); Monumento Natural Vale dos Dinossauros, na Paraíba (PB) etc.

• Os Refúgios de Vida Silvestre são áreas destinadas à proteção de ambientes naturais, para garantir a existência de condições para a reprodução ou a existência de espécies de fauna e flora locais. Alguns exemplos são: Refúgio de Vida Silvestre Mata do Junco, em Sergipe (SE); Refúgio de Vida Silvestre dos Campos de Palma, no Paraná (PR); Refúgio de Vida Silvestre Corixão da Mata Azul, no Mato Grosso (MT); entre outros.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Unidades de Conservação de Uso Sustentável

Se desejar, apresentar outras categorias de Unidades de Conservação de Uso Sustentável, além das Florestas Nacionais e das Reservas de Uso Sustentável citadas no Livro do estudante. São elas: Área de Relevante Interesse Ecológico e Área de Proteção Ambiental, cujas informações estão descritas a seguir.

• As Áreas de Relevante Interesse Ecológico têm objetivo de proteger ecossistemas naturais de importância regional ou local. Geralmente têm pequenas extensões, com pouca ou nenhuma ocupação humana e com características naturais únicas. São exemplos: Área de Relevante Interesse Ecológico Águas de São João, em Goiás (GO); Área de Relevante Interesse Ecológico Japiim-Pentecoste, no Acre (AC); Área de Relevante Interesse Ecológico do Morro do Iririú, em Santa Catarina (SC); entre outras.

• As Áreas de Proteção Ambiental apresentam atributos naturais, estéticos e culturais importantes para a qualidade de vida e o bem-estar dos seres humanos. Em geral, são extensas e têm objetivo de proteger a biodiversidade, ordenar o processo de ocupação humana e garantir os recursos naturais. Um exemplo é a Costa dos Corais, apresentada na atividade 2 da página 192. Outros exemplos são: Área de Proteção Ambiental Carapiá, no Rio de Janeiro (RJ); Área de Proteção Ambiental de Campos de Manicoré, no Amazonas (AM); Área de Proteção Ambiental das Dunas do Rosado, no Rio Grande do Norte (RN) etc.

Os Parques Nacionais são, em geral, áreas de grande beleza natural. Nesses locais, é permitido o desenvolvimento de atividades recreativas, educativas, ambientais e de pesquisas científicas.

O Parque Nacional do Itatiaia é um exemplo de Unidade de Conservação de Proteção Integral. Seu território está distribuído entre os estados de Minas Gerais e Rio de Janeiro. Criado em 1937, é o mais antigo Parque Nacional do Brasil.

Unidades de Conservação de Uso Sustentável

As Unidades de Conservação de Uso Sustentável buscam conciliar a conservação da natureza com o uso sustentável dos recursos naturais. Nelas é permitida a instalação de moradias, desde que não representem formas de agressão ao ambiente.

A expressão uso sustentável refere-se à utilização dos recursos naturais de maneira responsável, sem provocar seu esgotamento e sem prejudicar o ecossistema e os seres vivos. As Florestas Nacionais e as reservas (com exceção da Reserva Biológica) são exemplos de Unidades de Conservação de Uso Sustentável.

Formações rochosas no alto do Parque Nacional do Itatiaia, em Itatiaia (RJ), 2021.

RUBENS CHAVES/PULSAR IMAGENS

As Florestas Nacionais são áreas florestais onde predominam espécies nativas da fauna e da flora. Nelas, os objetivos são o uso sustentável dos recursos naturais e a pesquisa científica, mas é permitida a permanência de populações tradicionais que habitam a área e que já estavam ali antes da criação da unidade.

Existe uma grande diversidade de Reservas de Uso Sustentável. Elas podem estar voltadas para a extração de recursos (Reserva Extrativista), para a conservação de espécies de fauna nativas (Reservas de Fauna) ou para a conservação de sistemas sustentáveis de exploração de recursos naturais por populações tradicionais (Reserva de Desenvolvimento Sustentável).

A Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá foi a primeira área desse tipo criada no Brasil. Desde 1999, a reserva de Mamirauá faz o manejo sustentável do pirarucu, peixe endêmico da região e de grande importância econômica para as comunidades locais, mas que quase foi extinto por causa da pesca intensiva e sem controle legal.

As reservas também podem ser áreas privadas, cujo proprietário assumiu o compromisso de conservar a biodiversidade. Nelas é permitida a entrada para fins de pesquisa científica e visitação turística. São as Reservas Particulares de Patrimônio Natural (RPPN).

endêmico: que só existe em determinada região geográfica.

Floresta Nacional de Três Barras, onde ocorre a conservação por meio do uso sustentável de recursos nativos, como a araucária (Araucaria angustifolia). Três Barras (SC), 2018.

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FICA A DICA

Acesse o link disponível em: https://tvbrasil.ebc. com.br/parquesdobrasil, acesso em: 15 maio 2022, e conheça mais sobre a biodiversidade dos parques nacionais e outras Unidades de Conservação brasileiras por meio da série de TV Parques do Brasil

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Se possível, acessar com os estudantes o link indicado no #FICA A DICA do Livro do estudante. Caso haja disponível na escola uma sala de vídeo ou computadores para os estudantes, pode-se reservá-la antecipadamente para esta atividade. Essa abordagem contribui para desenvolver a competência geral 5 e a competência específica 6

Ao finalizar o trabalho com as Unidades de Conservação, sugere-se a realização da atividade descrita no Ampliando, que pode ser utilizada como instrumento avaliativo do conteúdo deste Tema.

#FICA A DICA, Estudante

O link disponibilizado a seguir pode ser indicado como sugestão de fonte de pesquisa aos estudantes para obterem maiores informações sobre as Unidades de Conservação brasileiras.

• UNIDADES DE CONSERVAÇÃO

NO BRASIL. [S. l.], [2019?]. Site Disponível em: http://uc.socioam biental.org/pt-br. Acesso em: 23 jun. 2022.

AMPLIANDO

Solicitar aos estudantes que formem duplas para realizar uma pesquisa a respeito de uma Unidade de Conservação localizada em qualquer região brasileira. Para diversificar os exemplos que serão pesquisados, realizar um sorteio com as categorias de UC entre as duplas. Pedir aos estudantes que pesquisem algumas informações, como localização, área de abrangência, ano em que foi instituída como UC, categoria de UC à qual pertence, objetivo dessa UC, atividades permitidas/realizadas no local e outras que julgarem relevantes (uma sugestão de fonte de pesquisa está indicada no #FICA A DICA, Estudante).

A apresentação dessas informações pode ser feita em diferentes formatos. Para incentivar o interesse dos estudantes, uma maneira de apresentá-las é solicitar que elaborem uma publicação de rede social, buscando valorizar a UC pesquisada. A publicação precisa conter diferentes imagens (como fotografias constituídas por algumas informações do local) e uma legenda. A edição das imagens pode ser feita em aplicativos de edição gratuitos que oferecem diferentes ferramentas ao usuário, como a inclusão de textos, figuras etc.

Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Mamirauá, Tefé (AM), 2019.

2. c) As APAs, em geral, são áreas naturais extensas, que são protegidas com o objetivo de conservar a diversidade biológica, ordenar o processo de ocupação humana e garantir o uso sustentável dos recursos naturais. São usualmente áreas que contêm atributos naturais, estéticos e culturais importantes para a qualidade de vida e o bem-estar do ser humano.

ATIVIDADES

As atividades 2 e 3 oportunizam a mobilização da habilidade EF09CI12. Na atividade 5, a competência geral 4 pode ser desenvolvida.

1. A produção agrícola de alimentos será prejudicada, visto que grande parte dela depende da polinização realizada sobretudo por abelhas. O objetivo dessa atividade é que os estudantes percebam as relações que se estabelecem entre diferentes componentes dos ecossistemas e como as atividades humanas podem prejudicá-las, ameaçando a existência dos seres vivos –o que traz consequências, inclusive, aos próprios seres humanos.

2. Retomar com os estudantes os manguezais, ecossistemas costeiros de transição entre os ambientes terrestre e marinho, estudados em anos anteriores. Os estuários são locais parcialmente fechados e podem se comunicar com o mar aberto de modo permanente ou periódico. Nos estuários a água é salobra, por causa da diluição da água do mar pela água doce. Comentar que o peixe-boi-marinho é um animal típico dos estuários. Esses animais são de espécies diferentes do peixe-boi-amazônico, que vive nos rios.

3. a) Unidades de Conservação de Proteção Integral são áreas cujo objetivo é a preservação da biodiversidade, mantendo os ecossistemas livres da ação de seres humanos.

b) Espera-se que os estudantes considerem a importância de lugares de grande beleza e de rara ocorrência serem mantidos livres de interferência humana. Comentar que a visitação pública e a realização de pesquisas científicas são permitidas, desde que sejam seguidas as normas legais de cada área.

4. Ações humanas, como o desmatamento e a poluição, podem

2. a) A reportagem informa que a poluição e a degradação ambientais nos manguezais está prejudicando a flora e a fauna e que o peixe-boi, um mamífero, é um dos animais ameaçados de extinção.

• ATIVIDADES

1. Nos últimos anos, muitas populações de abelhas desapareceram. Entre as causas podem estar a destruição dos hábitats pelos seres humanos e o uso de agrotóxicos. Considerando o papel desempenhado pelas abelhas no ambiente como polinizadoras, elabore uma explicação de como sua possível extinção afetaria a espécie humana.

Resposta nas Orientações para o professor

2. Leia o trecho da reportagem a seguir.

Poluição em manguezais prejudica fauna e flora da Costa dos Corais, entre AL e PE

A poluição e degradação ambiental na área de manguezais da maior unidade de conservação federal costeiro-marinha do Brasil, a Área de Proteção Ambiental Costa dos Corais (APA), é prejudicial para a fauna e a flora.

O peixe-boi, mamífero marinho que corre mais risco de extinção, depende da conservação do estuário. E há mais de 30 anos, um programa – atualmente coordenado pelo ICMBio – luta para garantir a sobrevivência da espécie.

POLUIÇÃO em manguezais prejudica fauna e flora da Costa dos Corais, entre AL e PE. G1, [s l.], 27 set. 2018. Disponível em: https://g1.globo.com/al/ alagoas/noticia/2018/09/27/poluicao-em-manguezaisprejudica-fauna-e-flora-da-costa-dos-corais-entre-al-epe.ghtml. Acesso em: 15 maio 2022.

estuário: foz alargada de um rio que sofre influência das marés oceânicas.

a) O que é apresentado na reportagem?

b) Com base na situação apresentada na reportagem, justifique a importância da proteção da biodiversidade.

c) As Áreas de Proteção Ambiental (APAs) são Unidades de Conservação de Uso Sustentável. Faça uma pesquisa em

livros e sites confiáveis sobre como se caracteriza uma APA e escreva as informações encontradas.

3. Uma categoria de Unidade de Conservação de Proteção Integral são os chamados monumentos naturais, áreas destinadas à preservação de lugares únicos (raros), onde são permitidas visitas turísticas. Um exemplo é o Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins, que abriga a mais completa floresta fossilizada do mundo.

Monumento Natural das Árvores Fossilizadas do Tocantins, Filadélfia (TO), 2015.

a) O que são as Unidades de Conservação de Proteção Integral?

b) Qual é a importância da preservação de áreas como os Monumentos Naturais? Converse com seus colegas sobre o assunto.

4. Como as ações humanas podem afetar a biodiversidade?

5. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa em sites confiáveis sobre algum animal que esteja ameaçado de extinção no Brasil, identificando suas características, seus hábitos e os motivos pelos quais está ameaçado. Com os resultados de sua pesquisa, façam um cartaz que promova a conscientização das pessoas para a preservação da biodiversidade.

Respostas nas Orientações para o professor Resposta nas Orientações para o professor Resposta pessoal.

6. A proteção da biodiversidade pode ser feita de duas formas distintas: preservando ou conservando. Explique a diferença entre esses termos.

Resposta nas Orientações para o professor 192

2. b) A proteção da biodiversidade é importante para a manutenção das espécies de seres vivos, incluindo o ser humano, e das relações existentes entre elas e o ambiente, para que o ecossistema permaneça em equilíbrio.

promover desequilíbrios nos ecossistemas, prejudicando a fauna e a flora.

5. Solicitar que os grupos escolham animais diferentes, de modo que não haja repetição. Se possível, orientar que considerem invertebrados e vertebrados, para enriquecer os exemplos que serão apresentados. Uma sugestão de fonte de pesquisa é o link do Livro vermelho da fauna brasileira ameaçada de extinção 2018, publicado pelo Instituto Chico Mendes

de Conservação da Biodiversidade. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/centrais -de-conteudo/publicacoes/publicacoes-diversas/ livro-vermelho/livro-vermelho-da-fauna-bra sileira-ameacada-de-extincao-2018, acesso em: 23 jun. 2022.

6. A preservação da biodiversidade refere-se à proteção integral de um recurso natural ou de um ecossistema. O objetivo é manter os ecossistemas livres de alterações causadas pelos

CARLOS ELLER/FOTOARENA

8. a) Unidades de Conservação de Uso Sustentável, pois são áreas que buscam conciliar a conservação da biodiversidade com o uso sustentável dos recursos naturais. Diferentemente, nas Unidades de Conservação de Proteção Integral, não são permitidos o consumo, a coleta ou qualquer tipo de interferência sobre os recursos naturais. Como entre as imagens está a extração de látex, uma forma de interferência sobre um recurso natural, estas se referem a uma Unidade de Conservação de Uso Sustentável.

Um duro relatório acerca do impacto humano sobre a natureza mostra que quase 1 milhão de espécies de animais e plantas correm risco de extinção dentro de décadas. Os atuais esforços para conservar os recursos da Terra devem falhar caso não sejam tomadas ações radicais, disseram especialistas das Nações Unidas [...].

[...]

O relatório também examinou cinco fatores impulsionadores de mudanças “sem precedentes” na biodiversidade e em ecossistemas ao longo dos últimos 50 anos. Os impulsionadores foram identificados como: mudanças no uso da terra e do mar; exploração direta de organismos; mudança climática, poluição e invasão de espécies estrangeiras.

RELATÓRIO da ONU mostra que 1 milhão de espécies de animais e plantas enfrentam risco de extinção. Canal Saúde: construindo cidadania. Rio de Janeiro, 8 maio 2019. Disponível em: https://www.canalsaude.fiocruz. br/noticias/noticiaAberta/relatorio-da-onumostra-que-1-milhao-de-especies-de-animais-eplantas-enfrentam-risco-de-extincao08052019.

Acesso em: 8 jul. 2022.

a) De acordo com a reportagem, quais são os fatores relacionados ao risco de extinção de espécies nas próximas décadas?

b) Quais consequências podem estar relacionadas à extinção de espécies?

c) Considere que uma pessoa, após ler essa reportagem, tenha feito circular a seguinte mensagem nas redes sociais: “Até 2050, mais de um milhão de animais vão desaparecer”. A mensagem traz informações corretas? Justifique sua resposta utilizando elementos do texto.

seres humanos. A conservação da biodiversidade refere-se ao uso consciente dos recursos naturais, de forma planejada e sustentável, com o objetivo de garantir que esses recursos estejam disponíveis para futuras gerações. Ao realizar essa atividade, retomar a dinâmica sugerida neste Manual do professor para o trabalho com os termos conservação e preservação.

7. a) Mudanças no uso da terra e do mar, exploração direta de organismos, mudança

Turismo ecológico. Pesquisa científica. Extração de látex.

a) Considere que as imagens representem as atividades realizadas em uma Unidade de Conservação. A qual grupo de Unidades de Conservação elas se relacionam? Justifique sua resposta.

b) Que imagem(ns) representa(m) atividades que podem ser realizadas em ambos os grupos de Unidades de Conservação?

Turismo ecológico e pesquisa científica.

9. Analise as afirmativas a seguir e corrija as falsas.

I. As Unidades de Conservação são espaços territoriais, com exceção de águas costeiras, que devem ser protegidos por apresentarem características naturais particulares.

II. Em Unidades de Conservação de Proteção Integral não é permitido qualquer tipo de interferência humana sobre os recursos naturais.

III. Em Unidades de Conservação de Uso Sustentável não é permitida a instalação de moradias.

IV. Reservas Biológicas e Parques Nacionais são exemplos de Unidades de Conservação de Proteção Integral.

V. Florestas Nacionais e Reservas Extrativistas são exemplos de Unidades de Conservação de Uso Sustentável.

climática, poluição e invasão de espécies estrangeiras.

b) A extinção de espécies pode prejudicar o equilíbrio do ecossistema em que vivem, considerando que suas funções deixarão de ser desempenhadas. Isso pode prejudicar, dentre outras funções, as relações alimentares existentes no ecossistema. Com isso, também, podem ser extintos bens ou serviços que nós, seres humanos, utilizamos diretamente (acesso

à água potável, polinização de plantas etc.).

c) Não. Na reportagem, é dito que o relatório da ONU prevê a possibilidade de extinção de cerca de 1 milhão de espécies de animais e de vegetais em algumas décadas (“Um duro relatório acerca do impacto humano sobre a natureza mostra que quase 1 milhão de espécies de animais e plantas correm risco de extinção dentro de décadas.”). A mensagem encaminhada afirma a extinção futura dessas espécies até o ano de 2050 e não cita nenhuma fonte de referência. Essa atividade oportuniza o desenvolvimento da competência leitora dos estudantes, uma vez que precisam identificar fragilidades na mensagem enviada pela pessoa. Aproveitar o contexto para alertar os estudantes sobre a criação e veiculação de fake news, já que, muitas vezes, ocorrem dessa maneira. Orientá-los a sempre buscar pelas fontes originárias das informações veiculadas para checar se são condizentes. Além disso, dizer para verificarem a confiabilidade das informações, buscando-as em diferentes fontes.

8. Se desejar, incentivar os estudantes a produzir cartazes com imagens que representem as atividades que podem ser realizadas em Unidades de Proteção Integral e Unidades de Uso Sustentável. É possível que as imagens sejam buscadas na internet, em revistas e jornais ou que sejam produzidas pelos estudantes.

9. II, IV e V estão corretas.

I. As Unidades de Conservação são espaços territoriais, incluindo águas costeiras, que devem ser protegidos por apresentarem características naturais particulares.

III. Em Unidades de Conservação de Uso Sustentável, é permitida a instalação de moradias, desde que não representem formas de agressão ao ambiente.

7. Leia o trecho retirado de uma reportagem.

8. Analise as imagens a seguir.

VE.STUDIO/SHUTTERSTOCK.COM

MARCOS AMEND/PULSAR IMAGENS NATTANAN ZIA/SHUTTERSTOCK.COM

2. AÇÕES SUSTENTÁVEIS

Ao iniciar a aula, explorar a ilustração, que retrata alguns problemas ambientais encontrados em centros urbanos. Comentar que esses problemas são intensificados pela expansão desordenada das cidades e pelos hábitos de consumo exagerado.

Perguntar aos estudantes que atitudes adotadas no cotidiano podem contribuir para a intensificação desses problemas. É possível que citem o desperdício de alimentos, a circulação de veículos movidos a combustão interna (poluição do ar), o despejo na pia de óleo de cozinha usado (poluição da água), a troca desnecessária de aparelhos eletrônicos, como celulares e notebooks (geração de resíduos) e outras. Com base nas atitudes citadas, solicitar que proponham atitudes para minimizar os problemas em discussão, estimulando-os a exercer sua consciência socioambiental. Se desejar, é possível trabalhar, nesse momento, a seção Pense Bem presente adiante nesta Unidade (páginas 202 e 203).

Comentários sobre as atividades

As atividades 1, 2 e 3 têm objetivo de introduzir o assunto que será estudado sobre problemas ambientais e ações sustentáveis que podem mitigá-los. Incentivar os estudantes a refletir sobre os papéis executados pelo governo, pela sociedade e pelos indivíduos na resolução desses problemas.

2

2. Resposta pessoal. Professor, não é esperado que os estudantes saibam quais são as medidas para resolver problemas urbanos. O objetivo da questão é incentivar a reflexão sobre os problemas e possíveis soluções. Se houver sistema de coleta seletiva de lixo no município ou tratamento de esgoto, é possível que eles os mencionem.

1. Resposta pessoal. Professor, perguntar aos estudantes sobre as atividades humanas que contribuem para que esses problemas existam, principalmente em centros urbanos.

AÇÕES SUSTENTÁVEIS

Observe a ilustração a seguir, que apresenta alguns problemas encontrados em centros urbanos, decorrentes de atividades humanas.

3. Resposta pessoal. Possíveis respostas: coleta seletiva de resíduos sólidos; implementação de programas de reciclagem de resíduos; saneamento básico adequado, incluindo o tratamento de esgoto; locais para descarte de lixo eletrônico; reaproveitamento de alimentos; compostagem para os resíduos orgânicos; entre outras melhorias.

de algumas situações que podem ser observadas em centros urbanos.

1 Você identifica algum desses problemas no município onde você vive? Quais deles?

2 No município onde você vive, existe alguma medida para resolver problemas como esses? Qual? Explique.

3 O que você acha que poderia melhorar no município onde você vive com relação a problemas como os apresentados na imagem?

#FICA A DICA, Estudante

O documentário 2012: Tempo de mudança destaca a importância da conscientização e da mudança das ações cotidianas para a configuração de uma sociedade sustentável. Apresentá-lo aos estudantes e promover um debate sobre o assunto.

• 2012: TEMPO de mudança. Direção: João G. Amorim. EUA, Brasil, França, México, Suíça: Giancarlo Canavesio, Sol Tryon, João Amorim, 2010. DVD (85min).

Representação

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Poluição do ar Desperdício de alimentos

Poluição da água Produção excessiva de resíduos

Por uma sociedade sustentável

Os problemas ilustrados anteriormente são enfrentados por muitos municípios no Brasil. Se as ações sustentáveis não forem realizadas de forma eficiente, isso pode afetar o ambiente de maneira irreversível, com graves desequilíbrios nos ecossistemas e severa redução da biodiversidade.

O conceito de sustentabilidade, assim como o de desenvolvimento sustentável, está apoiado no tripé: social, econômico e ambiental. Para garantir a integridade do planeta e, ao mesmo tempo, a sobrevivência da sociedade humana, nesta geração e nas próximas, é fundamental que esse tripé funcione em harmonia.

Por uma sociedade sustentável

O termo sustentabilidade não é novo, mas vem sendo amplamente utilizado nas últimas décadas, sobretudo com relação ao desenvolvimento da sociedade. Se desejar, mencionar que a expressão desenvolvimento sustentável ganhou destaque durante a Conferência sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento (Eco-92 ou Rio-92), que aconteceu no Rio de Janeiro em 1992, quando se discutiu a importância de se adotar um modelo de desenvolvimento que evitasse o esgotamento dos recursos naturais. Nessa conferência, também foram estipuladas metas aos países para firmar seu comprometimento com questões socioambientais. Entre as metas brasileiras, estavam a conservação ambiental, a justiça social e o crescimento econômico.

Representação do tripé da sustentabilidade: fatores sociais, econômicos e ambientais devem funcionar em conjunto.

A parte social refere-se a um grupo social, como os habitantes de um município. Considera-se que uma sociedade sustentável deve ser saudável e justa, por isso devem-se promover ações que melhorem a qualidade de vida de todas as pessoas, nas áreas de educação, saúde, segurança e lazer.

A parte econômica vai além do aspecto financeiro de uma sociedade. Ela propõe que a sociedade se desenvolva sem comprometer o ambiente.

A parte ambiental refere-se à conservação do ambiente. Nesse sentido, são propostas maneiras de desenvolver projetos que gerem o menor impacto ambiental possível, com alternativas sustentáveis de acordo com o contexto de cada região.

#FICA A DICA, Estudante

O Ciclo da Sustentabilidade é uma iniciativa cultural que visa reconhecer e inspirar pessoas a replicarem ações com foco na cultura da sustentabilidade. Por meio de suas ações, foi produzido um documentário que conta a trajetória de diversas iniciativas sustentáveis em nosso país. Se julgar pertinente, apresentá-lo aos estudantes ao discutir o desenvolvimento sustentável.

• CICLO da sustentabilidade. Direção: Fernanda Leite. Brasil: Ministério da Cultura, 2016. (56min).

Enfatizar aos estudantes que os três pilares da sustentabilidade ocorrem juntos, destacando que esse conceito não se limita apenas ao fator ambiental. Por exemplo, as ações de uma empresa não são sustentáveis caso se limitem a reciclar o papel utilizado e a substituir copos descartáveis por reutilizáveis, enquanto os salários de seus funcionários não forem justos e a qualidade do ambiente de trabalho não for adequada. É preciso, portanto, que os fatores ambiente, sociedade e economia estejam em harmonia.

RAFAEL MARAGNI

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ações sustentáveis bem-sucedidas

Ao longo deste tópico, são apresentados exemplos de ações que podem ser tomadas por órgãos públicos ou pela sociedade, de forma coletiva, visando à proteção do meio ambiente e ao bem-estar da população. Mas é importante lembrar aos estudantes que todos devemos ter ações sustentáveis em nosso cotidiano, que são destacadas na seção Pense Bem desta Unidade.

Ao trabalhar os exemplos, é importante incentivar os estudantes a analisá-los, pensando em como incorporá-los às suas vivências. Assim, contribui-se com o desenvolvimento da habilidade EF09CI13, da competência geral 10 e da competência específica 8

A questão da água Destacar que a escassez de água é uma das grandes preocupações mundiais referentes ao acesso a recursos naturais pelas gerações futuras. Se desejar, comentar que, em 2021, o Brasil vivenciou os efeitos de uma expressiva crise hídrica, intensificada pela falta de chuvas no país. Uma das consequências foi a criação da bandeira tarifária “Escassez hídrica”, para compensar os custos da geração de energia elétrica, já que os reservatórios de boa parte das usinas hidrelétricas atingiram níveis muito baixos e outros tipos de usinas precisaram ser acionadas. Aproveitar para retomar a geração de energia elétrica por diferentes tipos de usinas elétricas, estudada em anos anteriores. Destacar a importância de pesquisadores, empresas e órgãos públicos buscarem, em conjunto, possíveis soluções para evitar cenários similares ao daquele ano.

Para saber mais sobre a ação desenvolvida na comunidade do Vale Encantado, recomendamos a leitura do texto indicado no #FICA A DICA, Professor

biodigestor: sistema alternativo de tratamento de dejetos em que se produz biogás e biofertilizantes. fertilizante: mistura de substâncias constituídas por nutrientes necessários ao desenvolvimento das plantas.

Ações sustentáveis bem-sucedidas

Vamos estudar agora alguns exemplos de ações sustentáveis que foram desenvolvidas em diferentes locais no Brasil e que obtiveram sucesso.

A questão da água

A escassez de água é um dos principais problemas enfrentados no Brasil e no mundo. Além das mudanças climáticas causadas por atividades humanas, diversos fatores contribuem para intensificar essa situação.

A poluição da água causada pelo despejo de esgoto de indústrias e de residências nos rios e em outros corpos-d’água é um desses fatores. Isso pode levar à contaminação da água por fertilizantes, metais pesados, óleo de cozinha e organismos causadores de doenças, além de outras substâncias que prejudicam a vida aquática e comprometem a qualidade da água, tornando-a imprópria para o consumo.

Para que não falte água para as gerações futuras, é preciso reverter o quadro de contaminação e de desperdício. Ações sustentáveis, como o tratamento de esgoto, o consumo consciente e o reúso da água em residências, na indústria e na agropecuária são algumas medidas que podem reduzir o problema.

Um exemplo de ação sustentável bem-sucedida está na comunidade do Vale Encantado, localizada na cidade do Rio de Janeiro. Desde que a primeira família se instalou no local, em torno de 1860, a comunidade não dispunha de tratamento de esgoto. A partir de um projeto comunitário desenvolvido por dois engenheiros e colocado em prática em 2015, o esgoto das residências passou a ser tratado e utilizado para gerar biogás, por meio da construção de biodigestores

Após a retirada de resíduos maiores e da gordura que vem principalmente da higienização das louças e das panelas, o esgoto é colocado no biodigestor, onde fica um tempo em repouso, em ambiente sem oxigênio. Lá ocorre fermentação, promovida por bactérias, com a liberação do biogás, que pode ser utilizado, por exemplo, nos fogões das residências. A água resultante desse processo é devolvida ao rio.

Biodigestor utilizado para o tratamento do esgoto doméstico no Vale Encantado (RJ), 2015.

#FICA A DICA, Professor

O link a seguir traz informações sobre a construção do sistema de tratamento de esgoto a partir de biodigestores na comunidade do Vale Encantado situada em Petrópolis (RJ).

• RODRIGUES, Paula. Engenheiros e comunidade do RJ constroem tratamento de esgoto ecológico. Ecoa uol, São Paulo, 17 jun. 2021. Disponível em: https://www.uol.com.br/ ecoa/ultimas-noticias/2021/06/17/engenheiros-e-comu nidade-do-rj-constroem-tratamento-de-esgoto-ecologi co.htm. Acesso em: 23 jun. 2022.

Outro problema que pode ocorrer em decorrência da contaminação da água é a eutrofização, processo em que reservatórios de água adquirem coloração turva e passam a apresentar baixos níveis de gás oxigênio dissolvido.

A eutrofização decorre do acúmulo excessivo de nutrientes na água, o que favorece a propagação de algas e cianobactérias. Esses microrganismos formam uma densa camada na superfície de rios e lagos, limitando a passagem de luz pela coluna de água. Isso impede a ocorrência de fotossíntese nas partes mais abaixo na coluna de água, o que reduz a quantidade de gás oxigênio dissolvido na água, provocando a morte de diversos seres vivos. Além de impactar diretamente o equilíbrio de ecossistemas aquáticos, a eutrofização torna a água imprópria para o consumo humano.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

De modo geral, o aumento excessivo de nutrientes em reservatórios de água está relacionado a atividades humanas, como o uso excessivo de fertilizantes químicos no preparo do solo para o plantio. Essa prática aumenta a disponibilidade de nutrientes no ambiente que, quando não são utilizados totalmente pelas plantas, podem ser carregados com a água das chuvas para os rios e os lagos.

Uma forma de reduzir os impactos desse problema é utilizar os fertilizantes químicos de maneira controlada, realizando uma análise prévia do solo. A partir dos resultados dessa análise, o agricultor pode escolher com mais certeza a quantidade e o tipo adequado de fertilizante, evitando o desperdício e a contaminação dos corpos-d´água.

Outra maneira é a melhoria da eficiência de um processo natural chamado fixação biológica de nitrogênio. No solo existem naturalmente bactérias fixadoras de nitrogênio. Elas são capazes de capturar o nitrogênio do ar e de disponibilizá-lo em formas utilizáveis pelas plantas. As leguminosas, família de plantas que inclui o feijão, a lentilha, a soja e a ervilha, necessitam de grande quantidade de nitrogênio para se desenvolverem de forma adequada. Elas são capazes de se associar a bactérias fixadoras de nitrogênio, que formam nódulos em suas raízes, aumentando a disponibilidade de nitrogênio no solo.

Há muitos anos a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) realiza estudos para compreender e melhorar a eficiência da fixação de nitrogênio atmosférico, desenvolvendo tecnologias e fornecendo conhecimentos sobre o assunto a agricultores de todo o Brasil.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre o projeto desenvolvido por estudantes da UFPA para o reaproveitamento de água das chuvas, ler o material disponível no link a seguir.

• VIEIRA, Mariana. Projeto liderado por estudantes da UFPA ganha classificação de 3a melhor iniciativa sustentável do País. Portal UFPA. Belém, 9 maio 2019. Disponível em: https://portal.ufpa.br/index.php/ultimas-noticias2/ 10129-projeto-liderado-por-estudantes-da-ufpa-ganha -classificacao-de-terceira-melhor-iniciativa-sustentavel-do -pais. Acesso em: 23 jun. 2022.

Embrapa

A Embrapa é uma empresa vinculada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Seu principal objetivo é criar um modelo de agricultura e pecuária eficiente para o Brasil, por meio de inovações tecnológicas. São várias unidades espalhadas pelo país, com pesquisas voltadas à agropecuária e ao meio ambiente.

Ao comentar sobre a associação entre bactérias fixadoras de nitrogênio e raízes de leguminosas, se desejar, comentar que esse processo também ocorre em gramíneas, como o milho, o trigo e a cana-de-açúcar, mas sem a formação de nódulos. Além da fixação do nitrogênio, a maioria das bactérias que participam desse processo também produzem hormônios de crescimento das plantas, que melhoram a absorção de água e nutrientes, potencializando a produção e a resistência a estresses ambientais.

Nódulos em raízes de soja. A presença deles aumenta a absorção dos compostos nitrogenados pela planta.

Ao finalizar esse tópico, é possível apresentar outros exemplos de ação sustentável relativa à água. Com relação à sua economia, é possível realizar o aproveitamento da água das chuvas por meio de cisternas, que realizam sua captação e filtragem. Um projeto promovido por estudantes da Universidade Federal do Pará (UFPA) possibilita o reaproveitamento de água das chuvas para uso doméstico por meio de cisternas. O projeto visa atender comunidades de Belém, no Pará, que não têm acesso à água potável. Em 2019, cada cisterna era capaz de atender 171 pessoas diariamente. A ideia do projeto é que, a cada cinco cisternas vendidas, uma seja doada para as comunidades carentes de Belém. Para saber mais sobre o projeto, sugere-se acessar o link disponibilizado no #FICA A DICA, Professor

MANISHANKAR PATRA/SHUTTERSTOCK.COM

Nódulos

TOMASZ KLEJDYSZ/SHUTTERSTOCK.COM

Aspecto de lago eutrofizado, com camada de microrganismos cobrindo a superfície da água.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A questão do solo

Se desejar, apresentar aos estudantes outras formas de degradação do solo, como a erosão e a salinização. A erosão consiste no desgaste do solo e no subsequente transporte dos sedimentos a outros locais pela ação da água e dos ventos. Esse processo ocorre naturalmente, de forma lenta e gradual ao longo do tempo. Contudo, pode ser intensificada por algumas atividades humanas. Processos erosivos intensivos podem afetar a fertilidade do solo, em razão da perda de nutrientes.

Já a salinização consiste no aumento significativo da concentração de sais no solo, que pode ser ocasionada naturalmente, durante sua formação, ou por atividades humanas, como a irrigação com água com alto teor de sais minerais. Altos níveis de sais no solo podem ser prejudiciais ao desenvolvimento de algumas espécies de plantas, comprometendo a produtividade agrícola.

Após apresentar formas de evitar a degradação do solo, retomar as técnicas de manutenção do solo apresentadas em anos anteriores, como a rotação de culturas (alternância das plantas cultivadas em um local ao longo do ano) e o plantio direto (plantio diretamente sobre os restos da colheita anterior).

A questão do solo

A degradação do solo decorre de um conjunto de fatores que alteram suas características físico-químicas, como fertilidade e permeabilidade. De forma geral, esses fatores estão associados a práticas humanas, como uso intensivo e indevido do solo na agricultura, na pecuária e na mineração. Entre os diversos problemas relacionados à degradação do solo, podemos citar a desertificação e a contaminação.

A desertificação consiste no esgotamento dos solos, tornando-os áridos e inférteis. Normalmente, ocorre em solos arenosos de regiões de clima seco. A contaminação, por sua vez, compreende a alteração da composição química dos solos que, muitas vezes, pode torná-los inférteis. Solos inférteis impossibilitam o crescimento de plantas e, por consequência, impedem o estabelecimento de comunidades biológicas.

A degradação do solo pode ser evitada a partir da adoção de técnicas de manejo sustentáveis, como a Integração LavouraPecuária-Floresta (ILPF). Essa estratégia combina diferentes sistemas produtivos em uma mesma área, no caso, o plantio agrícola (lavoura), o plantio de pasto (pecuária) e o plantio de árvores (floresta). Isso otimiza o uso do solo, aumentando sua produtividade sem comprometê-lo. A estratégia ILPF tem sido adotada em diversos estados brasileiros, como Mato Grosso do Sul (MS), Mato Grosso (MT), Minas Gerais (MG) e Rio Grande do Sul (RS). Outra forma de reduzir a degradação do solo é utilizar agrotóxicos de forma consciente e, quando possível, evitar seu uso. Uma alternativa aos agrotóxicos é o uso de predadores naturais no combate de pragas agrícolas. Ao se alimentarem, os predadores, que não causam danos às plantas, regulam o crescimento da população de pragas, ao que se denomina controle biológico

Desertificação do solo em Maturéia (PB), 2014.

CASSANDRA CURY/PULSAR IMAGENS GABRIEL CABRAL/FOLHAPRESS

Propriedade que utiliza a estratégia de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) em Esperança Nova (PR), 2017.

A questão do ar

Outro problema mundial decorrente de ações humanas é a poluição do ar. Entre as principais causas da poluição do ar estão as queimadas e o uso de combustíveis fósseis, como gasolina e óleo diesel, ambos refinados do petróleo, por indústrias e veículos. A poluição do ar é prejudicial para os seres vivos, podendo causar doenças e comprometer a qualidade de vida.

Existem diversas ações sustentáveis que podem ser tomadas para reduzir a poluição atmosférica, como o incentivo ao uso de fontes de energia renováveis, a instalação de filtros em escapamentos de veículos e em chaminés de indústrias, o incentivo ao uso dos biocombustíveis e de meios de transporte alternativos aos veículos automotores, a fiscalização e a proibição das queimadas, a proteção de áreas florestais, a criação de áreas verdes nas cidades, entre outras.

Um exemplo de ação sustentável para reduzir a poluição do ar é a criação dos ônibus híbridos, que possuem dois motores: um elétrico e outro movido a diesel. Em alguns modelos, quando o ônibus freia ou se mantém em velocidades baixas, o motor a diesel é desligado e apenas o motor elétrico sustenta o ônibus em funcionamento, evitando a libera ção de gases poluentes. Quando o ônibus atinge velocidades maiores do que 20 km/h, os dois motores passam a operar juntos. Esse sistema possibilita a economia de combustível e reduz a emissão de gases poluentes.

Existem também projetos para a imple mentação de ônibus 100% elétricos. Ambos os modelos de ônibus já estão sendo testados em alguns estados brasileiros.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A questão do ar

Ao falar sobre a poluição do ar, retomar com os estudantes os fatores relacionados a essa problemática estudados em anos anteriores. Enfatizar que o uso de combustíveis fósseis como fonte energética (sobretudo, no setor industrial, no setor elétrico e no setor de transportes) é o maior causador de poluição atmosférica. Também destacar sua expressiva relação com as mudanças climáticas. Nesse sentido, o combate à poluição do ar no planeta precisa envolver uma tomada de ações que reduzam a utilização de combustíveis fósseis. Uma delas, em nível global, é o investimento em fontes renováveis de energia pelos países ao redor do mundo. Aproveitar para relembrar que o Brasil é o país que possui matriz energética mais renovável do mundo. Em nível individual, a redução da circulação de automóveis movidos a combustão é uma ação que os estudantes podem entender como possível e próxima a eles. Uma atividade indicada no Ampliando propõe um trabalho com essa ação.

AMPLIANDO

Solicitar que os estudantes formem grupos e produzam um panfleto informativo para conscientizar seus familiares e os demais membros da comunidade escolar sobre os problemas relacionados ao uso de meios de transporte que utilizam combustíveis fósseis. No panfleto, eles devem apresentar propostas para a redução do uso desses automóveis, como o incentivo

ao uso de transportes coletivos, sistemas de carona, caminhadas etc. A confecção do panfleto pode ser feita utilizando ferramentas digitais e compartilhado por meio das redes sociais da escola. Outra possibilidade é produzi-lo à mão e o distribuir pessoalmente aos membros da comunidade.

Área verde em centro urbano de Joinville (SC), 2021. Ônibus híbrido em Curitiba (PR), 2021.

JMAUROGSANTOS/ SHUTTERSTOCK.COM

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

A questão dos resíduos

Se possível, apresentar outros exemplos de ações sustentáveis realizadas no Brasil quanto ao manejo de resíduos. Algumas delas são realizadas pelo Instituto Lixo Zero Brasil (ILZB), uma organização da sociedade civil autônoma, sem fins lucrativos, fundada em 2010. O ILZB foi pioneiro na disseminação do conceito Lixo Zero no país, que consiste em reduzir, ou até mesmo eliminar, o envio de materiais recicláveis e orgânicos para aterros sanitários ou para incineração. Por meio de cursos e palestras, o Instituto visa atender às demandas das empresas e da sociedade na viabilização e na implantação de sistemas de gestão de resíduos sólidos para o Lixo Zero.

#FICA A DICA, Estudante

O documentário indicado a seguir destaca os impactos decorrentes do descarte inadequado dos resíduos produzidos em todo o mundo, considerando consequências ao meio ambiente e à saúde da população. Se julgar pertinente, apresentá-lo aos estudantes e levantar uma discussão sobre o assunto.

• TRASHED: para onde vai nosso lixo. Direção: Candida Brady. Reino Unido: Blenheim Films, 2012. DVD (97min).

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre o ILZB, recomenda-se o site a seguir.

• INSTITUTO LIXO ZERO BRASIL. [S. l.], [2019?]. Site. Disponível em: https://ilzb.org/. Acesso em: 23 jun. 2022.

O livro indicado a seguir traz dicas de como reduzir a produção de resíduos no cotidiano, considerando possíveis ambientes de uma residência, como cozinha, banheiro, área de serviço, escritório e quarto, além de como compartilhar essas dicas com a comunidade.

• MUNIZ, Cristal. Uma vida sem lixo. São Paulo: Alaúde, 2018.

A questão dos resíduos

O excesso de resíduos é um dos problemas mais sérios na sociedade atual. O consumo excessivo gera cada vez mais resíduos, como plásticos, isopor, embalagens diversas, papéis e, sobretudo, resíduos eletrônicos, que, por conterem metais pesados, se não forem descartados da maneira correta, podem causar sérios danos ao ambiente.

O manejo sustentável de resíduos domésticos, isto é, aqueles produzidos onde moramos, incluem a separação seletiva dos resíduos, de modo que os resíduos orgânicos sejam descartados à parte dos recicláveis. É importante também a redução do consumo de produtos descartáveis (canudos, copos e talheres plásticos, por exemplo), priorizando produtos reutilizáveis (canudos, copos e talheres de metal, por exemplo).

Com relação aos resíduos eletrônicos, especificamente, é preciso realizar seu descarte adequado, para que, sempre que possível, sejam reaproveitados ou reciclados, ou, no caso dos não recicláveis, que sejam tratados de maneira que não causem poluição ambiental. O descarte de resíduos eletrônicos não deve ser feito com os resíduos domésticos, mas em pontos de coletas específicos existentes em diversos municípios.

Um exemplo de ação sustentável bem-sucedida para o problema do lixo eletrônico é o da cidade de Valparaíso, em Goiás. A Organização Não Governamental (ONG) Programando o Futuro transforma o plástico das carcaças de computadores em filamentos para impressoras 3D. Além disso, a ONG oferece cursos de capacitação técnica. Os computadores consertados pelos estudantes são doados para instituições filantrópicas.

Algumas ONGs recebem computadores quebrados, que são reciclados ou reaproveitados.

A questão dos alimentos

Como vimos, a utilização excessiva de agrotóxicos e fertilizantes para a produção de alimentos pela agricultura gera poluição do ambiente. Outro grande problema mundial relacionado aos alimentos é o desperdício. Segundo dados do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma), em 2019, 931 milhões de toneladas de alimentos vendidos a famílias, restaurantes e outros estabelecimentos comerciais foram desperdiçadas.

Além disso, de acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), 14% dos alimentos produzidos para o consumo são perdidos entre sua colheita e sua venda final.

Ações sustentáveis relacionadas aos alimentos envolvem o uso adequado de agrotóxicos e de fertilizantes, ou mesmo sua substituição por opções que não prejudicam o ambiente. Também é necessário evitar que alimentos em boas condições sejam descartados.

Pensando nisso, a ONG Banco de Alimentos atua combatendo o desperdício de alimentos na cidade de São Paulo desde 1998. Uma de suas ações é coletar, em estabelecimentos comerciais, alimentos excedentes que estejam dentro do prazo de validade e distribuí-los para instituições filantrópicas. Além disso, eles atuam ensinando como manipular adequadamente os alimentos, como utilizar partes de vegetais com alto valor nutricional – e que geralmente são descartadas, como talos, folhas, cascas, entre outras – e na conscientização da sociedade com relação ao desperdício.

Alimentos sendo selecionados para serem aproveitados de forma completa e evitar o desperdício. São Paulo (SP), 2017.

A questão dos alimentos Comentar com os estudantes que a perda de alimentos pode ocorrer no início da cadeia de produção, em razão, por exemplo, da falta de tecnologias no manejo das lavouras, da estrutura inadequada para estocagem e transporte, entre outros fatores. Essas perdas podem ser evitadas ao se adotarem algumas medidas, como investir em melhorias no acondicionamento dos alimentos durante seu transporte até os locais de venda, melhorias nas embalagens onde os produtos são acondicionados, aprimorando sua conservação para que durem mais etc.

Mencionar que, ainda no campo, muitos vegetais apropriados para o consumo são descartados por não atender a padrões estéticos exigidos pelos supermercados e pelos consumidores, como a massa, o tamanho e até mesmo o formato e a coloração. Pensando nisso, existem empresas que buscam esses vegetais que seriam descartados diretamente pelos produtores e os disponibilizam junto a um sistema de entrega de cestas, evitando, assim, seu desperdício.

Enfatizar a importância de se incentivar o comércio local dos alimentos, favorecendo pequenos produtores da comunidade. Além da perda, o desperdício de alimentos também é grande e ocorre com frequência por parte do consumidor. Explicar que entre os principais motivos de desperdício estão a falta de planejamento na compra dos alimentos e o desinteresse em aproveitar integralmente os alimentos.

PENSE BEM

Os assuntos abordados nessa seção trabalham o tema contemporâneo transversal Educação para o consumo

Antes de iniciar o trabalho com a seção, questionar os estudantes sobre as ações sustentáveis que podemos adotar no cotidiano. Também incentivá-los a refletir sobre as ações que já realizam, se as consideram sustentáveis e o que poderiam fazer para melhorá-las.

Se desejar, é possível dividir os estudantes em pequenos grupos e pedir que listem ações sustentáveis que podem realizar no dia a dia em um pedaço de papel e que discutam a importância de adotá-las, considerando o conteúdo estudado neste tema. Depois, pedir que compartilhem suas listas com o restante da turma, apresentando as principais ideias discutidas. Registrar as ações mais mencionadas pelos estudantes na lousa, separando-as pela questão à qual se relacionam: água, ar, resíduos e/ou alimentos. Depois, fazer a leitura da seção. Se possível, incentivar alguns voluntários a realizarem a leitura em voz alta. Após a leitura, solicitar que comparem as ações mencionadas no livro com as propostas por eles, verificando se são as mesmas ou distintas.

Ao final da seção, se desejar, apresentar aos estudantes as sugestões de ações sustentáveis que podem ser implementadas  na escola, incentivando-os a adotá-las, sempre que possível.

• Conversar com os pais ou responsáveis sobre a possibilidade de realizar um rodízio de caronas, para levar e buscar os estudantes na escola, levando-os à conscientização de que um veículo circulando polui menos do que dois ou três.

• Incentivar os estudantes que moram perto da escola a fazer o trajeto a pé ou de bicicleta. Eles podem combinar um ponto de

PENSE BEM

Ações sustentáveis no cotidiano

A sustentabilidade está cada vez mais em evidência em nossa sociedade. Além das entidades governamentais, muitas empresas têm implementado práticas sustentáveis em suas operações. No entanto, também é dever de cada cidadão agir de forma sustentável, na preservação e na conservação do meio ambiente.

A seguir há uma lista com exemplos de ações sustentáveis individuais que podemos adotar em nosso cotidiano.

Água

Diversas atitudes contribuem com a redução do desperdício de água, proporcionando economia de seu consumo. Outras evitam sua contaminação, favorecendo a manutenção de sua qualidade. A seguir estão algumas atitudes voltadas para o cuidado com a água.

Fechar a torneira ao escovar os dentes, ao ensaboar as mãos e ao lavar a louça.

Tomar banhos de curto período e fechar o chuveiro ao se ensaboar.

Lavar calçadas, carros e regar as plantas com água de reúso.

Não descartar resíduos na rua nem em córregos, rios ou no oceano e descartá-los de forma adequada.

Não despejar óleo de cozinha usado no ralo e descartá-lo de forma adequada.

Não descartar medicamentos na pia ou no vaso sanitário e descartá-los de forma adequada.

O cuidado com a qualidade do ar pode ser feito em conjunto com ações que evitam, ou ao menos reduzem, a emissão de poluentes na atmosfera, como as que estão a seguir.

Dar preferência para o uso de transporte coletivo no lugar de automóveis.

Utilizar bicicletas ou optar por caminhadas para se deslocar a curtas distâncias.

Fornecer ou pegar carona com pessoas conhecidas e de confiança sempre que possível.

encontro e seguir juntos, sempre acompanhados de um adulto responsável.

• Orientar os estudantes a levar suas próprias canecas reutilizáveis à escola para beber água, em vez de utilizarem copos descartáveis.

• Orientar os estudantes a evitar o desperdício de comida, incentivando-os a pegar somente a quantidade necessária de alimentos para suprir a sua fome durante as refeições, evitando que sobras sejam descartadas no lixo.

Preferir biocombustíveis, como o etanol, a derivados de petróleo, como a gasolina.

Não realizar queimadas e não destruir a vegetação nativa.

Plantar árvores em sua residência ou no bairro onde reside, com autorização legal.

• Conversar com a direção da escola sobre a possibilidade de construir uma composteira, utilizando-a como local para destinação de resíduos orgânicos produzidos na escola, como cascas de frutas e restos de alimentos. O adubo produzido pode ser utilizado na horta da escola (caso exista) ou doado a pequenos agricultores da comunidade.

ALEX SILVA

Reduzir o consumo de produtos descartáveis e priorizar o consumo de produtos reutilizáveis.

Resíduos

Os resíduos que produzimos em nossas residências também devem receber nossa atenção, para que não se acumulem no ambiente de forma indevida. Alguns cuidados com os resíduos são apresentados a seguir.

Comentários sobre as atividades

1. Incentivar os estudantes a apresentarem seus pontos de vista com base em argumentos fundamentados, elaborados com base nos conhecimentos construídos ao longo do estudo da Unidade. A argumentação contribui com o desenvolvimento da competência geral 7

Dar preferência para alimentos orgânicos e de produção local, livres de agrotóxicos e fertilizantes.

Separar os resíduos produzidos e descartá-los em locais adequados.

Destinar resíduos eletrônicos em pontos de coleta seletiva específicos.

Recolher as embalagens de produtos consumidos em praias, parques e locais públicos e descartá-las de forma adequada.

Alimentos

Também podemos agir de forma sustentável com relação ao consumo de alimentos, pensando em evitar seu desperdício, por meio das ações a seguir.

Não jogar lixo nas ruas ou em corpos-d’água e descartá-lo de forma adequada.

2. Algumas sugestões são: providenciar uma cisterna ou outro tipo de reservatório para captação de água da chuva; fazer uma composteira na escola, para transformar em adubo os restos de alimentos gerados na cozinha; fazer uma horta de orgânicos.

Evitar comprar quantidade de alimento além da que será consumida.

Pegar somente a quantidade de alimento que vai comer, ao se servir em uma refeição.

Aproveitar integralmente os alimentos, utilizando, quando possível, talos, folhas e cascas.

Encaminhar os resíduos orgânicos para uma composteira.

1. Resposta pessoal. Professor, o objetivo da atividade é fazer os estudantes refletirem sobre a importância das ações individuais para a sustentabilidade e a conservação do ambiente.

• Atividades

1 Você acha que essas ações são importantes? Explique.

2 Escolha um grupo de pessoas, como os colegas de sala, a comunidade escolar, as pessoas com quem você mora, ou de outro grupo que considerar adequado e, com base na lista de ações anteriores, proponha colocar em prática uma ou mais delas.

Resposta pessoal.

3 Com base nas ações relacionadas, faça uma autoanálise e crie um quadro com duas colunas para registrar as ações que você pratica e as que não pratica. Em seguida, elabore estratégias para incluir em seu cotidiano as que ainda não pratica.

Resposta pessoal. Professor, auxiliar os estudantes na autoanálise e na elaboração das estratégias.

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As atividades 2 e 3 têm o objetivo de levar os estudantes a refletir sobre ações sustentáveis e sua importância para a conservação e a preservação do ambiente. Conversar com eles sobre os problemas que observam na escola ou na comunidade e quais eles acreditam que precisam de ações mais urgentes, incentivando-os a propor soluções. Orientá-los a partilhar suas ideias e os resultados que obtiverem. Dessa forma, é possível mobilizar a habilidade EF09CI13 e desenvolver a competência geral 10 e a competência específica 8

ALEX SILVA

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

ATIVIDADES

A atividade 3 oportuniza a mobilização da habilidade EF09CI13 e a atividade 6, da habilidade EF09CI12

1. b) Os estudantes devem observar a lista construída e relacioná-la às suas experiências e vivências, refletindo se consomem ou não de forma sustentável.

2. O objetivo da questão é fazer os estudantes refletirem que, para alcançar o desenvolvimento sustentável, é preciso fazer uso consciente dos recursos naturais, o que não acontece quando o consumo é exagerado. Espera-se que eles percebam a necessidade de ser alterada a maioria dos modelos de produção e consumo. Aproveitar a oportunidade e pedir que citem sugestões para alcançar um modelo mais sustentável.

3. a) A: poluição do ar; B: poluição da água; C: produção excessiva e descarte inadequado de resíduos; D: desperdício de alimentos.

b) Espera-se que os estudantes citem ações sustentáveis governamentais e/ou coletivas, como o incentivo ao uso de fontes renováveis de energia; o incentivo ao uso de biocombustíveis; a oferta de transporte coletivo de qualidade e a construção de ciclofaixas para incentivar o uso de bicicletas; o tratamento adequado do esgoto e dos resíduos sólidos; o reúso da água em residências, em indústrias e na agropecuária; a coleta e o descarte correto de resídúos eletrônicos, com reciclagem de materiais; o evitamento do uso de agrotóxicos e fertilizantes; o evitamento do desperdício de alimentos.

c) Espera-se que os estudantes citem ações individuais como fechar a torneira ao escovar os dentes; tomar banhos curtos e fechar o chuveiro ao se ensaboar; captar a água das chuvas para lavar carros, quintais e regar as plantas; dar preferência ao transporte coletivo e à bicicleta,

1.a) Sustentabilidade: conjunto de ações voltadas a suprir as necessidades humanas, sem comprometer a disponibilidade dos recursos para as futuras gerações, com base em um modelo ambientalmente correto, socialmente justo e economicamente viável. Uso sustentável: utilização dos recursos naturais de maneira responsável, sem esgotar os recursos e sem prejudicar os ecossistemas e a biodiversidade.

• ATIVIDADES

1. Leia o trecho a seguir.

O consumidor consciente busca o equilíbrio entre a sua satisfação pessoal com a sustentabilidade do planeta, que implica em adotar um modelo ambientalmente correto, socialmente justo e economicamente viável.

Tal tarefa não é fácil, pois o atual sistema de produção e consumo utiliza-se de vários métodos de indução ao consumo, principalmente dos veículos de comunicação. [...]

Por meio de gestos simples podemos fazer a diferença em nosso dia a dia, como por exemplo observar o uso sustentável dos recursos naturais, além da escolha de empresas que atribuem a função de responsabilidade socioambiental.

Desta forma o consumidor responsável contribui para a construção de um mundo melhor e por conseguinte para com a natureza, que é quem nos fornece toda a matéria-prima para a produção de tudo o que consumimos. CONSUMO consciente. Centrais de Abastecimento do Paraná. Curitiba, [2019?]. Disponível em: https:// www.ceasa.pr.gov.br/Pagina/Consumo-Consciente. Acesso em: 16 maio 2022.

a) Escreva o significado das palavras em destaque no texto.

b) Você sabe o que significa consumo consciente? Converse com um colega sobre o significado dessa expressão e elaborem uma lista de atitudes de consumo sustentável e de consumo não sustentável. Você e seu colega consomem de forma consciente?

2. Vivemos em uma sociedade extremamente consumista. Com o consumo exagerado, os recursos naturais são

no lugar dos carros; reduzir o consumo e descartar adequadamente os resíduos sólidos; utilizar integralmente os alimentos e adquirir somente a quantidade suficiente para o consumo; consumir produtos de forma consciente.

4. Comentar com os estudantes que a redução das emissões de gases poluentes durante a pandemia ocorreu por um curto período, visto que, após a flexibilização do isolamento social, as emissões voltaram a aumentar. Para saber mais sobre o assunto, acessar o #FICA A DICA, Professor

utilizados mais rapidamente do que a capacidade do ambiente de repor esses recursos, causando degradação ambiental. Com os modos de produção e consumo atuais, é possível alcançar o desenvolvimento sustentável?

3. As imagens a seguir representam alguns dos problemas ambientais enfrentados mundialmente.

Rio de Janeiro (RJ), 2021.

a) Espera-se que os estudantes respondam que sim, pois entre as causas da poluição atmosférica está a queima de combustíveis fósseis durante o funcionamento de veículos – como caminhões, ônibus e parte dos automóveis – e durante o funcionamento de alguns tipos de máquinas industriais. O isolamento social em 2020 proporcionou a redução do fluxo de veículos em diversos países e limitou o funcionamento de indústrias e empresas. Com isso, houve uma redução da emissão de gases poluentes na atmosfera.

São Paulo (SP), 2020.

Florianópolis (SC), 2022.

1. b) Resposta pessoal. Professor, ajudar os estudantes a chegar a uma conclusão satisfatória. O consumo consciente busca o equilíbrio entre a satisfação pessoal e a sustentabilidade do planeta.

a) Indique os problemas ambientais que estão exemplificados em cada foto.

b) Que ações sustentáveis podem ser tomadas para combater esses problemas coletivamente?

c) Quais ações individuais podemos adotar em nosso cotidiano para minimizar esses problemas?

4. Uma das medidas adotadas no ano de 2020 na tentativa de conter a disseminação da covid-19 foi o isolamento social. Grande parte da indústria, do comércio e do setor de serviços permaneceu fechada por dias, e até meses. Ao retornar, muitas empresas optaram pelo sistema híbrido, no qual parte das tarefas é feita na empresa e parte, em casa, o chamado home office. Essas medidas foram importantes para limitar a circulação de pessoas e reduzir a probabilidade de novos casos da doença. Um dos efeitos dessa ação foi a redução da emissão de gases poluentes na atmosfera.

a) É possível dizer que o isolamento social teve como consequência não planejada uma ação sustentável? Por quê?

b) Além da degradação ambiental e da redução da biodiversidade, o crescimento urbano desenfreado também contribui para o desenvolvimento de zoonoses, doenças infecciosas transmitidas de animais para os seres humanos. Quando o ser humano ocupa regiões silvestres, ocorre um aumento da interação entre

b) Espera-se que os estudantes concluam que, se o ser humano adotar ações sustentáveis, como a preservação das áreas silvestres, o risco de interações entre seres humanos e animais silvestres será menor e as possibilidades de zoonoses e, consequentemente, de pandemias, também serão reduzidas. É importante que eles compreendam que ações sustentáveis nos municípios e nos estados estão diretamente relacionadas com o planejamento

animais silvestres e a população humana. Uma das hipóteses sobre o início da pandemia da covid-19 trata justamente do fato de esse vírus ter sido transmitido de morcegos para humanos. Com base nesses fatos, é possível conceber a ideia de que a sustentabilidade pode auxiliar a reduzir o surgimento de novas doenças e a ocorrência de pandemias? Forme um grupo com seus colegas e conversem sobre o assunto.

5. Uma das maneiras de reduzir o desperdício de alimentos e ainda fazer economia na feira e no supermercado é o aproveitamento integral dos alimentos. Talos, cascas e folhas de alimentos de origem vegetal possuem alto valor nutricional e podem ser utilizados em diversas receitas. Em grupo, façam uma pesquisa em fontes confiáveis sobre receitas com aproveitamento integral dos alimentos e compartilhem-nas no site da escola ou na rede social da turma. Conversem com os outros grupos sobre as receitas escolhidas, para evitar a publicação de receitas repetidas.

6. Com a ocupação humana na zona costeira do Brasil e o crescimento das cidades, a Mata Atlântica ficou reduzida a aproximadamente 7% de sua área original.

a) Cite alguns problemas ambientais causados pelo fato de os municípios crescerem e invadirem ecossistemas naturais.

b) Qual é a importância das Unidades de Conservação para a situação citada no item a?

7. A degradação do solo é um problema presente em diversas regiões do país. Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre os principais problemas que afetam o solo da região do bioma em que vocês vivem. A partir dos resultados da pesquisa, proponham soluções para esses problemas. Apresentem as conclusões do grupo em um relatório.

urbano e, por isso, é fundamental que o trabalho das diversas secretarias que compõem a administração pública – planejamento, meio ambiente, mobilidade urbana, saúde, entre outras – seja feito em conjunto, para que se alcancem os objetivos do desenvolvimento sustentável. Essa atividade contribui com o desenvolvimento da competência específica 3

5. Sugerir aos estudantes que produzam uma publicação de mídia social para a divulgação

das receitas. A publicação deve comunicar os ingredientes e o modo de preparo, com imagens (fotografias, ilustrações etc.) e legendas. Pedir que pesquisem aplicativos de edição de imagem gratuitos para a realização da atividade, assim os estudantes podem utilizar diversas ferramentas de edição, como a inclusão de textos, ícones, figuras etc. Se possível, preparar uma das receitas pesquisadas e levá-la para os estudantes provarem na sala.

7. O objetivo desta atividade é que os estudantes proponham soluções sustentáveis para o uso do solo. É possível que citem a estratégia da integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF) ou que pesquisem outras técnicas, como a rotação de culturas, o plantio direto, entre outras. Orientar os estudantes na elaboração do relatório. Sugerir que utilizem como base a seguinte estrutura: introdução (breve contextualização sobre a temática da atividade: a degradação do solo), desenvolvimento (principais problemas que afetam o solo do bioma em que a escola está situada, com as possíveis soluções para esses problemas propostas pelo grupo) e considerações finais (o que o grupo concluiu sobre a temática). Informar que, no item desenvolvimento, é possível criar diferentes tópicos para organizar os assuntos que serão discutidos.

#FICA A DICA, Professor

A reportagem indicada a seguir traz informações sobre a emissão de gás carbônico durante a pandemia da covid-19.

• APESAR de fechamentos pelo mundo, queda de emissões de CO2 durante pandemia não foi suficiente. ONU News, [s l.], 23 nov. 2020. Disponível em: https://news.un.org/pt/ story/2020/11/1733752. Acesso em: 23 jun. 2022.

Salvador (BA), 2022.

6. a) O crescimento sem planejamento sustentável dos municípios reduz a área dos ecossistemas naturais, o que destrói o hábitat de diferentes organismos, provocando desequilíbrios ambientais e perda da biodiversidade.

6. b) As Unidades de Conservação são importantes para proteger os ecossistemas da ação dos seres humanos, preservando, dessa forma, a biodiversidade.

Respostas nas Orientações para o professor

Respostas nas Orientações para o professor.

Resposta pessoal.

INTEGRANDO COM GEOGRAFIA

Durante o planejamento de trabalho com a seção, verificar previamente a possibilidade de realizá-la em conjunto com o docente de Geografia da escola. Reservar cerca de 15 minutos para que ele auxilie os estudantes a elaborar o mapa da atividade 4. Uma maneira de trabalhar a seção com grupos grandes de estudantes é dividi-los em grupos menores, de 5 integrantes, e solicitar que façam a leitura do texto em conjunto, discutindo os principais pontos apresentados. Após a discussão inicial, orientar os grupos a registrarem eventuais dúvidas que tiveram sobre o texto e solicitar que as compartilhem com outro grupo, de modo que integrantes de grupos distintos conversem entre si na tentativa de sanar as dúvidas de seus colegas. Outra possibilidade é sugerir que cada grupo apresente suas dúvidas em voz alta à turma e solicitar que outros grupos as respondam. Essa dinâmica exercita o diálogo e o respeito ao outro, conforme previsto na competência geral 9 da BNCC, que pode ser desenvolvida neste momento. Além disso, oportuniza o trabalho com grupos maiores de estudantes que apresentem diferentes conhecimentos.

Comentar com os estudantes que os corredores ecológicos que conectam Unidades de Conservação são protegidos pela lei que institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC), citada anteriormente neste Manual do professor Nesse sentido, os corredores ecológicos devem ser mantidos livres da exploração humana, ou, quando permitida, esta deve ocorrer de forma sustentável. Destacar a importância de protegê-los, trabalhando a habilidade

EF09CI12

INTEGRANDO GEOGRAFIA com Corredores ecológicos

Os corredores ecológicos, também chamados de corredores de biodiversidade, são faixas de vegetação que têm grande importância biológica. Eles estabelecem uma ligação entre fragmentos florestais e Unidades de Conservação que foram separados em consequência de atividades e ações humanas, como a construção de estradas e o desmatamento para a abertura de áreas agrícolas ou a criação de animais, entre outras.

Os corredores são planejados para reduzir a fragmentação de ecossistemas naturais e favorecer a manutenção de processos fundamentais para a conservação da biodiversidade, como a polinização, a dispersão de sementes e o ciclo hidrológico. Eles são construídos por meio do plantio de espécies nativas características dos ecossistemas que estão sendo conectados. Dessa forma, a fauna encontra disponibilidade de alimentos e de abrigos e pode deslocar-se de uma região para outra, o que favorece a troca de material genético entre diferentes populações de uma espécie, proporcionando maior variabilidade genética.

Garantir a variabilidade genética de uma população é extremamente importante, pois ela tem um papel fundamental na evolução das espécies. Sem a variabilidade genética, uma população inteira poderia ser suscetível a mudanças ambientais, correndo maior risco de extinção.

Explicar que a delimitação de reservas e parques, por si só, não garante a proteção da biodiversidade. Se essas áreas se mantiverem fragmentadas, é possível que ocorra o isolamento das populações de uma mesma espécie, que pode prejudicar sua sobrevivência. Isso porque haverá uma redução na variabilidade genética das populações, que pode levar à sua extinção local em decorrência da ação de fatores evolutivos, como a seleção natural. Nesse sentido, des-

tacar a importância da implementação de corredores ecológicos entre fragmentos florestais para oportunizar a existência de um fluxo gênico entre as populações. Eles também são importantes para a manutenção de diferentes relações e funções ecológicas importantes à manutenção de áreas de floresta, como a polinização e a dispersão de sementes.

Para saber mais sobre corredores ecológicos, acessar o link indicado no #FICA A DICA, Professor

Vista aérea de parte de corredor ecológico entre plantação de eucaliptos em Ortigueira (PR), 2020.

1. Os corredores ecológicos ou corredores de biodiversidade são faixas de vegetação de grande importância biológica que têm o objetivo de ligar fragmentos florestais e Unidades de Conservação separados por áreas utilizadas por seres humanos, como estradas, áreas agrícolas, áreas de desmatamento, entre outras.

Os corredores ecológicos brasileiros são protegidos pela mesma lei ambiental que instituiu o Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC). Isso quer dizer que eles são unidades de proteção da biodiversidade. Alguns dos corredores biológicos brasileiros são: corredores Norte, Central, Leste e Oeste da Amazônia, Corredor Central da Mata Atlântica, Corredor da Serra do Mar, Corredor Araguaia-Bananal, Corredor do Cerrado e o Corredor Cerrado-Pantanal.

O Corredor Central da Mata Atlântica se estende do Espírito Santo até o sul da Bahia. Ele apresenta extrema riqueza biológica e abriga muitas espécies ameaçadas de extinção e de distribuição restrita, isto é, que ocupam pequenos espaços territoriais específicos.

Fonte dos dados: BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Série corredores ecológicos: 12 anos de trabalho pela conservação da biodiversidade nacional. Brasília, DF: MMA, 2015. p. 13. Disponível em: https://www.terrabrasilis.org. br/ecotecadigital/images/abook/pdf/2016/abril/ Abr.16.28.pdf. Acesso em: 16 maio 2022.

• Atividades

Corredor Central da Mata Atlântica

Comentários sobre as atividades

2. Ao trabalhar essa atividade, relembrar assuntos estudados na Unidade 5 referentes à evolução dos seres vivos. Destacar que genótipos mais variados permitem que as chances de sobrevivência de determinada espécie, em caso de uma alteração ambiental, sejam maiores.

4. Uma sugestão de fonte de pesquisa para auxiliar os estudantes na realização desta atividade é o site Unidades de Conservação no Brasil, vinculado ao Instituto Socioambiental. Disponível em: https://uc.so cioambiental.org/mapa. Acesso em: 23 jun. 2022.

5. Se possível, organizar uma visita a um local que tenha um corredor ecológico. Solicitar aos estudantes que levem um celular para tirar fotografias e realizar filmagens para a produção do vídeo.

Minicorredor ecológico terrestre Corredor Rio Doce Corredor central da Mata Atlântica

2. Os corredores ecológicos possibilitam a troca de material genético entre diferentes populações de uma espécie, garantindo a variabilidade genética, que tem um papel fundamental na evolução das espécies.

1 O que são os corredores ecológicos?

2 Qual é a importância dos corredores ecológicos para a evolução das espécies?

3 Como os corredores ecológicos ajudam a proteger a biodiversidade?

3. Os corredores ecológicos possibilitam a mobilidade da fauna de um local para outro, aumentando a disponibilidade de alimento e de abrigos, além de possibilitar maior variabilidade genética e proteger espécies de distribuição restrita e ameaçadas de extinção.

4 Corredores ecológicos podem ligar Unidades de Conservação. Elabore um mapa de seu estado com os principais corredores ecológicos e/ou Unidades de Conservação presentes nele. Escreva um texto sobre os impactos de sua criação para a região.

Resposta pessoal.

5 Reúna-se com seus colegas e pesquisem o corredor ecológico mais próximo da região onde vocês moram. Pode ser que o corredor ecológico seja uma grande área ou esteja em alguma propriedade rural, ligando fragmentos de mata. Levantem informações sobre os animais que usualmente se encontram nessa área, bem como a localização e o tamanho do corredor selecionado por vocês. Façam um vídeo no formato de documentário e apresentem-no aos colegas.

Resposta pessoal.

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#FICA A DICA, Professor

O link a seguir traz informações sobre corredores ecológicos.

• BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. Mosaicos e corredores ecológicos Brasília, DF: ICMBio, 10 dez. 2014. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/assuntos/ mosaicos-e-corredores-ecologicos. Acesso em: 8 jul. 2022.

19/07/22 08:42

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

O infográfico busca chamar a atenção dos estudantes, por meio de dados, para algumas atividades humanas que impactam a biodiversidade, sobretudo no Brasil. Ao trabalhá-lo, explicar como as atividades apresentadas podem afetar as relações ecológicas entre os seres vivos existentes nos ecossistemas, prejudicando sua existência.

Com relação à poluição das águas pelo despejo de esgoto sem tratamento em corpos-d’água, retomar a eutrofização, apresentada anteriormente nesta Unidade. Explicar que o despejo aumenta a oferta de matéria orgânica nos corpos-d’água, favorecendo a proliferação de alguns seres vivos e causando a morte de outros.

Quanto aos resíduos sólidos, explicar que sua destinação incorreta favorece seu acúmulo no ambiente (seja ele terrestre ou aquático), o que pode provocar a contaminação do solo, da água e dos próprios seres vivos, dependendo da composição química dos resíduos. Além disso, pode provocar a morte de animais, pois eles podem confundir resíduos com alimentos e ingeri-los.

Ao comentar o descarte de resíduos sólidos, explicar aos estudantes que ele pode ser feito em aterros sanitários, em aterros controlados e em lixões a céu aberto, mas apenas os aterros sanitários tratam os resíduos de forma adequada. Se necessário, utilizar o material indicado no #FICA A DICA, Professor para obter mais informações acerca do assunto.

Sobre o desmatamento, explicar que ele ocasiona a destruição do hábitat de diversos seres vivos, forçando-os a se deslocar para outros ambientes.

O ASSUNTO É...

1. Os dados apresentados em C têm maior relação com as informações apresentadas em D, pois o desmatamento pode ocorrer por diversos fatores, entre eles, a agricultura, a expansão urbana, a produção de energia (inundações das hidrelétricas), as queimadas e a mineração. Já em relação às informações em E, os dados mais relacionados são os apresentados em A, principalmente a poluição.

Dados que impactam

Diversas ações do ser humano impactam negativamente o ambiente e os seres vivos. Observe no infográfico a seguir dados sobre algumas delas.

RESÍDUOS SÓLIDOS em toneladas por ano (2021)

TRATAMENTO DE ESGOTO (2020)

50,8% do esgoto do Brasil é tratado antes de retornar ao ambiente.

do esgoto do Brasil é tratado antes de retornar ao ambiente.

do esgoto do Brasil é tratado antes de retornar ao ambiente.

Disposição final

49,2% do esgoto do Brasil retorna ao ambiente sem tratamento algum.

do esgoto do Brasil retorna ao ambiente sem tratamento algum.

do esgoto do Brasil retorna ao ambiente sem tratamento algum.

30 277 390 (39,8%)

inadequada

Fontes dos dados: BRASIL. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento. Esgotamento sanitário: 2020. Brasília, DF: SNIS, 2020. Disponível em: http://www.snis.gov.br/painel-informacoes-saneamento-brasil/web/painel-esgotamento-sanitario. PANORAMA dos resíduos sólidos no Brasil 2021. Abrelpe. São Paulo, 2021. Disponível em: https://abrelpe.org.br/panorama/. INSTITUTO CHICO MENDES DE CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE. Livro vermelho da fauna brasileira ameaçada de extinção Brasília, DF: ICMBio: MMA, 2018. v. 1. Disponível em: https://www.gov.br/icmbio/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/publicacoesdiversas/livro_vermelho_2018_vol1.pdf

BRASIL. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Estimativa de desmatamento por corte raso na Amazônia Legal para 2021 é de 13.235 km2 Prodes. São José dos Campos: Inpe, 2021. Disponível em: https://www.gov.br/inpe/pt-br/assuntos/divulgacao-de-dadosprodes.pdf/view. Acessos em: 16 maio 2022.

Como os recursos são limitados, os indivíduos recém-chegados aos novos ambientes competirão com aqueles que já os ocupavam, podendo ter vantagens sobre eles (o que pode provocar a redução populacional das espécies que já ocupavam esse ambiente) ou desvantagens (o que

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pode provocar a morte dos seres vivos recém-chegados, levando à sua extinção nesse local).

Sobre as causas de ameaças para espécies terrestres e aquáticas, pode-se mencionar que elas estão relacionadas principalmente à destruição de hábitats ou à remoção direta da natureza.

Disposição final

• Atividades

1 Entre os dados A , B e C, qual possui maior relação com as informações apresentadas em D ? E com as informações em E ? Explique.

2 Segundo pesquisa encomendada pela organização internacional Fundo Mundial para a Natureza (WWF) em 2018, 27% dos brasileiros consideram o desmatamento a principal ameaça ao ambiente. Você concorda? Cite outros dois problemas que, para você, estão entre as maiores ameaças ao ambiente.

3 Os dados apresentados em D indicam que a agropecuária é o maior fator de ameaça para as espécies de animais terrestres. Entretanto, essa área é fundamental para a economia do país. Forme um grupo com seus colegas, façam uma pesquisa na internet e montem uma apresentação que explique a importância da agropecuária para o país, como essa atividade ameaça espécies nativas e como seria possível a redução de seus impactos na biodiversidade.

4 Forme um grupo com dois colegas e respondam: manter áreas naturais protegidas por lei, onde seja proibida ou controlada a retirada de qualquer recurso, contribui para a manutenção da biodiversidade? Elaborem um texto argumentativo que justifique sua resposta.

Comentários sobre as atividades

2. Comparar as respostas dos estudantes com os resultados da pesquisa: em 2º lugar os brasileiros citaram a poluição das águas, com 26%; em 3º lugar, empatados, estão a caça e a pesca ilegais e as mudanças climáticas, com 16%. A construção de hidrelétricas, rodovias e portos ocupa o 4º lugar, com 15%. Apresentar esses dados e promover uma conversa sobre eles.

3. Espera-se que os estudantes montem uma apresentação destacando que a agropecuária é responsável pela produção de alimentos, gera milhões de empregos, é fonte de matéria-prima para grande quantidade de produtos, entre outros aspectos. A agropecuária no Brasil ocupa grandes extensões territoriais, gerando desmatamento e, portanto, destruição da biodiversidade. Quanto à redução dos impactos, é possível que citem a estratégia da integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), ou que pesquisem outras técnicas ou tecnologias que, de maneira geral, permitam o aumento da produtividade sem necessariamente aumentar o espaço de cultivo/pastagem.

#FICA A DICA, Professor

A reportagem presente no link a seguir detalha as possibilidades de descarte dos resíduos sólidos produzidos no Paraná, as quais são similares a boa parte dos estados brasileiros.

• GIMENES, Erick; HISING, Ederson. Aterros sanitários, aterros controlados e lixões: entenda o destino do lixo no Paraná. G1, Paraná, 1 ago. 2017. Disponível em: https://g1.globo. com/pr/parana/noticia/aterros-sanitarios-aterros-controla dos-e-lixoes-entenda-o-destino-do-lixo-no-parana.ghtml. Acesso em: 23 jun. 2022.

AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 6, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI12 e

4. Em um ecossistema, as relações que se estabelecem entre os seres vivos e entre eles e os recursos abióticos são diversas e complexas. A alteração de uma dessas relações pode implicar a alteração de outras, comprometendo a sobrevivência de uma ou mais populações de seres vivos. Assim, pode-se dizer que a existência e o manejo adequado de áreas protegidas por leis contribuem para a manutenção da biodiversidade. Essa atividade incentiva o exercício da argumentação, contribuindo com o desenvolvimento da competência geral 7 e da competência específica 5, do diálogo e da cooperação, oportunizando o desenvolvimento da competência geral 9

ALEX ARGOZINO

Resposta pessoal.

2. Resposta pessoal. Resposta pessoal.

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BNCC NA UNIDADE

Competências

Gerais: 1, 2, 3, 4 e 5

Específicas: 1, 3, 4 e 6

Habilidades

• EF09CI14

• EF09CI17

Tema contemporâneo transversal

• Ciência e Tecnologia

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e o tema contemporâneo transversal podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LXXIII deste Manual do professor.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

A abertura da Unidade procura despertar a curiosidade dos estudantes sobre a composição e a estrutura do Universo. Ao explorar a fotografia, questionar o que eles conhecem sobre os astros que compõem o Universo, a fim de levantar seus conhecimentos prévios acerca do assunto. Assim, será possível planejar atividades para nivelar os diferentes saberes, caso surjam diferenças significativas. Aproveitar para incentivá-los a refletir a respeito de como a observação e os conhecimentos que possuímos sobre o Universo mudaram ao longo do tempo e como isso pode ter refletido em nossa sociedade.

Ao iniciar a leitura do texto, destacar a frase apresentada do astrônomo Carl Sagan. A partir dessa frase, levantar alguns questionamentos para discussão, como: o que vocês entendem por essa frase? O que quer dizer “poeira de estrelas”? Existe relação entre as estrelas e os seres vivos? entre outros. Utilizar as respostas dos estudantes para identificar suas percepções iniciais sobre o assunto que será estudado. Na sequência, comentar brevemente

7 UNIDADE

ESTRUTURA DO UNIVERSO

SAGAN, Carl.

Você concorda com essa frase? Ela é de autoria do astrônomo estadunidense Carl Sagan (1934-1996) e está cientificamente correta, pois somos constituídos de elementos químicos originalmente produzidos pelas estrelas. Essa frase traz consigo uma relação que temos com os astros do céu. O vínculo com o Sol, as outras estrelas, a Lua e os cometas está presente desde as primeiras civilizações e até hoje influencia diversas áreas de nossa vida.

Ao observar os astros, de certa maneira, estamos olhando para nossas origens, o lugar de onde viemos.

O conhecimento que temos do Universo será um dos assuntos que estudaremos nesta Unidade.

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sobre a composição das estrelas e dos seres humanos. Entre os elementos químicos mais comuns presentes na constituição do corpo dos seres humanos e na composição das estrelas estão: oxigênio, carbono, hidrogênio, nitrogênio, enxofre, magnésio, silício e ferro.

“Nós somos feitos de poeira de estrelas.”

The Cosmic Connection: an Extraterrestrial Perspective. Anchor Press: Norwell, 1973. p. 149. Tradução livre dos autores.

ADRIANO KIRIHARA/PULSAR IMAGENS

1 Parte da tecnologia presente em aparelhos digitais, como os celulares, é consequência dos estudos do Universo. Entretanto, a utilização dessa tecnologia, algumas vezes, nos tira o tempo de admirar o céu. A observação do céu noturno, no passado, fez surgir perguntas, hipóteses e teorias fundamentais para o desenvolvimento da Astronomia. Observe a fotografia: você tem o costume de olhar o céu e contemplar as estrelas? Como você se sente ao fazer isso?

Respostas pessoais.

2 O que mais chama a sua atenção quando o assunto é o Universo? Converse com os colegas sobre isso.

Resposta pessoal.

3 Entre os astros presentes na fotografia estão aqueles que constituem a Via Láctea. Você sabe o que é a Via Láctea? Resposta pessoal.

Comentários sobre as atividades

1. Espera-se que, por meio desse questionamento, os estudantes pensem sobre o assunto. Duas vertentes podem ser discutidas: a primeira é sobre a importância da observação do céu, e a segunda, sobre a utilização equilibrada de tecnologias como celulares e outros aparelhos eletrônicos em nosso cotidiano. Se desejar, é possível apresentar aos estudantes aplicativos de celular que podem ser baixados gratuitamente para aprimorarem seus estudos sobre o Universo. Alguns aplicativos possibilitam a identificação de planetas e de constelações presentes no céu a partir da posição exata do usuário; outros realizam simulações sobre as posições dos planetas do Sistema Solar em suas órbitas em datas futuras; etc. É importante verificar previamente quais aplicativos são adequados à idade escolar dos estudantes.

2. O objetivo desse questionamento é introduzir o assunto a partir das curiosidades ou das dúvidas que os estudantes possam ter sobre o Universo. Esse levantamento é importante, pois possibilita motivar os estudantes, incluindo os que não têm afinidade com o assunto, para iniciar o estudo desta Unidade.

3. O objetivo desse questionamento é levantar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre um dos assuntos que serão estudados na Unidade. A Via Láctea é a galáxia na qual o Sistema Solar está localizado.

Fotografia da Via Láctea vista da Terra, produzida por técnica de longa exposição. Aquidauana (MS), 2021.

1. A ASTRONOMIA

Ao comentar sobre o cometa Leonard, perguntar aos estudantes se eles se lembram de terem observado a passagem do cometa no céu, ao final de 2021. É possível que alguns estudantes tenham vivenciado esse evento. Nesse caso, solicitar que compartilhem o momento com seus colegas, destacando, também, como se sentiram.

Ao mencionar o encontro da sonda Rosetta e do cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko, fornecer aos estudantes mais detalhes sobre essa missão. Explicar que a sonda Rosetta foi lançada em março de 2004 com o objetivo de estudar a estrutura e a composição de um cometa. Após 10 anos de viagem, a sonda interceptou o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, que viajava a uma velocidade de 135 000 km/h, e o robô Philae foi lançado em sua superfície. Embora seu pouso tenha sido acidentado, a missão foi considerada um sucesso, pois, durante dois anos, a sonda ficou orbitando ao redor do cometa e coletou diversas informações, como a presença de moléculas de água, oxigênio e glicina, uma pequena molécula essencial para a vida como a conhecemos.

Utilizar esse contexto para destacar que dos cometas podem ser obtidas diversas informações sobre a origem do Sistema Solar, além de eles estarem potencialmente relacionados com a origem da vida na Terra, pois são ricos em compostos orgânicos. Explicar que esses são alguns dos principais motivos pelo qual os cometas são objeto de estudo em pesquisas científicas.

FICA A DICA

Acesse o link a seguir e leia um pouco da história do encontro da sonda Rosetta com o cometa 67P/ Churyumov-Gerasimenko. Assista também a um vídeo produzido a partir de imagens reais do cometa. Disponível em: https://canaltech.com.br/ espaco/video-emocionante -reune-40-mil-fotos-do-co meta-67p-explorado-pela -sonda-rosetta-158809/. Acesso em: 11 maio 2022.

1 De que maneira estudos como os descritos anteriormente podem auxiliar no conhecimento sobre o Universo?

Em 2021, o cometa Leonard passou próximo à Terra e pôde ser observado a olho nu, iluminando o céu em diversos lugares do mundo, incluindo o Brasil.

O estudo de cometas pode auxiliar na compreensão da origem dos planetas e da vida na Terra. Muitos deles permanecem a maior parte do tempo distantes do Sol, em locais sem luz e frios, o que possibilita a preservação de suas características originais, as quais podem conter informações sobre as condições que o Sistema Solar apresentava muito tempo atrás. Leia o trecho de reportagem a seguir sobre esse tipo de estudo.

A Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) quer lançar mais uma missão em direção a um cometa.

Após o bem-sucedido encontro da sonda Rosetta com o cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko em 2014, as autoridades já escolheram qual será sua nova empreitada, a ser lançada em 2028. Chamado Comet Interceptor (“Interceptador de Cometa”, em tradução livre), o projeto tem como objetivo capturar e estudar um cometa que avança em direção ao Sol a partir dos confins do Sistema Solar. AMOS, Jonathan. Os ambiciosos planos da Agência Espacial Europeia para interceptar um cometa. BBC News Brasil, São Paulo, 20 jun. 2019. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/ geral-48702476. Acesso em: 11 maio 2022. Resposta pessoal. Professor, os estudantes podem dar exemplos diversos, como a possibilidade de ampliar os conhecimentos científicos que temos sobre o Universo, incluindo o planeta Terra, e de desenvolver novas tecnologias para sua exploração.

Comentários sobre a atividade

1. Ao realizar essa atividade, incentivar os estudantes a observar que a Ciência é um empreendimento humano e, assim, é historicamente construído, conforme a competência específica 1. Dada essa construção, a aquisição de novas informações permite a ampliação dos conhecimentos sobre o Universo.

Cometa Leonard visto no céu noturno na Califórnia, Estados Unidos, 2021.

Cometa Leonard visto no céu noturno na Ucrânia, 2021.

Olhar para o céu e tentar entendê-lo sempre foi uma prática da humanidade. Desde as primeiras civilizações, o ser humano percebeu que alguns fenômenos terrestres, como o desabrochar de algumas flores ou os longos períodos de frio, relacionavam-se, de alguma maneira, com os astros. No princípio, as observações tinham como objetivo compreender a influência dos fenômenos celestes sobre a vida cotidiana.

Os cometas, o Sistema Solar e o Universo como um todo são assuntos estudados pela Astronomia

A Astronomia é uma ciência que estuda os corpos celestes, incluindo a Terra, e os fenômenos que ocorrem no Universo. Também estuda a organização desses corpos, situando-os no Universo, a fim de compreender suas origens e seus movimentos. Como toda ciência, ela envolve a observação, o levantamento de hipóteses e a construção de modelos e de teorias.

O estudo da Astronomia possibilitou o desenvolvimento de diversas áreas da sociedade, como a área das comunicações, facilitando nosso cotidiano e melhorando nossa qualidade de vida.

O estudo da Astronomia ao longo dos anos

Os estudos da Astronomia estão ligados com a cultura e as tradições de um povo. Os egípcios, por exemplo, tinham muitos conhecimentos referentes a planetas, constelações e movimentos aparentes do Sol e da Lua no céu, o que lhes possibilitou criar uma forma precisa de medir a passagem do tempo, prevendo as estações do ano, as épocas de cheia dos rios e de estiagem, entre outras.

Professor, nas Orientações para o professor há comentários sobre a construção de aldeias por povos do Alto Xingu.

Fotografia do céu noturno registrada em aldeia do povo Kalapalo, em Querência (MT), 2018. Conhecimentos astronômicos também estão presentes na cultura de povos indígenas brasileiros.

que ainda não tenham refletido sobre o assunto ou que tenham muitas dúvidas. Ainda assim, incentivá-los a expor suas aspirações e sonhos.

O estudo da Astronomia ao longo dos anos

Os conteúdos apresentados ao longo deste tópico permitem o desenvolvimento das competências gerais 1 e 3 e da competência específica 1

Aproveitar a imagem da aldeia indígena para conversar com os estudantes sobre os conhecimentos desses povos sobre a Astronomia. Explicar que, nas aldeias dos povos que fomam o alto Xingu, entre eles os Kalapalos e os Kuikiros, as praças e estradas radiais que partem da praça central são orientadas nas direções cardinais (norte, sul, leste e oeste), revelando conhecimento arquitetônico, geométrico e astronômico. A conversa sobre esse assunto promove uma oportunidade de abordagem sobre a etnoastronomia, que abrange o estudo dos conhecimentos astronômicos de um povo por meio de seus costumes. Para saber mais sobre esse assunto, assistir ao vídeo sugeridos no link do #FICA A DICA, Professor

#FICA A DICA, Professor

O link a seguir traz a classificação das áreas do conhecimento proposta pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

• BRASIL. Governo Federal. Tabela de áreas do conhecimento Brasília, DF: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, [2019?]. Disponível em: http://lattes.cnpq.br/docu ments/11871/24930/TabeladeA reasdoConhecimento.pdf/d192f f6b-3e0a-4074-a74d-c280521b d5f7. Acesso em: 25 jun. 2022.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao apresentar a Astronomia como Ciência, pedir aos estudantes que citem diferentes áreas de atuação científica. É possível que apontem as grandes áreas do conhecimento. Então, explicar que a Ciência tem o objetivo comum de compreender o Universo e os fenômenos naturais, mas, para facilitar a sua compreensão, costuma-se

organizá-la em campos de menor abrangência. Se achar importante, é possível apresentá-los. Para isso, utilizar o material indicado no #FICA A DICA, Professor

Aproveitar o contexto para questionar os estudantes sobre as áreas de que mais gostam de estudar. Se julgar oportuno, conversar sobre as carreiras profissionais que pretendem seguir. Na idade escolar em que se encontram, é possível

O vídeo no link a seguir apresenta uma conferência sobre a etnoastronomia promovida pela Sociedade Brasileira de Física.

• ETNOASTRONOMIA. 2021. Vídeo (113min). Publicado pelo canal Debate Consciência. Disponível em: https://www.youtube. com/watch?v=Dr-xTSl3gAE. Acesso em: 4 jul. 2022.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao apresentar o modelo geocêntrico, destacar que, em boa parte do período em que permaneceu aceito, a observação mais marcante era a de que os astros se movimentavam no céu e, portanto, a conclusão foi de que os planetas, a Lua e o Sol orbitavam o planeta Terra. Acrescentar que se acreditava que, quanto mais tempo demorava para o corpo celeste dar uma volta na Terra, mais longe ele estaria do planeta. Assim, era sugerido que a ordem dos planetas do Sistema Solar e da Lua que orbita a Terra era dos mais centrais para os mais externos: Lua, Mercúrio, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e Saturno.

O modelo geocêntrico de Ptolomeu trazia algumas modificações em relação à concepção inicial de que todos os corpos celestes orbitavam em torno da Terra. Ptolomeu explicava, por exemplo, o movimento dos planetas por meio de uma combinação de círculos, denominados epiciclos e deferentes. Para saber mais sobre o assunto, acessar o link indicado no #FICA A DICA, Professor

Se julgar importante, apresentar também o modelo híbrido de Heráclides (388 a.C.-315 a.C.). Esse modelo foi construído em cima da observação de que os planetas Mercúrio e Vênus, ao contrário dos outros corpos celestes, nunca eram observados longe do Sol. Ou seja, eles apareceriam perto do nascer ou do ocaso dessa estrela. Assim, foi proposto que, enquanto os outros planetas giravam em torno da Terra, Mercúrio e Vênus orbitavam em torno do Sol.

Aproveitar para ressaltar o caráter de constante construção da Ciência, em que teorias e leis podem ser confirmadas ou reformuladas a partir de dados obtidos por novos e mais completos estudos.

Diversos estudiosos formularam hipóteses e propuseram teorias sobre o Universo. Na Grécia antiga, alguns filósofos, entre eles Aristóteles (384 a.C.322 a.C.) e, posteriormente, o astrônomo Ptolomeu (c. 90 d.C.-168 d.C.), propuseram modelos astronômicos em que os planetas e outros astros se moviam em movimentos circulares ao redor da Terra.

Segundo Aristóteles, a Terra estava em repouso no centro de um sistema de astros, que giravam ao seu redor em trajetórias circulares, e seria o centro do Universo, o que ficou conhecido como modelo geocêntrico. Nessa época, já eram conhecidos outros cinco planetas: Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno. Esse sistema de Aristóteles foi reformulado por Ptolomeu, que fez uma série de ajustes nas órbitas de alguns planetas.

As descobertas de Ptolomeu prevaleceram por mais 1 500 anos, aproximadamente, até a Idade Média. Xilogravura de Ptolomeu e a Astronomia. REISH, Gregor. Margarita philosophica Freiburg: Johann Schott, 1503. p. 262. Ela representa Ptolomeu fazendo observações astronômicas com um instrumento chamado sextante, e sendo orientado pela musa da Astronomia, Urânia.

RIOGA, Letícia. Geocentrismo e heliocentrismo. Espaço do Conhecimento UFMG. Belo Horizonte, 2 fev. 2021. Disponível em: https://www.ufmg.br/ espacodoconhecimento/ geocentrismo-eheliocentrismo/. Acesso em: 11 maio 2022.

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Representação do modelo planetário geocêntrico proposto por Aristóteles.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre o modelo de Ptolomeu, acessar:

• OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Movimento dos planetas. Departamento de Astronomia do Instituto de Física da UFRGS. Porto Alegre, 21 ago. 2006. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/p1/p1.htm. Acesso em: 25 jun. 2022.

Marte Júpiter

Durante o Renascimento, entre os séculos XIV e XVI, várias transformações ocorreram em muitas áreas, como Literatura, Arte e Ciências Naturais. Nesse período, conhecimentos gregos foram retomados e reformulados, propondo-se uma nova maneira de pensar e de agir, com base na observação, na experimentação e no uso de modelos matemáticos.

Dessa maneira, novas proposições sobre o sistema planetário foram realizadas. Entre os cientistas da época, destaca-se o matemático e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), que, em um observatório construído por ele mesmo, fez uma série de análises dos movimentos dos corpos celestes.

As investigações de Copérnico o levaram a concluir que o modelo geocêntrico de Ptolomeu não era o mais adequado. Um modelo que teria o Sol ao centro e os outros planetas, incluindo a Terra, movendo-se ao redor dele seria capaz de explicar melhor as suas observações. Esse modelo, denominado heliocêntrico, foi proposto em 1543.

Foram necessários vários anos e muitas observações para que o modelo de Copérnico fosse aceito pela comunidade científica e reformulado por outros astrônomos. Entre várias contribuições, destacam-se as do astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571-1630), que, em 1609, chegou a importantes conclusões que davam mais sustentação ao modelo heliocêntrico e corrigiam algumas imprecisões, atualizando esse modelo. A principal alteração proposta por Kepler refere-se ao fato de as órbitas dos planetas não serem circulares, e sim elípticas.

Também por volta de 1609, o telescópio passou a ser utilizado em observações astronômicas. O físico e matemático italiano Galileu Galilei (1564-1642) foi um dos primeiros a utilizar esse instrumento com fins científicos.

Galileu era adepto do modelo de Copérnico. Por meio do telescópio, fez observações que apoiavam esse modelo, além de ter descoberto e analisado as crateras da Lua, os anéis de Saturno e mais de quinhentas estrelas.

#FICA A DICA, Professor

O link a seguir discorre sobre as três leis de Kepler.

• OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. As três leis de Kepler sobre o movimento dos planetas. Departamento de Astronomia do Instituto de Física da UFRGS. Porto Alegre, c2022. Disponível em: http://astro.if.ufr gs.br/Orbit/orbits.htm. Acesso em: 25 jun. 2022.

Modelo planetário publicado por Copérnico em 1543. As escritas em latim destacam o Sol ao centro e as órbitas circulares de Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno. Mesmo com imprecisões, esse modelo foi revolucionário em sua época.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Destacar que, com o desenvolvimento de novas técnicas de observação dos astros e com o avanço dos estudos, percebeu-se que o movimento aparente dos astros no céu não correspondia ao modelo geocêntrico. Em meio a esse cenário, foi proposto o modelo cosmológico heliocêntrico. Contudo, sua aceitação enfrentou resistência na época, por influência de alguns fatores, como as crenças religiosas da sociedade. Aproveitar para realizar a atividade 3 da página 216, sobre a não aceitação do modelo heliocêntrico na época em que fora proposto. Utilizar esse contexto para destacar que o conhecimento científico é histórico, isto é, que está relacionado ao contexto cultural, social, econômico e político em que se desenvolve.

Ao comentar sobre as contribuições de Kepler, se considerar pertinente, é possível apresentar aos estudantes brevemente suas duas primeiras leis, indicando que as órbitas não são circulares e que os movimentos ocorrem com velocidade variável (não constante). Utilizar o material apresentado no #FICA A DICA, Professor como apoio.

Telescópio original de Galileu, exposto no Museo della Specola, em Bolonha, na Itália.

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ATIVIDADES

As atividades 1 e 6 propõem comparações entre o modelo geocêntrico e o heliocêntrico a partir de ilustrações que os representam (no caso da atividade 1) e de associações entre afirmativas (no caso da atividade 6). Utilizar essas atividades para verificar o aprendizado dos estudantes a respeito dos modelos cosmológicos apresentados. Caso sejam identificados equívocos conceituais, retomar a apresentação deste conteúdo utilizando diferentes abordagens.

2. Essa atividade permite que os estudantes entendam a Ciência como um empreendimento humano, ao destacar as contribuições de Galileu Galilei à Astronomia. Dessa forma, oportuniza-se o desenvolvimento da competência específica 1

b) Ao realizar essa atividade, destacar que as fases da Lua se apresentam como Galileu as observou do Hemisfério Norte. Retomar informações de anos anteriores sobre a as fases da Lua e questionar os estudantes como elas poderiam ser ilustradas se Galileu as tivesse observado do hemisfério Sul, do Brasil, por exemplo. Comentar também que a rotação da Lua e a sua translação ao redor da Terra possuem a mesma duração, de, aproximadamente, 27 dias. Por esse motivo, a Lua sempre está com a mesma face voltada para a Terra.

3. Essa atividade possibilita o desenvolvimento da competência específica 1. O modelo geocêntrico foi proposto na Antiguidade Grega e, devido à grande influência dessa civilização, várias ideias propostas eram até então incontestáveis.

• ATIVIDADES

1. b) O modelo geocêntrico é aquele no qual a Terra é considerada o centro do Universo, enquanto os outros astros se movem ao redor dela, como o Sol e os outros planetas. Já o modelo heliocêntrico, atualmente aceito no meio científico para representar o Sistema Solar, é aquele no qual os planetas e os outros corpos celestes movem-se ao redor do Sol.

1. As imagens a seguir apresentam duas propostas de modelos planetários da história da Astronomia estudados neste Tema. Observe-os para responder às questões a seguir.

a) Que modelos estão representados nessas imagens?

1. a) A ilustração A representa o modelo geocêntrico e a ilustração B, o modelo heliocêntrico.

b) Qual é a diferença entre eles? Qual desses modelos é atualmente aceito no meio científico?

2. As ilustrações a seguir foram feitas por Galileu Galilei em 1609 e publicadas em seu livro Sidereus Nuncius (Mensageiro das estrelas), em março de 1610.

2. a) Galileu fez as imagens utilizando um telescópio/uma luneta.

Ilustrações da Lua em quarto crescente (esquerda) e quarto minguante (direita) feitas por Galileu Galilei.

2. b) Professor, espera-se que os estudantes comentem que os telescópios possibilitam fazer observações mais nítidas e precisas do Universo e ter mais informações sobre estruturas, fenômenos e movimentos dos astros.

a) Se você olhar para a Lua no céu nas fases descritas na legenda, não é possível observar alguns dos detalhes desenhados. Para fazer essas observações, que instrumento Galileu Galilei utilizou?

b) Qual é a importância do instrumento utilizado por Galileu Galilei para fazer essas observações?

3. Na época em que o modelo heliocêntrico proposto por Nicolau Copérnico foi divulgado, houve grandes manifestações na sociedade contrárias a esse modelo. Com um colega, façam uma pesquisa sobre o que ocorreu nesse momento da história da Ciência e da humanidade e sobre os motivos que levaram a essa negação do modelo heliocêntrico.

Professor, espera-se que os estudantes encontrem em sua pesquisa que o modelo geocêntrico estava associado à idealização do ser humano como o centro do Universo. Tirar o planeta dessa posição significava um conflito do ser humano com sua própria criação.

Por exemplo, na época, acreditava-se que, assim como sentimos o movimento de um veículo quando estamos dentro dele ou quando estamos andando a cavalo, deveríamos sentir o movimento da Terra, caso ela estivesse em movimento. Com a chegada da Idade Moderna, as proposições científicas feitas até então, aceitas

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por anos, passaram a ser contestadas por testes empíricos e por observação, e algumas rupturas ocorreram, como a do modelo geocêntrico. Mesmo não sendo aceito de imediato e enfrentando resistência da sociedade, novos testes e observações apoiaram o modelo de que a Terra estaria em um sistema heliocêntrico.

AS CORES NÃO SÃO REAIS. IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

4. Copie as frases a seguir e corrija-as, se necessário.

a) Segundo as proposições de Aristóteles e de Ptolomeu, a Terra estava em movimento ao redor do Sol.

b) Os estudos propostos por Galileu Galilei e Johannes Kepler confirmaram o modelo geocêntrico proposto por Nicolau Copérnico, no qual a Terra se movia ao redor do Sol.

5. Com suas palavras, explique o que é Astronomia.

Resposta pessoal.

6. Associe cada afirmativa a seguir ao modelo geocêntrico ou heliocêntrico.

I. Modelo geocêntrico.

II. Modelo heliocêntrico.

a) O Sol está ao centro e os planetas, incluindo a Terra, movem-se ao redor dele.

b) A Terra está em repouso no centro de um sistema de astros e seria o centro do Universo.

c) Modelo proposto por Ptolomeu.

d) Modelo proposto por Nicolau Copérnico.

e) Várias contribuições foram importantes para a aceitação desse modelo, como as observações astronômicas feitas com o auxílio de um telescópio.

f) Esse modelo foi proposto na Antiguidade e se manteve aceito por muitos anos.

7. A tecnologia possibilitou aos seres humanos ampliar seus conhecimentos a respeito do Universo. Com o desenvolvimento de instrumentos de observação astronômica de alcance cada vez maior, muitas dúvidas sobre a estrutura do Universo foram sanadas, assim como muitas outras surgiram, deixando lacunas que instigam a curiosidade e incentivam a busca por respostas.

Uma das grandes conquistas atuais no campo da Astronomia foi o registro da primeira imagem de um buraco

negro, feita em 2019 por um grupo de pesquisadores que analisou imagens obtidas por diferentes radiotelescópios espalhados pela Terra. Até o momento, sabia-se de sua existência e presumia-se sua configuração no espaço, a partir dos estudos teóricos propostos pelo físico alemão Albert Einstein (1879-1955). A imagem permitiu confirmar as simulações feitas sobre sua estrutura: um grande anel luminoso ao redor de uma forma escura. No entanto, isso suscita outras perguntas que incentivam os pesquisadores a se dedicar aos estudos: Como o anel luminoso é formado? O que acontece quando um objeto entra no buraco negro? E assim a Ciência e suas diversas áreas avançam na busca por respostas.

5. Espera-se que os estudantes respondam que a Astronomia é a ciência que estuda as características dos corpos celestes, incluindo a Terra, e os fenômenos que ocorrem no Universo. Também busca situar os corpos celestes no Universo e compreender as origens e os movimentos deles.

7. Essa atividade permite o desenvolvimento da competência específica 1. Além disso, trabalha o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, ao destacar as relações que se estabelecem entre esses conceitos utilizando como contexto a estrutura do buraco negro. Ao evidenciar essas relações, também é possível desenvolver a competência específica 3

a) Espera-se que os estudantes relacionem a importância do desenvolvimento da tecnologia para a Ciência e vice-versa, possibilitando a ampliação dos conhecimentos da atualidade. Além disso, o desenvolvimento de ambas é importante para a sociedade, em suas diversas dimensões (social, política, econômica etc.).

Primeira imagem de um buraco negro, feita em 2019, por meio de telescópios em órbita na Terra.

a) Com base nas informações apresentadas e em seus conhecimentos, elabore um texto que relacione os termos: Ciência, tecnologia e sociedade.

b) Realize uma pesquisa em sites e fontes confiáveis sobre conquistas importantes feitas recentemente no campo da Astronomia por causa do desenvolvimento tecnológico.

Respostas nas Orientações para o professor 217 D3-CIE-F2-2104-V9-U7-LA-G24.indd

b) O objetivo da atividade é que os estudantes entrem em contato com descobertas recentes importantes na área da Astronomia que foram possíveis por causa do aprimoramento da tecnologia – seja de equipamentos, seja de programação e análises. Alguns exemplos: constituição dos planetas do Sistema Solar, análise de dados coletados em cometas, descoberta de corpos celestes até então não observados etc.

MAXIMILIAN LASCHON/SHUTTERSTOCK.COM

I – b, c, f; II – a, d, e.

4. a) Segundo as proposições de Aristóteles e de Ptolomeu, o Sol estava em movimento ao redor da Terra. Esse modelo foi chamado geocêntrico.

4. b) Os estudos propostos por Galileu Galilei e Johannes Kepler confirmaram o modelo heliocêntrico proposto por Nicolau Copérnico, no qual a Terra se movia ao redor do Sol.

217

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ENTRE CONTEXTOS

O assunto dessa seção se relaciona ao tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia, ao evidenciar a relação entre o desenvolvimento científico e o tecnológico a partir da evolução dos telescópios. O estabelecimento dessa relação oportuniza o desenvolvimento da competência específica 3

Durante o trabalho com a seção, retomar a invenção dos microscópios, estudada em anos anteriores. Destacar que novidades tecnológicas permitem a ampliação dos conhecimentos até então disponíveis e, no caso dos microscópios e dos telescópios, ainda, a observação de uma realidade antes invisível.

Comentar que as tecnologias presentes no telescópio espacial James Webb permitem que sejam feitas observações em frequência do infravermelho, diferentemente do Hubble, que operava nas frequências da luz visível e ultravioleta. O infravermelho é emitido por todo corpo aquecido e é capaz de atravessar nuvens de poeira interestelar, permitindo que objetos cósmicos distantes possam ser observados.

Ao final, apresentar aos estudantes o Telescópio Gigante Magalhães (GMT), um aparato que está sendo construído no Chile por um consórcio que envolve diversos países, entre eles o Brasil. Esse telescópio terá um poder coletor cerca de 100 vezes maior do que o do Hubble, o que ampliará as possibilidades de estudo do Universo profundo.

#FICA A DICA, Estudante

Sugerir aos estudantes que acessem o link a seguir para visualizar características do Telescópio Gigante de Magalhães.

• CONSTRUÇÃO do telescópio Gigante Magalhães é tema de vídeo. Agência Fapesp, São Paulo, 4 maio 2017. Disponível em: https://agencia.fapesp.br/construcao-do-telescopio-gigante-magalhaes-e-tema-de-video/25230/.

Acesso: 25 jun. 2022.

CONTEXTOS ENTRE

A história dos telescópios

1. Instrumentos como os telescópios possibilitam observar objetos distantes, componentes do Universo que não podem ser vistos sem equipamentos. O texto apresenta dois exemplos que destacam essa importância: a descoberta das luas de Júpiter por meio das observações de Galileu Galilei no século XVII e o estudo do Universo pelos telescópios espaciais Hubble e James Webb.

Embora não exista consenso sobre quem inventou o primeiro telescópio, sabe-se que foi Galileu Galilei quem aprimorou o telescópio e descobriu detalhes de astros conhecidos.

[...] A primeira vez que Galileo viu esses objetos [quatro luas de Júpiter] foi na noite de 7 de janeiro de 1610. Nessa data ele viu três pequenas “estrelas” enfileiradas próximas a Júpiter, que lhe chamaram a atenção. Na noite seguinte Galileo observou que essas “estrelas” haviam se movido, umas em relação às outras. Galileo continuou observando Júpiter e essas estranhas “estrelas”, noite após noite. Na noite do dia 13, Galileo conseguiu visualizar uma quarta “estrela” na mesma linha das três demais. Na noite do dia 15 ficou claro para Galileo: esses quatro objetos nunca se afastavam de Júpiter e constantemente alteravam suas posições uns em relação aos outros e em relação a Júpiter. Daí foi fácil concluir: esses quatro objetos não eram estrelas, mas sim satélites de Júpiter. [...] LAS CASAS, Renato. Há 400 anos... a invenção do telescópio. Observatório UFMG. Caeté, 2 fev. 2009. Disponível em: http://www.observatorio.ufmg.br/Pas88.htm. Acesso em: 12 mar. 2022.

Centenas de anos depois do início do uso do telescópio na Astronomia, os cientistas perceberam que a atmosfera da Terra impedia uma visão mais nítida do Universo. Desenvolveram-se, então, os telescópios espaciais, como o Hubble, colocado em órbita pela Nasa em abril de 1990. Ele está a cerca de 550 quilômetros de altitude, ou seja, acima da atmosfera, e já possibilitou a obtenção de muitas imagens do Universo.

Em 2021, foi lançado pela Nasa, pela Agência Espacial Canadense e pela Agência Espacial Europeia o telescópio James Webb, 100 vezes mais sensível do que o Hubble. Ele está a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da superfície terrestre, aproximadamente quatro vezes mais distante do que a Lua! Seu principal objetivo é observar as primeiras estrelas e galáxias formadas há bilhões de anos.

• Atividades

1 Qual é a importância de instrumentos como os telescópios para a Astronomia? Explique sua resposta utilizando elementos do texto.

2 Junte-se a outros dois colegas e busquem na internet imagens capturadas por telescópios atuais. Elaborem uma apresentação digital com os resultados da pesquisa, indicando a que se refere cada imagem, que telescópio a capturou e a localização do telescópio.

Comentários sobre as atividades

D3-CIE-F2-2104-V9-U7-LA-G24.indd 218 17/07/22 10:07

1. Essa atividade permite avaliar a capacidade dos estudantes de interpretar textos, ao solicitar que utilizem elementos do texto apresentado para elaborar sua resposta. Além disso, oportuniza o desenvolvimento da competência específica 4

2. Para essa pesquisa podem ser utilizados os sites: Como ver as imagens capturadas pelo telescópio Hubble em tempo real. Publicado por: Espaço do conhecimento UFMG.

Disponível em: https://www.ufmg.br/espa codoconhecimento/saiba-como-ver-as-ima gens-do-telescopio-hubble/; Image gallery

Publicado por: National Radio Astronomy Observatory. Disponível em: https://public. nrao.edu/gallery/; e Hubble Space Telescope

Publicado por: Nasa. Disponível em: https:// www.nasa.gov/mission_pages/hubble/main/ index.html. Acessos em: 25 jun. 2022. A competência geral 5 e a competência específica 6 podem ser desenvolvidas nessa atividade.

Montagem do telescópio James Webb, em 2017.

Resposta pessoal.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

2

1. Resposta pessoal. Que o Universo é tão grande e tão antigo (13,8 bilhões de anos), que ele fica feliz de poder estar com sua esposa no mesmo local e no mesmo tempo.

ALÉM DA TERRA

2. Resposta pessoal. Professor, espera-se que os estudantes citem ao menos os planetas, as estrelas e as luas. É possível que também mencionem outros componentes do Universo, como os asteroides e os cometas.

Leia a seguir outra frase de Carl Sagan, desta vez, uma declaração de amor por sua esposa Ann Druyan.

“Na vastidão do espaço e na imensidão do tempo, é uma alegria compartilhar um planeta e uma época com Annie.”

1 Qual é a mensagem transmitida por Carl Sagan na frase apresentada?

2 Você sabe quais são os astros que compõem o Universo?

Carl Sagan ficou famoso pela maneira simples que explicava conceitos complexos sobre o funcionamento do Universo.

Detalhes sobre o Sistema Solar e outras partes do Universo, incluindo outras estrelas, sistemas de planetas, galáxias e buracos negros, foram descobertos conforme novas tecnologias foram sendo desenvolvidas, possibilitando o avanço científico e a proposta de novos estudos.

O telescópio espacial Hubble, por exemplo, foi de grande auxílio nessas descobertas. Por meio das imagens que ele capturou, foi possível estimar que o Universo tem aproximadamente 13,8 bilhões de anos. A seguir, estão algumas imagens obtidas por esse telescópio.

2. ALÉM DA TERRA

Ao iniciar esse Tema, se desejar, é possível fazer algumas perguntas para levantar os conhecimentos prévios dos estudantes sobre assuntos que serão estudados, como: Quais são os componentes do Sistema Solar? Qual é a localização do Sistema Solar no Universo? O que é via Láctea? Existem planetas fora do Sistema Solar? Até onde vai o Universo? e outras. Se desejar, é possível solicitar que registrem suas respostas iniciais no caderno, para que as revejam e as reformulem, se necessário, durante o estudo do Tema.

Explorar o contexto inicial desse Tema, que destaca a vastidão do Universo por meio da frase de Carl Sagan e das imagens obtidas pelo telescópio Hubble. Utilizá-lo para instigar a curiosidade dos estudantes.

Aproveitar esse contexto para explicar brevemente aos estudantes a origem do Universo, explicada pela teoria do Big Bang, a mais aceita pela comunidade científica. No caso, de acordo com essa teoria, o Universo surgiu de uma singularidade extremamente densa e com alta temperatura, que se expandiu gerando o Universo como conhecemos hoje.

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#FICA A DICA, Estudante

O filme indicado é uma adaptação do livro de mesmo nome escrito por Carl Sagan.

• CONTATO. Direção: Robert Zemeckis. EUA: Warner Bros. 1997. DVD (150 min).

Comentários sobre a atividade

17/07/22 10:07

1. Perguntar aos estudantes se eles conhecem alguma das obras de Carl Sagan. Caso não conheçam, sugerir o filme do #FICA A DICA, Estudante

Essa teoria criou as bases teóricas para a realização de cálculos sobre a idade do Universo. Entre eles, a medição da radiação cósmica de fundo. Essa radiação eletromagnética pode ser considerada um vestígio do Big Bang, e sua detecção possibilita estimar a velocidade e, assim, a duração da expansão do Universo.

NASA/ESA/HUBBLE HERITAGE/STSCI/AURA

ESA/HUBBLE/NASA

Imagem do arranjo dos braços espirais na galáxia Messier 63, registrada pelo Hubble, em 2017.

Imagem mostrando o lançamento de matéria e energia no espaço por uma estrela superquente, em 2016.

SAGAN, Carl. Cosmos. Tradução: Paulo Geiger. São Paulo: Companhia das Letras, 2017. p. 3.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Sistema Solar

Nesse momento, inicia-se o trabalho com a habilidade EF09CI14, a partir da descrição dos componentes do Sistema Solar.

Uma possibilidade para iniciar o trabalho com este assunto de forma atrativa é explorar o simulador chamado Solar System Scope (do inglês, escopo do Sistema Solar), cujo link está disponibilizado no #FICA A DICA, Estudante. Para utilizá-lo, clicar no botão “start online model” e aguardar o simulador carregar. Selecionar a tradução para português no navegador. Selecionar os planetas representados e clicar em “explorar” para obter mais informações sobre sua localização, sua estrutura e outras características. Utilizar o simulador para fazer um pequeno resumo dos planetas do Sistema Solar. Alternativamente, é possível recomendar o acesso pelos estudantes em suas residências, em um período que antecede a aula, solicitando que explorem previamente as características dos planetas e que tragam suas dúvidas à aula.

Ao apresentar os planetas do Sistema Solar, destacar algumas de suas características, como número de luas, temperatura média, tempo de rotação e de translação e apresentadas adiante. Se possível, reproduzir essas informações na lousa para que os estudantes possam estabelecer comparações entre elas.

• Número de luas: os planetas têm diferentes quantidades de satélites naturais. Mercúrio e Vênus não possuem luas, a Terra possui uma, e Marte, duas. Outros planetas possuem uma quantidade bem maior desses satélites: Júpiter tem 79, Saturno, 82; Urano, 27; e Netuno, 14.

• Temperatura média: o planeta mais quente do Sistema Solar é Vênus, com uma temperatura média de 464 °C; em se-

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Sistema Solar

O Sistema Solar é formado por uma estrela, o Sol, e por planetas, planetas anões, luas e pequenos corpos celestes, como asteroides e cometas. Todos esses corpos celestes giram ao redor do Sol.

Sol

O Sol é a estrela do Sistema Solar. Ele tem cerca de 1,4 milhão de quilômetros de diâmetro e emite luz e outras radiações. A atração gravitacional que o Sol exerce é a principal responsável por manter a trajetória dos corpos celestes do Sistema Solar ao seu redor.

Planetas

Os planetas são corpos celestes de formato aproximadamente esférico, que orbitam uma estrela e são dominantes em sua trajetória, ou seja, não encontram outros astros de tamanho similar a eles em sua órbita. No Sistema Solar, existem oito planetas orbitando o Sol: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. A seguir, estão os tamanhos aproximados desses planetas.

Diâmetro dos planetas do Sistema Solar

Mercúrio: 4 878 km de diâmetro Júpiter: 142 984 km de diâmetro

Vênus: 12 100 km de diâmetro Saturno: 120 536 km de diâmetro

Terra: 12 756 km de diâmetro Urano: 51 108 km de diâmetro

Fonte dos dados: OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e astrofísica. 4. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2017. p. 118.

guida, temos Mercúrio (167 °C), Terra (15 °C), Marte ( 65 °C), Júpiter ( 110 °C), Saturno ( 140 °C), Urano ( 195 °C) e Netuno ( 200 °C).

Rotação (horas) Translação (dias)

ESTÚDIO AMPLA ARENA

25 687

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Netuno Urano

Saturno Júpiter Sol Marte Lua Terra Vênus Mercúrio

Cinturão de asteroides

220

19/07/22 21:33 220

Planetas-anões

São astros celestes que orbitam uma estrela, têm formato aproximadamente esférico e podem ter outros astros de tamanho semelhante em sua órbita. Atualmente, consideram-se cinco planetas-anões no Sistema Solar: Ceres, Plutão, Éris, Makemake e Haumea. Todos eles são menores do que Mercúrio.

Satélites naturais ou luas

São astros que orbitam outros corpos do Universo, como os planetas e os asteroides. A Terra possui apenas um satélite natural, porém existem centenas no nosso Sistema Solar.

Pequenos corpos do Sistema Solar

Os pequenos corpos do Sistema Solar são os asteroides, os meteoroides e os cometas. Esses corpos têm características próprias:

• Asteroides são blocos de rocha que orbitam o Sol e são menores do que um planeta. Dezenas de milhares deles estão reunidos em um cinturão, situado entre as órbitas de Marte e de Júpiter. Também há outro cinturão além da órbita de Netuno.

• Meteoroides são rochas menores do que os asteroides que vagam pelo Sistema Solar. Quando atingem a atmosfera da Terra, incendeiam-se – fenômeno chamado de meteoro ou estrela cadente. Quando atingem o solo, também recebem o nome de meteorito.

• Cometas são corpos de massa relativamente pequena que contêm rocha e gelo em sua composição. Quando sua órbita passa próxima ao Sol, são iluminados e se aquecem, liberando poeira e gases na forma de uma cauda típica.

Ganimedes, um dos satélites naturais de Júpiter, é a maior lua do Sistema Solar.

Com base nas informações apresentadas, chamar a atenção para alguns pontos importantes, como: certos planetas têm o tempo de rotação expresso em valores negativos, pois essa rotação ocorre no sentido oposto à rotação da Terra; e, quanto mais longe do Sol, maior o tempo para o planeta completar uma volta ao redor dessa estrela, pois as suas órbitas são maiores e suas velocidades de translação são inferiores.

Em relação à classificação dos corpos celestes do Sistema Solar, comentar com os estudantes que, até 2006, Plutão era considerado um planeta. No entanto, devido ao fato de Plutão não ser dominante em sua órbita (isto é, por se encontrar com outros astros de tamanhos similares em sua órbita), passou a ser considerado um planeta-anão. Essa decisão não ocorreu rapidamente; na verdade, decorreu de diversas discussões entre astrônomos da União Astronômica Internacional (UAI).

A decisão foi firmada na Assembleia Geral da União Astronômica Internacional (UAI) ocorrida em Praga, na República Tcheca, em 2006. Para saber mais sobre o assunto, há um link disponível no #FICA

A reclassificação de Plutão como planeta-anão é um fato que pode ser explorado para evidenciar o aspecto dinâmico da Ciência, em que ideias podem ser contestadas e reformuladas com base em novas comprovações científicas. Se achar conveniente, explicar que ainda existem discussões para reconsiderar Plutão como planeta, mas sem fatos que refutem as condições estabelecidas pela UAI sobre este ser um planeta-anão.

#FICA A DICA, Estudante

O link a seguir direciona o acesso ao simular Solar System Scope.

• SOLAR SYSTEM SCOPE. [S. l.], [2019?]. Site. Disponível em: https://www.solarsystemscope.com/. Acesso em: 26 jun. 2022.

O link a seguir apresenta mais detalhes sobre a mudança na classificação de Plutão como um planeta-anão, ao invés de um planeta.

• PLUTÃO é rebaixado. Agência Fapesp. São Paulo, 25 ago. 2006. Disponível em: https://agencia. fapesp.br/plutao-e-rebaixado/5995/. Acesso em: 20 jun. 2022.

A DICA, Estudante

NATHAN B. NIYOMTHAM/GETTY IMAGES

NASA/JHUAPL/SWRI NASA/JPL

Cometa NEOWISE, em julho de 2020, fotografado nos Estados Unidos.

Plutão.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Planetas rochosos do Sistema Solar

O trabalho com a habilidade EF09CI14 é continuado neste tópico, ao se discorrer sobre características dos planetas rochosos que compõem o Sistema Solar. Dizer aos estudantes que os planetas do Sistema Solar podem ser divididos em rochosos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) e gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) e que as diferenças entre os grupos e as características de cada planeta serão detalhadas ao longo da Unidade.

Terra

Ao explicar sobre a Terra, comentar que nosso planeta possui uma massa de 5,974 sextilhões de toneladas. Destacar que, apesar de esse ser um número muito grande, é cerca de 300 000 vezes menor que o Sol.

Comentar também que a atmosfera se mantém próxima à superfície por ação da força da gravidade. Acrescentar que a atmosfera terrestre também possui, em adição aos gases citados no Livro do estudante, vapor de água, argônio, dióxido de carbono, hélio, metano, entre outros.

Planetas rochosos do Sistema Solar

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Dos oito planetas do Sistema Solar, Mercúrio, Vênus, Terra e Marte são chamados rochosos ou telúricos. Os planetas rochosos estão mais próximos do Sol, têm o núcleo de ferro e níquel, superfície sólida e poucos ou nenhum satélite natural. Embora as condições ambientais dos quatro planetas rochosos sejam bem diferentes, sua estrutura básica apresenta algumas semelhanças.

Elaborado com base em: PLANETS. Nasa Science: Solar System Exploration. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://solarsystem.nasa.gov/planets/overview/. Acesso em: 12 maio 2022.

Terra

NOAA/NASA

A Terra é o quinto maior planeta do Sistema Solar, com diâmetro de 12 756 km. Aproximadamente 75% da superfície da Terra é coberta por água, em grande maioria no estado líquido, e o planeta é envolvido por uma atmosfera. Os principais gases que formam a atmosfera terrestre são o nitrogênio (78%) e o oxigênio (21%).

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#FICA A DICA, Professor

Para conhecer mais sobre planetas rochosos e gasosos, acessar o link a seguir:

• HAMILTON, Calvin J. O Sistema Solar. Departamento de Astronomia do Instituto de Física da UFRGS. Porto Alegre, [2019?]. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/solar/solarsys.htm. Acesso em: 26 jun. 2022.

Representação da estrutura interna dos planetas rochosos do Sistema Solar, mostrando as camadas a partir de seu núcleo.

Núcleo

Núcleo

Núcleo

Núcleo

VADIM SADOVSKI/SHUTTERSTOCK.COM

Terra. Imagem capturada do espaço pelo satélite GOES-18, em 2022.

Representação da estrutura interna de Mercúrio.

Representação da estrutura interna da Terra. Representação da estrutura interna de Marte.

Representação da estrutura interna de Vênus.

A atmosfera da Terra promove o efeito estufa, possibilitando que a temperatura do planeta oscile entre um valor mínimo e um valor máximo de, aproximadamente, 88 °C e 58 °C, sendo 15 °C a média. Sem o efeito estufa, a temperatura média da Terra seria de 18 °C e não haveria água no estado líquido disponível, a não ser abaixo de grandes camadas de gelo.

O período de rotação da Terra em torno do próprio eixo é de, aproximadamente, 24 horas, e o de sua translação ao redor do Sol, cerca de 365 dias. A Terra é o terceiro planeta com a órbita mais próxima ao Sol, estando a cerca de 150 000 000 de quilômetros de distância do Sol. Essa medida foi definida pelos astrônomos e representa uma Unidade Astronômica (UA)

A Terra tem um satélite natural, a Lua, localizada a, aproximadamente, 384 400 km de distância.

Aproximadamente dois milênios atrás, Ptolomeu havia estimado que o Universo apresentava cerca de 130 milhões de quilômetros. Apesar de ser uma enorme distância em relação aos padrões que estamos acostumados na Terra, atualmente, sabemos que esse valor é menor do que a distância da Terra até o Sol, ou seja, menor do que uma Unidade Astronômica (UA).

Hoje em dia, sabe-se que o raio do Universo observável é de cerca de 432 x 1021 km, ou seja, aproximadamente 2 900 trilhões de UA ou 2,9 x 1015 UA. Por causa das grandes dimensões do Universo, os astrônomos criaram outra unidade de medida, chamada ano-luz Essa unidade equivale à distância que a luz percorre no vácuo em um ano de viagem. A velocidade da luz no vácuo é de 300 000 km/s; logo, um ano-luz equivale a cerca de 9,5 trilhões de quilômetros ou, aproximadamente, 63 000 UA.

Cumes de rugas em uma região da Lua chamada Mare Frigoris, registrada pelo Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) da NASA, em 2019.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Retomar o efeito estufa estudado em anos anteriores. Relembrar que, ao atingir a atmosfera terrestre, parte da radiação solar é refletida, parte é absorvida pela atmosfera e parte chega à superfície, aquecendo-a. A superfície terrestre aquecida emite calor, sendo parte irradiada ao espaço e parte absorvida pela atmosfera terrestre. A retenção

vácuo: região no espaço que não contém matéria.

retando, assim, um aumento na temperatura média do planeta. Ao comentar sobre as unidades de medida utilizadas no campo da Astronomia, dizer que, devido à grande extensão das distâncias astronômicas, são utilizadas unidades de medida não convencionais ao nosso cotidiano, como metros e quilômetros. No caso, são amplamente utilizadas a Unidade Astronômica (UA), que equivale a cerca de 150 milhões de quilômetros (1,5 x 108 km), e o ano-luz, que equivale a cerca de 9,5 trilhões de quilômetros (9,5 x 1012 km). Se considerar oportuno, comentar que existem outras unidades de medida que podem ser utilizadas, como, por exemplo, o parsec, que equivale a cerca de 3,3 anos luz. Se possível, convidar o docente de Matemática para contribuir com o trabalho sobre este assunto. Se necessário, realizar o cálculo relacionado à determinação de um ano-luz a partir da velocidade da luz no vácuo juntamente com os estudantes, utilizando a lousa. O cálculo pode ser feito a partir de uma regra de três simples:

300 000 km 1 s x 31 536 000 segundos em um ano x = 300 000 31 536 000 = = 9 460 800 000 000 km

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de calor decorre da presença de gases do efeito estufa (como o gás carbônico, o metano e o óxido nitroso) e é o que torna a temperatura média do planeta favorável à manutenção da vida. Retomar também o processo de intensificação do efeito estufa, relacionado à emissão de gases de efeito estufa. Explicar que o aumento da concentração atmosférica desses gases amplifica a retenção de calor pela atmosfera terrestre, acar-

Logo ali

VADIM SADOVSKI/SHUTTERSTOCK.COM

Representação do Sol e da Terra. A luz do Sol demora aproximadamente oito minutos para atingir o nosso planeta.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Mercúrio

Ao apresentar as características de Mercúrio, acrescentar que esse planeta tem uma massa muito pequena, que representa cerca de 5% da massa da Terra. Por esse motivo, sua gravidade superficial também é baixa, aproximadamente um terço da gravidade da Terra. Explicar que, devido a sua baixa gravidade, a atmosfera de Mercúrio é uma camada muito fina, constituída principalmente por átomos de oxigênio, sódio, hidrogênio, hélio e potássio. Comentar que sua atmosfera não significativa não é capaz de reter calor, o que faz com que as temperaturas diárias variem significativamente, podendo atingir 430°C durante o dia e 180°C durante a noite.

Vênus

Ao comentar sobre Vênus, dizer que o planeta pode ser observado no céu após o pôr do sol ou antes do nascer do Sol, sendo popularmente chamado estrela-d’alva. Também mencionar que Vênus possui uma atmosfera com ventos muito intensos. Para isso, utilizar o seguinte texto como apoio:

O dia custa a passar em Vênus. É que o planeta gira bem devagar. Quase do tamanho da Terra, Vênus leva 243 dias terrestres para dar uma volta em torno de si. Com rotação tão lenta, os meteorologistas esperavam que a atmosfera venusiana fosse uma das mais calmas do Sistema Solar. Mas as sondas enviadas ao planeta observaram uma ventania constante na alta atmosfera, onde os ventos atingem 400 quilômetros por hora (km/h). Ventos dessa intensidade só ocorrem na Terra durante furacões ou, esporadicamente, a altitudes elevadas. Em Vênus, eles sopram o tempo todo, em especial no equador.

[...]

[...] Os pesquisadores [...] concluíram que, além da rotação

Mercúrio

PHYSICSLABORATORY/CARNEGIEINSTITUTION

Mercúrio é o planeta do Sistema Solar com órbita mais próxima ao Sol, a uma distância aproximada de 0,4 UA. Ele é o menor planeta desse sistema, além de ser menor do que alguns dos satélites naturais de Saturno e Júpiter. Seu volume é cerca de 0,06 vezes o volume da Terra.

Não apresenta atmosfera significativa, o que torna sua temperatura variável. Durante o dia, pode alcançar 430 °C e, durante a noite, 180 °C. Mercúrio leva aproximadamente 88 dias terrestres para completar uma volta ao redor do Sol. Já seu período de rotação é longo, correspondendo a cerca de 59 dias terrestres. O planeta não apresenta satélites naturais. Mercúrio.

Vênus

Vênus é o segundo planeta mais próximo do Sol, estando a uma distância de 0,7 UA dele. Seu volume é cerca de 0,86 vezes o volume da Terra. Sua superfície apresenta pressão atmosférica de 90 atm e temperaturas de cerca de 480 °C. Mesmo não sendo o planeta mais próximo do Sol, é o mais quente por causa da sua composição atmosférica, que apresenta gases de efeito estufa. A consequência de sua densa atmosfera é a temperatura praticamente não variar entre o período iluminado (dia) e o período não iluminado (noite). Vênus não apresenta satélites naturais.

Para completar uma volta ao redor do Sol, Vênus leva, aproximadamente, 225 dias terrestres, e seu período de rotação corresponde a cerca de 243 dias terrestres. Vênus.

mais lenta, é provável que um padrão específico de oscilações nos movimentos da atmosfera, as chamadas ondas atmosféricas, ajudem a criar um intenso jato de ar que se concentra no equador e cobre quase todo o corpo celeste. [...]

ZOLNERKEVIC, Igor. Atmosfera conturbada. Pesquisa Fapesp , São Paulo, ed. 225, nov. 2014. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/atmosfera-conturbada/. Acesso em: 26 jun. 2022.

NASA/JPL

Marte

Marte é o quarto planeta do Sistema Solar em relação à sua distância do Sol, que é de 1,5 UA. Seu volume é cerca de 0,15 vezes o volume da Terra. O período de rotação de Marte é de 24 horas e 37 minutos, e seu período de translação corresponde a 687 dias terrestres.

A superfície de Marte é formada por rochas e pó de rochas de aparência avermelhada por causa da grande quantidade de minerais de ferro presentes no solo marciano. Por esse motivo, Marte também é conhecido como planeta vermelho

Sua atmosfera é estreita se comparada à atmosfera ter restre, com temperatura que pode variar entre 20 °C e 153 °C. Essa variação ocorre porque o calor escapa facilmente para o espaço por causa da fina atmosfera.

Marte tem dois satélites naturais, chamados Phobos e Deimos.

Várias sondas já visitaram esse planeta. Imagens feitas da superfície de Marte indicam que seus polos têm água congelada e que sua superfície é alterada constantemente por grandes tempestades de areia.

Marte

Ao explicar sobre a variação de temperatura em Marte, destacar também que o gradiente de temperatura na superfície desse planeta é bem mais acentuado que na Terra. Por exemplo, se uma pessoa estivesse na superfície de Marte, em uma posição equivalente à linha do equador, ao meio-dia, ela sentiria que seus pés estariam na primavera (24 °C) e sua cabeça, no inverno (0 °C).

Aproveitar para citar que, desde a década de 1960, o planeta é explorado por diversas missões realizadas por agências espaciais, principalmente a Nasa. Essas missões pertencem ao Programa de Exploração de Marte (MEP, sigla do inglês). Algumas delas enviaram robôs para explorar sua superfície, como a missão Mars Science Laboratory, lançada em 2011 com o veículo Curiosity, que aterrissou em Marte em 2012, e a Mars 2020, lançada em 2020 com o veículo Perseverance, que aterrissou no planeta em 2021. A exploração de Marte será trabalhada na Unidade 8 deste Volume.

#FICA A DICA, Estudante

Se desejar, sugerir aos estudantes que observem algumas das imagens capturadas pelo veículo Curiosity e pelo veículo

Perseverance na superfície de Marte:

• MARS Curiosity Image Gallery. Nasa. Washington, D.C., 4 ago. 2017. Disponível em: https://www.nasa.gov/mission_ pages/msl/images/index.html. Acesso em: 26 jun. 2022.

• MARS 2020 Mission Perseverance Rover. Nasa. Washington, D.C., [2021?]. Disponível em: https://mars.nasa.gov/mars2020/ multimedia/raw-images/. Acesso em: 26 jun. 2022.

Marte.

Deimos.

Superfície de Marte, capturada pela câmera do rover Perseverance Mars, 2021.

Pôr do sol em Marte, capturado pela sonda InSight da NASA, 2019.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Planetas gasosos do Sistema Solar

De forma similar ao tópico anterior, o trabalho com a habilidade EF09CI14 é continuado, ao discorrer sobre características dos planetas gasosos que compõem o Sistema Solar.

Chamar a atenção dos estudantes para o fato de que, apesar de receberem o nome de planetas gasosos, eles não são completamente compostos de gases. Destacar que apresentam um núcleo rochoso, que representa uma pequena fração do volume total dos planetas.

Júpiter

Ao comentar sobre Júpiter, acrescentar que o planeta é composto principalmente por gás hidrogênio e gás hélio. Destacar que esse planeta possui um papel importante na estabilidade do Sistema Solar, como mostrado no trecho a seguir.

[...] De acordo com as teorias atuais, a formação de planetas com a massa de Júpiter desempenha um papel importante na arquitetura de sistemas planetários. A existência de um planeta com a mesma massa e numa órbita semelhante à de Júpiter em torno de uma estrela do tipo do Sol abre a possibilidade de que o sistema planetário em torno dessa estrela seja semelhante ao nosso próprio Sistema Solar. [...] [...]

[...] a arquitetura do Sistema Solar, tão propícia ao desenvolvimento de vida, foi possível graças à presença de Júpiter e da sua influência gravitacional exercida no Sistema Solar durante a fase da sua formação. [...]

GRUPO liderado por astrônomo do IAG descobre gêmeo de Júpiter em torno de gêmea do Sol. Universidade de São Paulo. São Paulo, 15 jul. 2015. Disponível em: https://www5.usp.br/noticias/pesquisa-noti cias/grupo-liderado-por-astronomo-do-iag -descobre-gemeo-de-jupiter-em-torno-de -gemea-do-sol/. Acesso em: 26 jun. 2022.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Planetas gasosos do Sistema Solar

Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são planetas do Sistema Solar chamados gasosos ou jovianos. Os planetas gasosos localizam-se mais afastados do Sol, após o cinturão de asteroides. São maiores do que os planetas rochosos, apresentam atmosferas densas em gases, grande número de satélites naturais e anéis.

Hidrogênio metálico

Núcleo (rocha e gelo)

Hidrogênio metálico

Núcleo (rocha e gelo)

Hidrogênio e hélio gasosos

Hidrogênio e hélio gasosos

Representação da estrutura interna de Júpiter. Representação da estrutura interna de Saturno.

Água, amônia e metano

Núcleo (rocha e gelo)

Hidrogênio e hélio, além de gás metano (CH4)

Água, amônia e metano

Núcleo (rocha e gelo)

Hidrogênio e hélio, além de gás metano (CH4)

Representação da estrutura interna de Urano. Representação da estrutura interna de Netuno.

Elaborado com base em: PLANETS. Nasa Science: Solar System Exploration. Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://solarsystem.nasa.gov/planets/overview/. Acesso em: 12 maio 2022.

Representação da estrutura interna dos planetas gasosos do Sistema Solar, mostrando um núcleo sólido e as camadas gasosas que os envolvem.

NASA/JPL/UNIVERSITYOFARIZONA

Júpiter

Júpiter situa-se logo após o cinturão de asteroides. É o maior planeta do Sistema Solar, está localizado a 5,2 UA do Sol e seu volume é 1 321 vezes maior do que o da Terra.

Em consequência de sua distância do Sol, a temperatura média estimada nesse planeta é de 173 °C, porém a observada é em torno de 113 °C, sugerindo haver uma fonte de calor própria.

Júpiter.

Verificar se os estudantes percebem um pequeno ponto preto circular sobre a superfície de Júpiter na imagem do planeta. Comentar que a imagem é uma composição de quatro imagens feita pela nave espacial Cassini em 2020, e a sombra retratada é de uma das luas de Júpiter, Europa.

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Júpiter leva cerca de 11,9 anos terrestres para completar uma volta em torno do Sol, porém a volta em torno de seu próprio eixo tem duração de apenas 9 horas e 54 minutos. Essa rápida rotação é o que comprime os gases e aumenta o atrito entre suas moléculas, fenômeno que libera calor ao planeta.

Júpiter possui 79 satélites naturais conhecidos.

Saturno

Saturno é o sexto planeta no Sistema Solar em relação ao Sol e o segundo maior planeta do Sistema Solar, com volume aproximadamente 763 vezes maior do que o da Terra. Ele está a 9,5 UA do Sol e tem temperatura média de 139 °C. O período de translação de Saturno é de cerca de 29,5 anos terrestres e seu período de rotação, de apenas 10 horas e 39 minutos.

Uma das características marcantes de Saturno, mas não exclusiva, são seus anéis, formados por fragmentos de gelo e rocha que giram ao redor do planeta. Saturno apresenta 82 satélites naturais, sendo os mais conhecidos Enceladus e Titã.

Urano

Enceladus (à esquerda) com Titã ao fundo (à direita), duas das luas de Saturno.

Urano está a 19,8 UA do Sol. Seu volume é aproximadamente 63 vezes maior do que o terrestre. Seu período de translação é de aproximadamente 84 anos terrestres e seu período de rotação, de 17 horas e 15 minutos. A temperatura média na sua superfície é de 193 °C. Urano possui 27 satélites naturais conhecidos.

Saturno

Ao comentar sobre os anéis de Saturno, explicar que eles são constituídos por partículas de diferentes tamanhos (comparados a um grão de poeira até a uma montanha), formadas por gelo e rocha revestidos por outros materiais. Visivelmente, é possível distinguir sete anéis, que se estendem até cerca de 282 000 km do planeta. A velocidade com que cada anel orbita o planeta é distinta. Se desejar, recomendar que os estudantes observem imagens dos anéis de Saturno acessando o link disponibilizado no #FICA A DICA, Estudante Comentar que Júpiter, Netuno e Urano possuem estruturas semelhantes, na forma de anéis, mas são tão tênues que passam praticamente despercebidas. Com relação às luas de Saturno, é importante destacar que, no momento de produção deste material, existiam 53 luas confirmadas e 29 luas prováveis. Se possível, realizar uma pesquisa para verificar novamente esses números quando o assunto for trabalhado em sala de aula.

Urano

#FICA A DICA, Estudante

Para ver imagens dos anéis de Saturno feitas pela sonda Cassini, acessar o link a seguir:

• SATURN. Solar System exploration. Washington, D.C., [2019?]. Disponível em: https://solarsystem. nasa.gov/missions/cassini/galleries/images/?pa ge=0&per_page=25&order=created_at+desc& search=&tags=cassini%3Asaturn%3Arings&con dition_1=1%3Ais_in_resource_list&category=51. Acesso em: 26 jun. 2022.

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Apresentar aos estudantes que Urano foi descoberto em 1781 pelo astrônomo alemão William Herschel (1738-1822). Herschel inicialmente pensou que se tratava de um cometa, mas, com mais observações, concluiu que era um planeta. A conclusão também se deveu às contribuições do astrônomo alemão Johann Elert Bode (1747-1826). Se desejar, utilizar esse contexto para destacar o papel da colaboração na Ciência, importante para o aprimoramento dos conhecimentos científicos. Comentar que, ao contrário dos outros planetas do Sistema Solar, Urano possui um eixo de rotação inclinado aproximadamente 98° em relação a sua órbita ao redor do Sol. Esse fenômeno teria decorrido da colisão entre o planeta e outro corpo celeste do tamanho da Terra em tempos remotos.

Saturno.

Os maiores satélites naturais de Júpiter foram descobertos por Galileu Galilei, em 1610.

DIEGO BARUCCO/SHUTTERSTOCK.COM

Ganimedes Calisto

Urano.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Netuno

Expor o contexto histórico em que Netuno foi descoberto. No século XIX, todas as órbitas dos planetas do Sistema Solar, com exceção de Netuno, eram bem conhecidas. No entanto, alguns dos cálculos realizados na época não conseguiam prever com exatidão o movimento de Urano. Dois astrônomos, o britânico John Couch Adams (1819-1892) e o francês Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811-1877), propuseram que essas anomalias no movimento desse planeta estavam associadas à presença de outro planeta ainda não descoberto. Baseando-se nas informações de Le Verrier, o astrônomo alemão

Johann Gottfried Galle (18121910) foi o primeiro a observar Netuno, em 1846, com uma posição apenas 1° distante da inicialmente prevista por Le Verrier. Utilizar esse contexto para, mais uma vez, destacar a importância da coletividade na Ciência. Sol

Ao apresentar as características do Sol, explicar que ele é a estrela em torno da qual todos os planetas do Sistema Solar orbitam. Por sua vez, o Sol também orbita ao redor do centro da galáxia na qual estamos presentes. Esse movimento ocorre com a velocidade de 250 quilômetros por segundo e é acompanhado por todos os planetas do Sistema Solar. O Sol também apresenta um movimento de rotação ao redor do seu próprio eixo, mas, ao contrário de planetas rochosos, como a Terra, essa rotação não é igual para todas as regiões dessa estrela, sendo mais rápida no equador e mais lenta nos polos.

Comentar que, no núcleo do Sol, ocorrem as reações de fusão nuclear responsáveis por gerar a luz e o calor que essa estrela emite, fenômeno que será explorado na seção O assunto é... desta Unidade.

Netuno

Netuno está a 30,1 UA do Sol. É o quarto maior planeta do Sistema Solar, com volume cerca de 57 vezes maior do que o terrestre. Seu período de translação é de aproximadamente 165 anos terrestres e seu período de rotação, de 16 horas e 6 minutos terrestres. A temperatura média da superfície de Netuno é de cerca de 214 °C. São conhecidos 14 satélites naturais orbitando esse planeta.

Sol

O Sol é composto, em sua maior parte, dos elementos hélio (He) e hidrogênio (H), que totalizam 99,8% de sua massa total. Tem aproximadamente 1 400 000 km de diâmetro – cerca de 109 vezes o terrestre – e volume 1 304 000 vezes maior do que o da Terra. Sua temperatura varia de cerca de 5 800 °C na superfície a cerca de 15 milhões de graus Celsius no núcleo.

Ciclo evolutivo do Sol

As estrelas nascem, transformam-se e morrem. Isso significa que, daqui a alguns bilhões de anos, o Sol terá seu brilho apagado. Vamos estudar como pode ocorrer a evolução de uma estrela, tomando o Sol como exemplo, e o que pode acontecer com a Terra nesse processo. As estrelas geralmente nascem em regiões do Universo com gás e nuvens de poeira. Durante bilhões de anos, essas nuvens se contraem e se tornam mais densas até formarem uma estrela.

Segundo estudos, o Sol nasceu há 4,6 bilhões de anos. Como toda estrela, ele vai passar 90% de seu tempo transformando o hidrogênio de seu núcleo em hélio, por meio de reações que liberam grande quantidade de energia. Quando não tiver mais hidrogênio no núcleo, a estrela entrará em sua fase final. Segundo estimativas, isso vai acontecer com o Sol quando ele atingir aproximadamente 11 bilhões de anos.

Sol.

Ciclo evolutivo do Sol

O estudo do ciclo evolutivo do Sol está associado com a habilidade EF09CI17

Questionar o que os estudantes entendem como o ciclo de vida de uma estrela, como o Sol. É possível que eles associem ao ciclo de vida de um ser vivo, com nascimento, desenvolvimento e morte. Explicar que essas fases também acontecem com o Sol, mas o processo é muito lento (leva alguns bilhões de anos).

NASA/JPL

Netuno.

NASA/GSFC/SDO

Nesse estágio, o núcleo do Sol não terá mais condições de suportar a massa das camadas externas e vai colapsar, aumentar sua temperatura e queimar o hidrogênio das camadas externas. Nessas condições, o Sol vai se expandir e se tornar 200 vezes maior e 2 000 vezes mais luminoso e mais frio, transformando-se em uma gigante vermelha

Um pouco antes de esse evento acontecer, a Terra e os outros planetas do Sistema Solar vão sofrer diversas consequências. Assim, conforme o Sol aumenta de tamanho, a temperatura média da superfície da Terra aumentará, fazendo toda a água existente evaporar. Com isso, o planeta se tornará um gigantesco deserto sem vida. No céu, o Sol apare cerá como uma enorme bola laranja. Quando o Sol for uma gigante vermelha, as rochas podem derreter e a superfície da Terra, virar um mar de lava. No céu, o Sol aparecerá como uma enorme bola vermelha.

Apesar de o Sol se tornar maior, sua massa vai reduzir, assim como a força da gravidade que prende os planetas em suas órbitas. Isso pode fazer que a Terra escape de sua órbita atual e se afaste do Sol.

Ao final da fase de gigante vermelha, o Sol perderá muita massa para o Universo e suas camadas externas vão se espalhar, formando uma nebulosa planetária. Após 100 000 anos dessa fase, o Sol se transformará em uma pequena e quente estrela anã branca, aproximadamente do tamanho da Terra. Sem a pro dução de energia, gradativamente, essa anã branca esfriará e se transformará em uma anã negra

colapsar: passar por um estado de desmoronamento, arruinar-se.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Se considerar adequado, é possível mencionar aos estudantes que o ciclo de vida apresentado no livro é similar para as estrelas que possuem massa até 8 vezes maior que o Sol. No entanto, o ciclo de vida estelar para estrelas cuja massa mais de 8 vezes superior à do Sol é distinto. Essas estrelas, denominadas estrelas massivas, também transformam hidrogênio em hélio durante boa parte de seu ciclo evolutivo, formando outros elementos químicos mais leves. Ao final desse processo, a estrela se torna uma supergigante. Devido à sua grande massa, ao final de sua vida, ocorre uma explosão e a produção de grande quantidade de energia, assim, a supergigante se torna uma supernova. Nesse processo, elementos químicos mais pesados são formados e se espalham pelo Universo. Dependendo da sua massa inicial, a supernova pode se tornar uma estrela de nêutrons ou um buraco negro.

Para saber mais sobre o assunto, há um material indicado no #FICA A DICA, Professor

Esquema do ciclo de vida do Sol.

O ciclo apresentado ocorre para estrelas com dimensões similares às do Sol. O ciclo de vida de estrelas com massa no mínimo oito vezes maior do que a do Sol pode terminar em uma grande explosão. Nesse processo, a estrela é chamada supernova e a nuvem de gás quente formada após a explosão é chamada nebulosa

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#FICA A DICA, Professor

O link a seguir traz mais informações sobre o ciclo de vida de estrelas de massa similar à do Sol e de estrelas massivas:

• OLIVEIRA FILHO, Kepler de S.; SARAIVA, Maria de Fátima O. Evolução final das estrelas. Departamento de Astronomia do Instituto de Física da UFRGS. Porto Alegre, 12 maio 2007. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/explores trelas.htm. Acesso em: 26 jun. 2022.

Exemplo de nebulosa planetária.

Agora

Elaborado com base em: ALL About the Sun. Nasa Science Space Place. Washington, D.C., 1 set. 2021. Disponível em: https://spaceplace.nasa.gov/all-about-the-sun/en/. Acesso em: 13 maio 2022.

MARUSYA CHAIKA/SHUTTERSTOCK.COM

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO.

Em bilhões de anos (aproximadamente) Aquecimento

gradual

Gigante vermelha Anã branca

Nebulosa planetária

229

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Localização do Sistema Solar

A apresentação da localização do Sistema Solar na Via Láctea e no Universo complementa o trabalho com a habilidade EF09CI14

Sobre o Universo observável, esclarecer aos estudantes que nós só conseguimos observar as estrelas cuja luz chegou até a Terra. É possível estimar que recebemos a luz de estrelas que estão no máximo a 46 bilhões de anos-luz, um número maior que a idade do Universo, porque este está se expandindo. O que está além do Universo observável ainda é incerto.

Uma forma alternativa para trabalhar assuntos relativos ao campo da Astronomia é utilizando modelos didáticos. Os modelos podem enriquecer o processo de aprendizagem dos estudantes, ao oportunizar o desenvolvimento de habilidades manuais e cognitivas. Quando construídos em grupo, incentivam, ainda, o exercício do diálogo, da colaboração e da divisão de tarefas. Se desejar, há uma sugestão de atividade com modelos para ser realizada pelos estudantes no Ampliando. Essa atividade pode ser realizada após o trabalho com o tópico estudado.

Localização do Sistema Solar

Se alguém nos perguntasse o endereço de nossa casa no planeta Terra, facilmente indicaríamos o continente, o país, o estado, a cidade, a rua e o número de nossa casa. Mas e se alguém lhe perguntasse onde é seu endereço no Universo observável? Você saberia responder? O esquema a seguir vai ajudar nessa resposta. Ele mostra como o Universo está estruturado.

Elaborado com base em: COMINS, Neil F.; KAUFMANN III, William J. Descobrindo o universo 8. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. p. 480-482.

Esquema localizando o planeta Terra no Universo observável.

O Universo observável é formado por superaglomerados de galáxias. Cada superaglomerado é formado por aglomerados de galáxias. Por exemplo, a Via Láctea, galáxia na qual se encontra o Sistema Solar, está agrupada com outras 20 galáxias. Cada galáxia pode ser formada de milhões, bilhões ou trilhões de estrelas e ter formatos diferentes umas das outras.

A galáxia em que vivemos é a Via Láctea. Seu formato assemelha-se a um disco espiral e ela tem entre 200 e 400 bilhões de estrelas. Uma delas é o Sol, estrela do Sistema Solar onde se localiza a Terra, planeta onde vivemos.

AMPLIANDO

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Solicitar aos estudantes que construam modelos didáticos que representem a estrutura do Sistema Solar e sua localização no Universo. Para tanto, dividir a turma em grupos de seis a oito membros e orientar cada grupo a construir ambos os modelos. Instruir os grupos a se subdividir em duplas para a realização das tarefas necessárias à construção do modelo (como organização de um cronograma, pesquisas com informações complementares do assunto, listagem e

obtenção de materiais, construção do modelo, apresentação à turma e outras). Para os materiais, pedir para que priorizem materiais recicláveis ou que já possuem em casa, incentivando seu reúso.

Verificar a possibilidade de reservar uma aula do cronograma para que os grupos apresentem os modelos construídos à turma. A partir de suas apresentações, é possível avaliá-los quando à habilidade EF09CI14, que poderá ser mobilizada ao longo da atividade.

MURATART/SHUTTERSTOCK.COM

Aglomerado de galáxias

Galáxia (Via Láctea)

Superaglomerado de galáxias

Outros planetas do Universo

No dia 6 de março de 2009, a sonda Kepler foi enviada ao espaço com o objetivo de descobrir outros planetas que possam sustentar vida. Essa sonda, que já foi desativada, ajudou a identificar, até o dia 13 de abril de 2022, 5 009 planetas que orbitam outras estrelas e mais 8 738 possíveis candidatos, que ainda estavam em estudo. Planetas que orbitam outras estrelas, que não o Sol, são chamados exoplanetas Apesar de o número de exoplanetas confirmados ser amplo, poucos parecem ter características que possibilitariam a existência de vida como a conhecemos.

Estranhos

novos mundos

De forma geral, os exoplanetas apresentam características bem distintas da Terra.

Kepler-16b

Foi um dos primeiros exoplanetas descobertos pela sonda Kepler. Este planeta orbita duas estrelas, mais frias do que o nosso Sol; assim, teria dois pores do sol. Entretanto, não é um planeta que tenha condições de receber vida da forma como a conhecemos, pois ele provavelmente é frio e parcialmente composto de rochas.

Concepção artística do exoplaneta Kepler-16b.

55

Cancri e

Um lado do planeta apresenta temperaturas extremas, maiores do que 2 400 °C, provavelmente por causa de fluxos de lava. O outro lado do planeta, cuja face não se volta para sua estrela, tem temperatura próxima a 760 °C.

Concepção artística do exoplaneta 55 Cancri e.

Kepler-452b

Foi o primeiro planeta descoberto com tamanho mais próximo ao da Terra, rochoso, e que orbita uma estrela com dimensões e temperatura similares às do Sol. Apresenta condições que indicam a possibilidade de abrigar vida.

Concepção artística do exoplaneta Kepler-452b.

3 Considerando seus conhecimentos atuais, que fatores são necessários para um planeta sustentar vida como a conhecemos?

Resposta pessoal. Professor, não se espera que os estudantes respondam indicando corretamente os fatores, mas que os associem a conhecimentos que têm sobre a Terra (é um planeta rochoso, tem água no estado líquido, tem atmosfera etc.). 231

#FICA A DICA, Professor

O link a seguir traz dados e informações atualizadas sobre os exoplanetas.

• EXOPLANET EXPLORATION: PLANETS BEYOND OUR SOLAR SYSTEM. Washington, D.C., [2019?].

Site. Disponível em: https://exoplanets.nasa.gov/. Acesso em: 26 jun. 2022.

Comentários sobre a atividade

3. Essa atividade explora as características que um planeta deve possuir para sustentar a vida. Perguntar o que é importante para a existência de vida na Terra e explorar a ideia de que outros planetas precisam apresentar as mesmas características. Esse assunto será trabalhado na Unidade 8.

Outros planetas do Universo

Se possível, verificar previamente o número de exoplanetas confirmados pela Nasa durante o planejamento da aula referente a esse assunto, uma vez que é possível que o número tenha aumentado desde a produção deste material. Para isso, acessar o site disponibilizado no #FICA A DICA, Professor. No site, você irá encontrar o número de exoplanetas confirmados (“confirmed”), o número de possíveis candidatos a exoplanetas (“Nasa candidates”) e o número de sistemas planetários descobertos (“planetary systems”). Ao clicar em expandir (“click to expand”), aparecerão diversas informações relativas às descobertas desses exoplanetas, como uma classificação conforme os tipos deles e os métodos utilizados. Como as informações estão em inglês, se necessário, verificar a possibilidade de o docente de Língua Inglesa auxiliar na tradução das informações, contribuindo com seus estudos complementares sobre o assunto.

IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

D3-CIE-F2-2104-V9-U7-LA-G24.indd 231

ATIVIDADES

As atividades 1, 2 e 4 oportunizam a mobilização da habilidade EF09CI14. Já a atividade 3 oportuniza a mobilização da habilidade EF09CI17

1. b) Os asteroides são blocos de rocha que orbitam o Sol. Muitos se encontram reunidos no cinturão de asteroides (I). Os cometas são corpos de massa pequena, recobertos por gelo e rocha que, ao passar próximos do Sol, refletem a luz solar e brilham, aquecem-se e liberam poeira e gases na forma de uma cauda típica (II). Planetas são astros que orbitam ao redor de uma estrela central, com formato aproximadamente esférico e massa elevada, que dominam sua órbita (III). Planetas-anões são astros celestes menores que os planetas, de forma aproximadamente esférica e que podem encontrar outros astros de tamanho similar em sua órbita (IV).

3. Ao mencionar a sonda SOHO, se desejar, é possível mostrar aos estudantes algumas imagens por ela captadas utilizando o link presente no #FICA A DICA, Professor. Ao comentar sobre a sonda Solar Orbiter, mencionar que ela é um dos objetos construídos pelos seres humanos com maior velocidade alcançada. Em alguns pontos de seu trajeto, a sonda já alcançou mais de 500 000 km/h.

a) Espera-se que os estudantes associem que, sendo o planeta Terra diretamente influenciado pelo Sol, seu estudo auxilia a compreensão de sua ação sobre a Terra. Além disso, o estudo do Sol possibilita compreender um pouco mais o Universo e as outras estrelas.

b) As estrelas geralmente nascem em regiões do Universo que têm gás e nuvens de poeira.

Asteroide Ida anéis planeta satélites Saturno planeta-anão Plutão

Ison cauda pequeno corpo

Durante bilhões de anos, essas nuvens se contraem e se tornam mais densas até formar uma estrela.

c) No fim do ciclo de vida do Sol, o esgotamento do hidrogênio no núcleo dessa estrela terá provocado um colapso das camadas externas, o que aumentará sua temperatura e queimará o hidrogênio restante. O Sol se tornará uma gigan-

a) Monte uma legenda para cada fotografia utilizando, ao menos, dois dos termos do quadro para cada imagem.

b) Defina com suas palavras os corpos celestes apresentados nas fotografias I, II, III e IV

2. Leia as características a seguir e relacione-as com os planetas aos quais pertencem.

I. Rochoso; atmosfera com gases de efeito estufa; presença de água em abundância no estado líquido.

II. Gasoso; localiza-se logo após o cinturão de asteroides; rotação rápida que ocasiona liberação de calor próprio.

III. Rochoso; solo com presença de minerais de ferro; dia terrestre com 24 horas e 37 minutos.

IV. Gasoso; quarto maior planeta do Sistema Solar; 14 satélites naturais orbitam ao seu redor; temperatura média de cerca de 214 °C.

V. Rochoso; segundo planeta do Sistema Solar em relação à distância do Sol; apresenta superfície inóspita; atmosfera com gases de efeito estufa.

VI. Gasoso; encontra-se a 19,8 UA de distância do Sol; realiza uma volta completa ao redor do Sol a cada 84 anos.

VII. Rochoso; menor planeta do Sistema Solar; temperaturas variáveis de 180 °C a 430 °C.

VIII. Gasoso; segundo maior planeta do Sistema Solar; presença de anéis característicos orbitando em sua região equatorial.

a) Mercúrio.

b) Vênus.

c) Terra.

d) Marte.

e) Júpiter.

f) Saturno.

g) Urano.

h) Netuno.

te vermelha, 200 vezes maior e 2 000 vezes mais luminoso; no entanto, mais frio que atualmente. O aumento do tamanho do Sol elevará a temperatura na Terra, e toda a água existente nela evaporará, as rochas podem derreter, e a superfície do planeta, virar um mar de lava. Ao final, o Sol perderá muita massa, tornando-se uma nebulosa planetária e, após essa fase, uma anã branca, que se esfriará até se tornar uma anã negra.

1. Observe as imagens a seguir. I.

II.

III.

IV.

Cometa

NASA/JPL

NASA/MSFC/MEO/CAMERON MCCARTY

TRISTAN3D/SHUTTERSTOCK.COM

NASA/JHUAPL/SWRI

1. a) Sugestões de legendas: I. Asteroide Ida, um pequeno corpo. II. Cometa Ison, um pequeno corpo. III. Planeta Saturno e seus anéis. IV. O planeta-anão Plutão.

Resposta nas Orientações para o professor

4. c) A poluição luminosa impossibilita a visualização das estrelas, da Via Láctea e de outros astros, além de prejudicar a saúde humana e alterar os hábitos noturnos dos animais, por exemplo.

3. Em 2 de dezembro de 1995, a sonda SOHO (Observatório Solar e Heliosférico) foi lançada ao espaço com o objetivo de estudar a estrutura interna do Sol e sua atmosfera. Em 2020, outra sonda, a Solar Orbiter, foi lançada para estudar mais de perto o Sol, capturando imagens das regiões polares dele, nunca antes vistas pela humanidade.

a) Qual é a importância de se estudar o Sol?

b) Descreva como nasce uma estrela.

c) Descreva o que acontecerá com o Sol e com a Terra no fim da vida dessa estrela.

Respostas nas Orientações para o professor

4. A Via Láctea, cujo nome significa caminho de leite pela associação com sua aparência, pode ser observada no céu. Entretanto, por causa da poluição luminosa ocasionada por diversas fontes de iluminação artificial presentes nas cidades (como faróis de carros, postes de iluminação e semáforos), boa parte da população mundial não consegue observar a Via Láctea do local onde reside. Além de comprometer a observação do céu noturno, a poluição luminosa pode prejudicar a saúde humana e interferir nos hábitos noturnos de alguns animais.

Considerando as informações do texto, responda às questões a seguir.

a) O que é a Via Láctea?

b) Monte um esquema no caderno que apresente a estrutura do Universo e indique a localização da Via Láctea.

c) Quais são as consequências da poluição luminosa?

4. b) Resposta pessoal.

d) Na região em que você reside, é fácil ou difícil observar a Via Láctea? Por quê? Converse com os colegas sobre o assunto.

Resposta pessoal.

4. a) A Via Láctea é a galáxia em que vivemos.

5. Os dados a seguir apresentam uma comparação entre os valores das distâncias dos planetas ao Sol, em unidades astronômicas, determinados por Nicolau Copérnico e valores considerados atualmente.

5. b) Sim, pois as medidas são muito próximas às atuais.

Comparação entre os valores das distâncias dos planetas ao Sol (UA)

Fonte dos dados: SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira; OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; MÜLLER, Alexei Machado. Aula 5: movimento dos planetas: o modelo heliocêntrico de Copérnico. Porto Alegre: UFRGS, [2019?]. Disponível em: http://www.if.ufrgs. br/fis02001/aulas/Aula5-122.pdf. Acesso em: 13 maio 2022.

a) O que é uma unidade astronômica?

b) O modelo geocêntrico tornava a explicação de alguns movimentos observados no céu bastante complicada. No século XVI, Nicolau Copérnico desenvolveu o modelo heliocêntrico. Ele teve sucesso ao realizar as medidas das distâncias com esse modelo? Compare as medidas atuais (feitas a partir desse modelo) com as de Copérnico para responder a essa questão.

5. a) É uma unidade de medida criada pelos astrônomos para facilitar os cálculos por causa das grandes distâncias do Sistema Solar e do Universo. Equivale à distância da Terra ao Sol, medindo cerca de 150 000 000 km.

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4. Essa atividade oportuniza o desenvolvimento da competência geral 4, ao possibilitar que os estudantes se utilizem outras formas de linguagem para ilustrar a localização da Via Láctea no Universo.

b) Os estudantes podem usar como modelo para localização da Via Láctea o esquema da página 230.

d) Orientar aos estudantes a conversar sobre locais próximos à escola que sejam potenciais observatórios naturais das estrelas. Discutir quais são as características desses locais. Caso o município em que a escola se encontra possua um observatório astronômico aberto ao público, procurar organizar uma visita com os estudantes.

5. Explicar que os dados apresentados nesta atividade não incluem Urano e Netuno, pois esses planetas só foram descobertos mais de 200 anos depois que Copérnico fez suas observações.

19/07/22 21:33

O

captadas pela sonda SOHO.

• SOHO: solar and heliospheric observatory. Nasa Washington, D.C., 27 jul. 2020. Disponível em: https://soho.nascom.nasa.gov/data/realtime/realti me-update-1600.html. Acesso em: 26 jun. 2022.

#FICA A DICA, Professor

link a seguir apresenta imagens

Via Láctea vista no céu na Chapada dos Veadeiros, em Alto Paraíso de Goiás (GO), 2019.

INTEGRANDO COM MATEMÁTICA

Verificar a possibilidade de realizar uma aula conjunta com o docente de Matemática. Solicitar que ele explique a conversão feita entre quilômetros (km) e unidade astronômica (UA), ressaltando a importância do uso desta última em estudos astronômicos.

Antes de iniciar o trabalho com a seção, solicitar que os estudantes estimem o comprimento da sala de aula em diferentes unidades de medidas. Como sugestão, eles podem fazer essa estimativa em metro, milímetro, palmo, passo ou quantidade de lápis. Orientá-los a observar que a mesma medida pode ser feita com várias unidades. Entretanto, a utilização da escala de grandeza adequada (por exemplo, metro em vez de milímetro) facilita a mensuração e a disseminação dos dados. Além disso, o uso de unidades de medida que não variam entre pessoas (por exemplo, o tamanho da passada de cada estudante pode ser diferente) diminui o erro da medição. Depois dessa dinâmica inicial, fazer a leitura da seção e realizar as atividades com os estudantes.

Comentários sobre as atividades

As atividades 1 e 2 requerem que os estudantes trabalhem com unidades de medida utilizadas em estudos astronômicos. Ao oportunizar o uso da linguagem matemática em sua resolução, é possível desenvolver a competência geral 4

Ao realizar essas atividades, procurar destacar que as medidas citadas são médias e aproximações. Citar, por exemplo, que a distância média entre a Terra e o Sol é, mais precisamente, 149 597 870 km, sendo esta a Unidade Astronômica. Como a órbita da Terra é elíptica, essa distância varia ao longo do ano entre 0,9833 UA e 1,0176 UA.

INTEGRANDOMATEMÁTICA com

Viagens interplanetárias

Em 1977, as sondas idênticas, Voyager 1 e Voyager 2 foram lançadas ao espaço com o objetivo de estudar Júpiter e seus satélites naturais, além de Saturno, seus satélites naturais e seus anéis. O projeto das sondas foi tão bem-sucedido que, além desses planetas, conseguiram estudar Urano e Netunoe, até hoje, viajam no espaço coletando mais informações, incluindo o espaço fora do Sistema Solar. Observe a seguir o percurso de cada sonda.

Sol Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager 1 Posição dos planetas durante o trajeto da Voyager 2 Trajeto da Voyager 1 Trajeto da Voyager 2

1 Lançamento – 5 setembro de 1977

2 Lançamento – 20 agosto de 1977

3 Júpiter – 5 março de 1979

4 Júpiter – 9 julho de 1979

5 Saturno – 12 novembro de 1980

6 Saturno – 25 agosto de 1981

7 Urano – 24 janeiro de 1986

8 Netuno – 25 agosto de 1989

Percursos das sondas Voyager 1 e Voyager 2 no espaço.

Fontes dos dados: A ONCE-in-a-Lifetime Alignment. Nasa: Jet Propulsion Laboratory. Washington, D. C., [2019?]. Disponível em: https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/timeline/#event-a-once-in-alifetime-alignment.

WILLIAMS, David R. Planetary Fact Sheet – Metric. Nasa Washington, D.C., 27 dez. 2021. Disponível em: https://nssdc. gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/. Acessos em: 13 maio 2022.

Planeta Distância do Sol

Mercúrio 58 milhões de km

Vênus 108 milhões de km

Terra 150 milhões de km

Marte 228 milhões de km

Júpiter 779 milhões de km

Saturno 1,4 bilhões de km

Urano 2,9 bilhões de km

Netuno 4,5 bilhões de km

Essa variação também ocorre no caso dos demais corpos celestes. Pelo mesmo motivo, a distância entre os planetas citados na atividade 2 também pode variar. Por exemplo, a distância entre os planetas Terra e Marte varia entre cerca de 55 000 000 km e 401 000 000 km. Se julgar necessário, pedir aos estudantes que transformem esses valores em Unidades Astronômicas.

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3. Espera-se que os estudantes compreendam que é muito mais fácil fazer os cálculos utilizando UA quando se trata das distâncias dentro do Sistema Solar. Entretanto, essa unidade de medida não é factível quando se trata de trabalhar com distâncias entre estrelas, por exemplo. Nesse caso, questionar sobre qual seria a melhor unidade de medida. Espera-se que eles reconheçam o ano-luz.

Sonda especial Voyager, em composição com uma imagem do Universo.

DOTTED ZEBRA/ALAMY/FOTOARENA

• Atividades

2. Terra e Marte: aproximadamente 0,5 UA. Marte e Netuno: aproximadamente 28,5 UA. Mercúrio e Vênus: aproximadamente 0,3 UA.

1 As duas Voyager passaram bem próximo de alguns planetas antes de saírem do Sistema Solar. De acordo com o esquema apresentado, e lembrando que 1 UA corresponde à distância da Terra ao Sol, quais foram esses planetas e quais são suas distâncias aproximadas do Sol em UA?

2 Segundo o quadro, qual é a distância média, em UA, entre Terra e Marte, entre Marte e Netuno e entre Mercúrio e Vênus?

3 Converse com um colega sobre a importância de utilizar uma unidade de medida adequada às dimensões do que se está estudando. Escreva no caderno um pequeno texto com as principais ideias que vocês discutiram.

Resposta pessoal.

Considerando a escala proposta, as distâncias dos planetas em relação ao Sol seriam:

• Mercúrio: 580 milímetros (58 centímetros);

• Vênus: 1 080 milímetros (1 metro e 8 centímetros);

• Terra: 1 500 milímetros (1 metro e 50 centímetros);

• Marte: 2 280 milímetros (2 metros e 28 centímetros);

• Júpiter: 7 790 milímetros (7 metros e 79 centímetros);

• Saturno: 14 000 milímetros (14 metros);

Resposta nas Orientações para o professor

4 Forme um grupo com os colegas para criarem um modelo que represente em escala as distâncias dos planetas no Sistema Solar. Esse modelo deverá ser construído na escola e apresentado à comunidade com o objetivo de mostrar aos observadores as grandes distâncias que existem entre os componentes do Sistema Solar. Para a montagem do modelo, sigam estas orientações:

• A escala deve ser feita no chão e, sobre ela, devem ser colocadas as representações dos planetas.

• Na escala adotada, 1 milímetro deve representar 100 000 quilômetros (1 mm/100 000 km). Assim, será necessário que vocês calculem a distância dos planetas do Sistema Solar em relação ao Sol, conforme a escala proposta.

• Não há necessidade de que os tamanhos dos planetas obedeçam à mesma escala proposta para as distâncias, mas que exista uma proporção entre eles. Por exemplo, se o Sol for uma bola de tênis, torna-se inviável a representação de Mercúrio e de outros planetas.

1. Voyager 1 – Júpiter e Saturno; Voyager 2 – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Júpiter está a aproximadamente

• Urano: 29 000 milímetros (29 metros);

• Netuno: 45 000 milímetros (45 metros).

Na escala proposta, se fosse considerado também o diâmetro, o Sol seria uma pequena esfera com aproximadamente 14 mm de diâmetro, e a Terra, com aproximadamente 0,13 mm. Nesse caso, seria impraticável tentar representar a Terra, mas esse trabalho com escalas é importante para desenvolver a percepção nos estudantes sobre as grandezas envolvidas na Astronomia. Caso a escala proposta para a distância dos planetas no Sistema Solar seja inviável devido ao tamanho, alterar para 1 mm/200 000 km ou 1 mm/ 1 000 000 km.

Considerando esta última escala, as distâncias dos planetas em relação ao Sol seriam: Mercúrio: 58 milímetros (5,8 centímetros); Vênus: 108 milímetros (10,8 centímetros); Terra: 150 milímetros (15 centímetros);

Marte: 228 milímetros (22,8 centímetros); Júpiter: 779 milímetros (77,9 centímetros); Saturno: 1 400 milímetros (1,4 metros);

4. A elaboração de um modelo que representa as distâncias entre os planetas do Sistema Solar em escala oportuniza o desenvolvimento da competência geral 2 e da competência geral 4 Auxiliar os estudantes na realização dos cálculos. Basta fazer uma regra de três simples. Como exemplo, apresentaremos os cálculos para um planeta.

Mercúrio:

1 milímetro 100 000 km

x 58 000 000 km

X = 580 milímetros = 58 centímetros.

Urano: 2 900 milímetros (2,9 metros); Netuno: 4 500 milímetros (4,5 metros).

DANIEL BOGNI

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O ASSUNTO É...

Pedir aos estudantes que citem diferentes formas de produção de energia que a humanidade utiliza atualmente. Com base nas respostas, retomar as diferentes usinas geradoras de energia elétrica, como eólica, solar, hidrelétrica, termelétrica e termonuclear, estudadas em anos anteriores.

Depois, apresentar as informações a seguir, destacando como os diferentes processos citados podem gerar quantidades muito diferentes de energia. Ao longo dessa explicação, enfatizar que está sendo apresentado quanto tempo cada energia, liberada pelos diferentes processos, é capaz de manter uma lâmpada de 100 W acesa. Ou seja, quanto maior o tempo apresentado, maior será a energia gerada.

O ASSUNTO É...

As estrelas podem ser nosso futuro

Muitos dos corpos celestes que compõem o Universo, como as estrelas, apresentam dimensões enormes. O planeta Terra é muito pequeno se comparado ao Sol, que, por sua vez, é minúsculo se comparado a outras estrelas do Universo.

W.)

Água Queda-d’água de 50 m 5 s

Carvão Combustão 8 h

UO2 enriquecido Fissão em um reator 690 anos

235U Fissão total 3 x 104 anos

Deutério Fusão total 3 x 104 anos

Matéria e antimatéria Aniquilação total 3 x 104 anos

Elaborado com base em: HALLIDAY, David et al Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: LTC, 2012. v. 4, p. 237.

Apresentar também que só os três primeiros processos citados são utilizados atualmente e que os três últimos refletem um potencial energético teórico que dificilmente será atingido pela humanidade.

As estrelas são constituídas, em sua maior porção, pelos elementos químicos hidrogênio (H) e hélio (He), que também são os mais abundantes em todo o Universo.

O brilho e a energia das estrelas vêm da fusão termonuclear: os átomos de hidrogênio (H) se fundem para formar átomos de hélio (He) em uma sequência de reações químicas. Essa fusão só é possível por causa das condições de altíssimas temperatura e pressão presentes no núcleo das estrelas.

Representação comparando o tamanho de algumas estrelas, incluindo o Sol. Nela, as proporções foram mantidas.

Gráfico apresentando a abundância (% da massa total) dos principais componentes do Sol

Se julgar necessário, diferenciar a fissão em um reator da fissão total. No primeiro caso, a energia proveniente da fissão é utilizada para aquecer a água, a qual é utilizada para movimentar uma turbina, gerando, assim, energia elétrica. No segundo caso, é estimado o quanto de energia seria obtido se toda a energia da fissão fosse aproveitada.

D3-CIE-F2-2104-V9-U7-LA-G24.indd 236

Chamar a atenção para a quantidade de energia que pode ser obtida com a fusão nuclear e, em seguida, apresentar mais informações sobre como esse processo ocorre no Sol, conforme descrito na seção O Assunto é...

ENERGIA LIBERADA POR 1 KG DE MATÉRIA

ALEX SILVA IMAGENS FORA DE PROPORÇÃO. AS CORES NÃO SÃO REAIS.

Pollux

Arcturus

Sirius Sol

Fonte dos dados: NOSSO Sol. Instituto de Física da UFRGS. Porto Alegre, [2019?]. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/oei/stars/sol/sol. htm. Acesso em: 13 maio 2022.

A fusão termonuclear gera uma quantidade enorme de energia. Estima-se que, se o hidrogênio presente em 5 litros de água do mar sofresse fusão termonuclear, seria possível suprir toda a demanda de energia do Brasil por uma hora.

1 h

5 L de água

Elaborado com base em: FERRARI, David. Evento on-line explica a fusão nuclear, fonte segura e quase inesgotável de energia. Jornal da USP, São Paulo, 6 abr. 2021. Disponível em: https://jornal.usp.br/universidade/evento-on-line-explica-a-fusaonuclear-fonte -segura-e-quase-inesgotavel-de-energia/. Acesso em: 13 maio 2022.

Cientistas já conseguiram reproduzir a fusão termonuclear em pequena escala. Entretanto, novas tecnologias estão sendo desenvolvidas com o objetivo de se ter energia elétrica a partir da fusão termonuclear.

Professor, uma das dificuldades em realizar o processo de fusão termonuclear em larga escala está em conseguir atingir as altas temperaturas e pressões necessárias para a fusão.

• Atividades

1 Explique qual é a fonte de energia que mantém as estrelas durante bilhões de anos.

2 O processo de obtenção de energia utilizado nas usinas termonucleares é a fissão termonuclear. Forme um grupo com mais dois colegas e pesquisem qual é a principal diferença entre a fissão e a fusão termonuclear. Em seguida, comparem esses dois processos de obtenção de energia, citando as vantagens e as desvantagens de cada um. Exponham os resultados da pesquisa por meio de uma apresentação, que pode ser em mídia digital (vídeo ou slides), e compartilhem o material com a turma.

AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 7, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI14 e EF09CI17. Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

Comentários sobre as atividades

1. A fusão termonuclear. Na fusão termonuclear que acontece nas estrelas, os átomos de hidrogênio expostos a grandes pressões e temperaturas têm seus núcleos fundidos, formando o hélio em um processo que envolve várias reações químicas.

2. A diferença entre um processo e outro é que, na fusão termonuclear, ocorre a fusão

do núcleo entre dois átomos, formando um átomo mais pesado; já na fissão termonuclear, ocorre a quebra do núcleo de um átomo para a liberação de energia. Como sugestão de texto para pesquisa, As diferenças entre: fissão e fusão nuclear. Publicado por: Blog Divulgando Ciência: conectando pessoas ao conhecimento acadêmico. Disponível em: https:// www.ufrgs.br/divulgacaoda ciencia/2016/11/29/as-dife rencas-entre-fissao-e-fusao -nuclear/. Acesso em: 26 jun. 2022. A competência específica 4 e a competência geral 5 podem ser desenvolvidas com esta atividade. Se desejar, é possível introduzir uma discussão sobre os diversos impactos negativos que podem ser provocados por tecnologias relacionadas à fissão e à fusão nuclear, por exemplo, como fins bélicos. No caso, é possível citar a bomba atômica, que funciona com a fissão nuclear, ou seja, com a separação do núcleo de um elemento químico pesado, como o urânio ou o plutônio. Pode-se citar também a bomba de hidrogênio, que funciona com a união dos núcleos de formas alternativas do hidrogênio, chamadas isótopos, formando o elemento químico hélio (fusão nuclear). Essa reação é semelhante à observada no Sol e, para que ela aconteça, é necessária grande quantidade de energia. Por isso, a fusão dos núcleos em uma bomba de hidrogênio é iniciada com a detonação de uma pequena bomba atômica. Incentivar a reflexão dos estudantes sobre as implicações políticas e socioambientais da existência dessas armas. Também destacar a importância e os benefícios do uso do diálogo para a resolução de conflitos, reconhecendo, assim, que todas as pessoas do planeta fazem parte da mesma coletividade e promovendo, por fim, uma cultura de paz.

237

Representação comparando o tamanho da Terra e do Sol. Nela, as proporções foram mantidas.

Competências

Gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 9

Específicas: 1, 2, 3, 4, 5 e 6

Habilidades

• EF09CI15

• EF09CI16

Temas contemporâneos transversais

• Diversidade cultural

• Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

• Trabalho

• Ciência e Tecnologia

Há comentários sobre como as habilidades, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com esta Unidade na seção BNCC na prática da página LXXV deste Manual do professor

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ABERTURA DE UNIDADE

As páginas de abertura desta Unidade têm o objetivo de provocar questionamentos e reflexões para o levantamento dos conhecimentos prévios e das opiniões dos estudantes sobre os assuntos abordados na Unidade, iniciando o desenvolvimento da habilidade EF09CI16

Alguns anos atrás, o programa de ônibus espaciais da Nasa, que levava astronautas e satélites para o espaço, foi encerrado. Um novo programa está sendo desenvolvido e utilizará foguetes mais modernos e potentes do que os antigos. Atualmente, foguetes produzidos por outros países ou empresas privadas são utilizados para levar e trazer astronautas até a estação espacial.

Muitas destas empresas estão desenvolvendo foguetes reutilizáveis, que lançam materiais ao espaço e retornam, assim como espaçonaves projetadas para levar turistas para um tour no espaço.

ASTRONOMIA E SOCIEDADE

O Universo sempre fascinou a humanidade. Os astros e seus movimentos, incluindo os da Terra, levaram as sociedades humanas a criar diversos mitos e lendas, além de tentar compreender cientificamente o Universo.

Mesmo antes dos avanços tecnológicos que permitiram compreender parte da estrutura e do funcionamento do Universo, o ser humano utilizava os astros de maneira prática, para se localizar, demarcar a passagem do tempo, plantar e colher, entre outras tarefas.

Atualmente, o ser humano estuda o Universo na busca de respostas que possibilitem compreender melhor o desenvolvimento e a manutenção da vida aqui na Terra e, quem sabe, encontrar vida fora do nosso planeta.

Nesta Unidade, conheceremos algumas interpretações do Universo e as aplicações delas em atividades do cotidiano de diferentes culturas. Além disso, analisaremos os fatores que viabilizam a vida em nosso planeta e discutiremos a possibilidade da existência de vida em outros locais do Universo.

A Unidade irá abordar as relações entre as diversas culturas e a observação e a pesquisa sobre o espaço. O questionamento sobre a importância e a necessidade dos investimentos terá implicações durante o conteúdo, ao abordar o assunto Viagem ao espaço e a seção O Assunto é…, pois, ao discutir os spin-offs, é possível abordar a utilização de novos materiais e tecnologias desenvolvidos para as pesquisas e as viagens espaciais que passaram a fazer parte de nossa vida cotidiana, tais como o filtro de água, que elimina

bactérias, ou as lentes refletoras de raios ultravioleta e resistentes a arranhões, utilizadas em óculos. Se julgar pertinente, é possível trabalhar com estes assuntos de maneira antecipada, ao iniciar a Unidade. Independentemente da sequência adotada, retomar a resposta inicial dos estudantes sobre a importância de investimentos destinados à exploração espacial (atividade 2 da abertura) para que, a partir das novas informações e aprendizagens desenvolvidas posteriormente, possam reformulá-la.

Lançamento de um foguete espacial levando para a órbita da Terra o telescópio espacial James Webb, em Kourou, Guiana Francesa, 25 de dezembro de 2021.

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Comentários sobre as atividades

1 Alguns planetas no Universo têm características que favorecem o desenvolvimento da vida como a conhecemos. O que é preciso para que esse desenvolvimento aconteça? Converse com seus colegas.

semelhante, a fim de comparar as respostas nos diferentes momentos. Esta atividade contribui para o desenvolvimento da competência específica 4

2 Algumas pessoas acreditam que explorar o Universo pode auxiliar a resolver problemas que temos na Terra. Outras, que não se deveria gastar recursos para esta exploração, mas buscar soluções para os problemas do planeta em que vivemos. Como você se posiciona sobre esse assunto?

1. Espera-se que os estudantes considerem as características que possibilitam a existência de vida na Terra, como uma atmosfera que promova e mantenha temperaturas adequadas para a presença de água líquida e que proteja contra radiações. É importante destacar que utilizamos um parâmetro sobre a vida: aquela que se desenvolve aqui na Terra. Utilizar esses parâmetros para ampliar a discussão, de ma-

Resposta pessoal. Resposta pessoal.

3. A exploração espacial contribui para o estudo do Universo e, consequentemente, para a ampliação do conhecimento que temos a seu respeito. É bem provável que a opinião dos estudantes sobre esse assunto seja limitada a seus conhecimentos prévios. Por isso, é necessário auxiliá-los na identificação de potencialidades da exploração espacial, desde novos conhecimentos até a obtenção de recursos. Explicar, por exemplo, que, entre as profissões do futuro, está a de minerador espacial. Assim, ao abordar evoluções no mundo do trabalho, contribui para o desenvolvimento da competência geral 6. Por outro lado, pode-se questioná-los sobre os problemas que temos aqui na Terra de uma maneira geral, relacionados à manutenção do ambiente natural, à sociedade – como a superpopulação –, à produção de alimentos, entre outros, de modo que tenham argumentos para emitir suas opiniões.

neira que os estudantes estabeleçam comparação com outros fatores, como a distância de um planeta a uma estrela e o tamanho dessa estrela. Esta atividade contribui para o desenvolvimento das competências gerais 2 e 9 Durante a discussão, ficar atento para garantir que exista diálogo e incentivar o respeito às diversas opiniões existentes na sala de aula.

2. Anotar a opinião dos estudantes, para, ao final da Unidade, propor um questionamento

1. OS POVOS E OS ASTROS

Este tema contribui para o desenvolvimento da competência geral 1, da competência específica 1, da habilidade EF09CI15 e do tema contemporâneo transversal Diversidade cultural

Este assunto apresenta exemplos que se vinculam à etnociência, pois propõe o estudo dos diversos conhecimentos produzidos e utilizados pelos povos sobre os processos relacionados à observação e à interpretação das posições e dos movimentos dos astros no céu, buscando o entendimento do mundo natural. A partir dos exemplos apresentados, incentivar o respeito às diversas culturas e aos conhecimentos de diferentes regiões. Aproveitar a oportunidade para ressaltar as diferenças entre etnociência e pseudociência, conforme apresentado neste Manual do professor na página XXX.

As obras de arte presentes no início do Tema têm o objetivo de despertar a curiosidade dos estudantes a respeito do estudo do Universo, mostrando o fascínio que os corpos celestes despertaram e ainda despertam na humanidade por meio do exemplo de representações artísticas. Essa abordagem contempla a competência geral 3 Comentar com os estudantes que, utilizando programas astronômicos de computador que recriam a posição dos astros na data e na hora escolhidas, como o software chamado Stellarium, astrônomos conseguiram decifrar a data e o horário que o quadro A noite estrelada foi pintado: na madrugada do dia 23 de março de 1889.

AMPLIANDO

No detalhe, é possível ver uma parte da imagem ampliada.

1. A Lua e as estrelas. A Lua pertence ao Sistema Solar, já as estrelas representadas, que não incluem o Sol, estão fora do Sistema Solar.

2. Professor, espera-se que os estudantes identifiquem que a recriação foi feita com um mosaico de fotografias tiradas do espaço e que pode ter sido inspirada, portanto, no Universo.

OS POVOS E OS ASTROS

Observe com atenção as imagens a seguir.

Em conjunto com o professor da disciplina de Arte, pedir aos estudantes que façam uma pintura, um desenho ou uma colagem representando o céu e os corpos celestes à noite, em uma data e horário preestabelecidos. Organizar uma exposição dos trabalhos e pedir aos estudantes que comparem sua produção com os trabalhos dos colegas, discutindo as semelhanças e as diferenças. Caso o tempo não permita a observação do céu (se estiver nublado ou cho-

1 Que astros vemos no quadro original de Van Gogh? Esses astros pertencem ao Sistema Solar?

2 Como o artista Alex Parker recriou a obra de Van Gogh? No que ele pode ter se inspirado, além da obra A noite estrelada?

Como vimos na Unidade 7, o estudo dos astros se iniciou na Antiguidade. Esses estudos continuam nos dias de hoje, possibilitando novas descobertas.

vendo, pedir que utilizem o programa Stellarium para recriar o céu na cidade na data e no horário combinados. Esse programa se encontra disponível no link a seguir.

• STELLARIUM. [S. l.], [2019?]. Site. Disponível em: http://stellarium.org/pt/. Acesso em: 30 jun. 2022.

Para fazer a simulação sem baixar o programa, clicar em “Stellarium web”. O simulador irá abrir

mostrando o céu da região onde se encontra naquele momento. Se estiver no período diurno, para ver as estrelas, basta clicar no ícone “atmosphere”, e aparecerão todos os astros presentes no céu naquele instante, e que não podem ser vistos por causa da luz solar.

ALEX HARRISON PARKER/HUBBLE SPACE TELESCOPE

PARKER, Alex. [Recriação da obra “A noite estrelada”]. 2012. Elaborada a partir de uma montagem em computador usando diversas fotografias do Universo tiradas pelo telescópio espacial Hubble.

VAN GOGH, Vincent. A noite estrelada. 1889. Óleo sobre tela, 73,7 cm x 92,1 cm. Museu de Arte Moderna, Nova Iorque.

Quando falamos do Universo e dos astros, não podemos nos restringir somente aos aspectos científicos, como sua estrutura e sua composição. O fascínio pelos astros é naturalmente humano e pode ser evidenciado na cultura de diversos povos, em suas manifestações artísticas, suas crenças, seus costumes e sua mitologia. Isso fica evidente na clássica obra de Van Gogh mostrada anteriormente.

Além de admiração, os astros influenciaram, e ainda influenciam, a sociedade humana, fornecendo bases para o conhecimento das estações do ano, a determinação de épocas de plantio, entre outros aspectos. São esses aspectos que vamos estudar a partir de agora.

Marcação do tempo

O movimento do Sol no céu ao longo de um ano é um reflexo do movimento de translação da Terra. A periodicidade, associada a esse movimento, possibilitou a diversos povos fazer previsões relacionadas à duração do ano e às estações.

Em diversas regiões do mundo, existem monumentos que foram construídos há milhares de anos, relacionados à marcação do tempo, que são evidências de conhecimentos astronômicos de civilizações antigas. Um exemplo são os monumentos megalíticos ou megálitos, construídos com grandes rochas, encontrados no sítio arqueológico de Calçoene (AP). As estimativas de pesquisadores do Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá (Iepa) apontam que o sítio arqueológico tenha sido ocupado por indígenas amazônicos há pelo menos mil anos. A hipótese é a de que o local tenha tido relação com estudos astronômicos, visto que o posicionamento de um dos megálitos está alinhado à trajetória aparente do Sol no solstício de inverno, isto é, no dia em que tem início o inverno. Nessa região, o inverno marca a estação chuvosa.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Marcação do tempo

Ao iniciar o assunto, retomar com os estudantes os movimentos relativos da Terra, relembrando o movimento aparente do Sol e o movimento de translação, assuntos estudados em anos anteriores.

Comentar com os estudantes que essas grandes construções de pedra do período pré-histórico recebem o nome de construções megalíticas.

As mais antigas datam de, aproximadamente, 50 000 anos atrás. Em algumas dessas construções, existem gravações feitas nas pedras, que representam estrelas, como as Plêiades, as constelações Ursa Maior e Ursa Menor, entre outras.

Estudando os sítios megalíticos, como os de Callanish, na Escócia, o círculo de Stonehenge, na Inglaterra, e os alinhamentos de Carnac, na Bretanha, os astrônomos e arqueólogos concluíram que os alinhamentos e círculos serviam como referência a importantes pontos observados no

horizonte, como as posições do nascer e do pôr do Sol e da Lua ao longo do ano. Esses monumentos megalíticos são autênticos observatórios destinados à previsão de eclipses.

No Brasil, estrutura semelhante é encontrada no Amapá. Se desejar, suas características e história podem ser objeto de pesquisa por parte dos estudantes, relacionando os povos antigos da região à localização geográfica do sítio arqueológico de Calçoene (AP) e seus possíveis usos.

Explicar que medições sistemáticas realizadas nos últimos anos, sempre na data de 21 ou 22 de dezembro, que marca o solstício de inverno (Calçoene está acima da linha do equador), mostraram que um fino monólito dessa estrutura parece estar alinhado com a trajetória do Sol ao longo desse dia. No Hemisfério Sul, esse solstício ocorre próximo ao dia 21 de junho. Retomar, nesse momento, a inclinação do eixo de rotação da Terra, relembrando que o ângulo de incidência dos raios solares é diferente nos dois hemisférios e que isso, associado ao movimento de translação da Terra, determina as estações do ano (assunto estudado em anos anteriores).

Se julgar pertinente, realizar neste momento a atividade 3 da página 247 e comentar que, de forma semelhante ao que ocorre no monumento de Newgrange, na Irlanda, Calçoene também deve ter sido usado como cemitério, possuindo urnas funerárias feitas no estilo cerâmico aristé, marcado por desenhos vermelhos sob um fundo branco ou pontuado por gravuras feitas na argila ainda úmida.

Megálitos do Parque Arqueológico do Solstício, em Calçoene (AP), 2015. RICARDO AZOURY/PULSAR IMAGENS

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao comentar sobre a constelação de Órion, explicar aos estudantes que a Grécia se localiza no Hemisfério Norte. Assim, em um mesmo momento, no Hemisfério Sul, ocorre o contrário, ou seja, o aparecimento da constelação no início da noite indica a chegada do verão.

Explicar também que, na fotografia, as três estrelas alinhadas representam o cinturão de Órion e que a estrela avermelhada, na região superior esquerda da constelação, é Betelgeuse, uma estrela centenas de vezes maior do que o nosso Sol.

No link apresentado no #FICA

A DICA, Professor, são apresentadas informações sobre a constelação de Órion, incluindo o contexto mitológico que a envolve e a sua localização no céu.

Agricultura e caça

Comentar que o conhecimento da periodicidade dos períodos de chuva e de seca proporcionava maior eficiência no plantio e nas colheitas.

O estudo da Astronomia de grupos étnicos ou culturais contemporâneos, inclusive dos povos indígenas brasileiros, é chamado de etnoastronomia, assunto abordado no #FICA A DICA, Professor da página 213. Mencionar que fenômenos astronômicos que não podiam ser previstos, como os cometas e os eclipses, causavam bastante terror, sendo explicados por meio de mitos, conforme será abordado mais adiante na Unidade. Destacar, mais uma vez, a importância de se respeitarem e valorizarem as manifestações culturais de diferentes povos.

FICA A DICA

Você sabe a origem do nome “Três Marias”? Acesse o link a seguir para mais informações sobre estas estrelas. Disponível em: https:// www.ufmg.br/espa codoconhecimento/ tres-marias/. Acesso em: 12 maio 2022.

As constelações, regiões do céu que contêm determinadas estrelas e outros astros, também foram utilizadas para indicar o início das estações do ano por diferentes povos. Os gregos antigos, por exemplo, observavam a posição da constelação de Órion no céu para saber o início do inverno e do verão. Quando a constelação de Órion podia ser observada no céu durante o amanhecer, concluíam que o verão já havia chegado. Em contrapartida, quando observavam Órion nascer no início da noite, concluíam que o inverno já havia chegado.

O conhecimento do ciclo de fases da Lua, por sua vez, influenciou a criação do calendário de diversos povos, como os babilônicos. O calendário babilônico dividia o ano em 12 meses lunares, de 29 ou 30 dias cada. O ano somava 354 dias. Assim, para que as estações do ano não ficassem defasadas em relação à passagem do tempo, os babilônicos adicionavam um 13o mês a cada três anos.

Algumas das estrelas da constelação de Órion vistas durante a noite, no inverno, no Hemisfério Norte. As Três Marias são estrelas que pertencem à Constelação de Órion.

Agricultura e caça

O conhecimento sobre a periodicidade, o início e o fim das estações do ano e, consequentemente, sobre os períodos de seca e de chuva de uma região favorecia o planejamento de plantios e colheitas. Na Antiguidade, os egípcios, por exemplo, realizavam o cultivo às margens do rio Nilo em função das cheias anuais do rio. Eles sabiam que as cheias se iniciavam quando a estrela Seped – conhecida atualmente como Sirius –aparecia antes do amanhecer.

Estrela Sirius, a mais brilhante do céu, vista do Irã.

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#FICA A DICA, Professor

Para mais informações sobre a constelação de Órion, acessar o link a seguir.

• PIRES, Henrique di L. Órion. Observatório Astronômico Frei Rosário. Caeté, [2019?]. Disponível em: http://xingu.fisica.ufmg.br:8087/oap/public/ dicas05.htm. Acesso em: 30 jun. 2022

Sirius

Três Marias

As fases da Lua também são bastante utilizadas por diversos povos indígenas brasileiros, dentre eles os que se comunicam pelas línguas da família tupi-guarani. Esse conhecimento é utilizado para marcar as épocas de plantio e os dias de caça. Como exemplo, esses povos consideram que a melhor época para a realização da caça seja próxima à lua nova, pois a redução da luminosidade deixa os animais menos agitados.

Orientação espacial

Uma das formas mais antigas de orientação espacial era realizada por meio da observação dos astros. A navegação marítima, por exemplo, baseou-se por muito tempo na posição deles no céu, que podia ser interpretada com o auxílio do astrolábio, um instrumento que ajuda a identificar a posição dos astros no céu.

O primeiro astrolábio foi construído pelos gregos por volta de 150 a.C. Ao longo dos anos, esse tipo de instrumento foi aperfeiçoado pelos árabes e, no século XV, começou a ser utilizado para auxiliar nas navegações em alto-mar. A identificação da estrela Polar (ou Polaris), por exemplo, localizada na constelação Ursa Menor, servia como guia para que os marinheiros no Hemisfério Norte localizassem a direção norte. Com o desenvolvimento de novas tecnologias, o astrolábio entrou em desuso; no entanto, a orientação espacial ainda pode ser feita por meio dos astros.

FICA A DICA

Para saber mais sobre o funcionamento de um astrolábio, acesse o vídeo a seguir. Disponível em: https:// youtu.be/wN_rHPGCLVo. Acesso em: 17 maio 2022.

Hemisfério Norte e comentar que, por causa do eixo de inclinação da Terra, a estrela Polar do Norte (Polaris) é a única que permanece em um ponto fixo no céu, próximo ao Polo Norte, também podendo ser observada apenas naquele hemisfério. Comentar, ainda, que, da mesma maneira, a Constelação do Cruzeiro do Sul somente pode ser observada no Hemisfério Sul ou em regiões do Hemisfério Norte próximas à linha do equador. O vídeo apresentado no link do #FICA A DICA do Livro do estudante possibilita que os estudantes aprendam sobre o funcionamento básico do astrolábio, instrumento no qual o ângulo obtido é analisado em uma tabela astronômica, que permite identificar a latitude e, a partir disso, obter diversas informações, como o tempo restante para amanhecer ou para anoitecer.

Constelação do Cruzeiro do Sul, vista no céu do Hemisfério Sul.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Retomar as fases da Lua, conteúdo estudado em anos anteriores. Comentar que os povos indígenas tupis-guaranis, assim como os Incas, os Maias e os Astecas, possuíam calendários baseados no mês lunar, ou seja, nas fases da Lua.

Orientação espacial

Quando iniciar o assunto sobre orientação espacial, estabelecer a diferença entre orientação temporal e orientação espacial. Explicar

que a observação de fenômenos astronômicos, como o movimento aparente do Sol, as fases da Lua e as estações do ano, para contagem dos dias, dos meses e dos anos está relacionada à orientação temporal. Já a observação dos corpos celestes para se localizar no espaço, como a observação das constelações Ursa Menor e Cruzeiro do Sul durante as navegações, refere-se à orientação espacial.

Explicar que a constelação Ursa Menor, por causa da sua localização, é visível somente no

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Rubídea Mimosa

Pálida

Astrolábio sendo utilizado por um marinheiro. O astrolábio, pendurado pelo dedo, fica alinhado ao horizonte e a haste alinhada ao astro de interesse.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Mitos e lendas

Esse tópico favorece o trabalho com as competências gerais 1 e 3. Ao apresentar a lenda de Nhamandu, contempla-se o tema contemporâneo transversal Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras

Se desejar, apresentar aos estudantes outras mitologias sobre os eclipses, como a nórdica e a persa, resumidas a seguir.

Segundo a mitologia nórdica, o deus Loki comanda Fenrir, um lobo gigante que criou uma dupla de homens-lobos chamados Sköll e Hati. Esses monstros tentam, sem conseguir, engolir o Sol e a Lua. Quando finalmente mordem um deles, a luz do mundo se extingue em suas barrigas, ocasionando os eclipses.

Já de acordo com a mitologia persa, existiam criaturas humanoides aladas chamadas Peri. Essas criaturas eram capazes de ajudar as pessoas, mas também podiam ser maldosas, arruinando colheitas e escurecendo o Sol.

Mitos e lendas

Os astros também têm influência na cultura dos povos, e muitos deles criaram mitos que explicavam observações relacionadas ao Sol, à Lua, às constelações, aos eclipses e a outros fenômenos astronômicos.

Representação de Apep na parede de tumba egípcia localizada no Vale dos Reis, Egito. Estima-se que foi feita entre 1550 a.C. e 1070 a.C.

Os antigos egípcios, por exemplo, explicavam a ocorrência de eclipses por meio do mito de Apep. De acordo com esse mito, Apep, o Senhor do Caos, representado como uma serpente gigante, era oponente da luz. Já o deus do Sol, Rá, era reverenciado como protetor da luz das colheitas. Rá lutava contra Apep, garantindo a luz e iluminando diversas regiões do mundo. De vez em quando, Apep conseguia enfraquecer Rá, resultando em um eclipse solar. Entretanto, Rá sempre conseguia fugir da sombra de Apep, e o resultado era a volta da luz solar.

DE AGOSTINI/S. VANNINI/AGB PHOTO LIBRARY

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

No Brasil, vários povos indígenas explicam a origem da Terra, do Sol e da Lua pela lenda de Nhamandu. Em uma das variações dessa lenda, Nhamandu, ou Nhanderuvuçu, existia antes do início de tudo. Ele criou, apenas com um sopro, Kuaray. Kuaray fez surgir Tupã de seu coração. Tupã, ao dançar e cantar, criou o Sol, as estrelas e a Terra.

Na Terra, Tupã criou os mares, as montanhas e o primeiro humano, Tupã-Mirim. Este, por sua vez, criou os animais, as plantas e a primeira mulher, Mavutzinim, que se tornou sua esposa. Juntos, deram origem a diversos povos que hoje existem. Cansado de andar pela Terra, Tupã-Mirim decidiu partir e seu espírito voltou para o Sol; sua esposa, então, decidiu fazer o mesmo, transformando-se na Lua. Desde esse momento, eles ficaram no céu, olhando e cuidando dos povos tupi-guarani: Tupã-Mirim, de dia, e Mavutzinim, à noite.

Representação

#FICA A DICA, Estudante

Se desejar, propor a leitura do link a seguir para discutir os mitos e sua importância para as sociedades indígenas.

• MITOS e cosmologia. Povos Indígenas no Brasil [S. l.], 20 ago. 2018. Disponível em: https://pib. socioambiental.org/pt/Mitos_e_cosmologia. Acesso em: 30 jun. 2022.

Para saber sobre a importância dos mitos para as sociedades indígenas, acessar o artigo a seguir.

Acesse o link a seguir e aprenda mais sobre os mitos. Disponível em: https://mirim.org/pt-br/ como-vivem/mitos. Acesso em: 18 maio 2022.

No link apresentado no #FICA A DICA do Livro do estudante, é possível conhecer um pouco mais sobre os mitos e sobre sua vinculação com a tradição de um povo. Nele, pode-se conhecer alguns temas comuns aos mitos dos povos ameríndios. Nesse momento, comentar que o termo “ameríndio” é usado para designar os nativos do continente americano, em substituição às palavras "índios" ou "indígenas".

• RIBEIRO, Rosa C; LUNA, Julia F.; ALMEIDA, Bárbara C. K. de B. A importância dos mitos para as sociedades indígenas. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DE HISTÓRIA, 7.; ENCUENTRO DE GEOHISTORIA REGIONAL, 35.; SEMANA DE HISTÓRIA, 20., 2015, Maringá. Anais [...] Maringá: Universidade Federal de Maringá, 2015. p. 1421-1432. Disponível em: http://www.cih.uem.br/anais/2015/traba lhos/1152.pdf. Acesso em: 30 jun. 2022.

FICA A DICA

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ATIVIDADES

As atividades 1, 2 e 5 possibilitam a mobilização da habilidade

EF09CI15

1. a) Retomar com os estudantes o funcionamento de um astrolábio. Relembrar que, no Hemisfério Norte, as navegações eram guiadas pela estrela Polar, que tem uma posição quase fixa no céu. Sendo assim, a latitude era determinada medindo-se o ângulo formado entre a posição da estrela e o horizonte. Aproveitar para explicar que no Hemisfério Sul, não há uma estrela que possua posição fixa no céu, como a Polar; por isso, a orientação era feita medindo-se o ângulo entre o Sol e o horizonte ao meio-dia, horário em que ele atinge a posição aparente mais alta no céu (zênite).

b) É importante que os estudantes relacionem o desenvolvimento tecnológico à elaboração de mapas de grande parte das cidades do mundo e, sobretudo, à possibilidade de acessá-los gratuitamente. É possível que a turma cite o GPS do aparelho celular como instrumento para localização. Com isso, torna-se possível questionar os estudantes sobre a forma como poderiam se localizar na ausência dessa tecnologia, relacionando o avanço tecnológico às necessidades e possibilidades das sociedades em cada época.

2. b) Retomar com os estudantes a ocorrência de eclipses, conteúdo estudado em anos anteriores.

c) O objetivo da atividade é que, ao criar a lenda com base nos requisitos do item, os estudantes associem as lendas a determinadas necessidades dos povos. Aproveitar a oportunidade para enfatizar a importância do respeito às diferentes culturas e da valo-

2. a) O Sol possibilita a realização de plantios e, como consideravam que ele era protegido e guiado pelo deus Rá, o deus do Sol, era importante que rezassem todas as noites a esse deus, para que o Sol pudesse nascer na manhã seguinte.

• ATIVIDADES

2. b) Um eclipse lunar acontece quando a Terra fica entre o Sol e a Lua. Um eclipse solar acontece quando a Lua fica entre o Sol e a Terra.

1. Os astros podem ser utilizados para a localização e orientação espacial. No Hemisfério Norte, uma constelação muito utilizada para esse fim é a Ursa Maior, assim como a estrela Polar próxima a ela.

Céu noturno no Hemisfério Norte mostrando as constelações da Ursa Maior, a da Ursa Menor e a estrela Polar. Os traços pontilhados foram acrescentados para representar o padrão que pode ser reconhecido em cada uma dessas constelações.

a) A orientação espacial a partir dos astros pode ser auxiliada por instrumentos como o astrolábio, utilizado em navegações marítimas no passado. Nesse contexto, como o astrolábio contribuía para a orientação espacial?

b) Como você se orienta e se localiza espacialmente? Que relação você consegue estabelecer entre sua resposta e o desenvolvimento tecnológico?

2. Diversos povos interpretaram o Sol e sua posição no céu ao longo do dia de formas únicas, relacionadas a suas respectivas culturas. No Egito antigo, por exemplo, o deus Rá era o protetor e guia do Sol, e com sua presença era possível cultivar plantações. Dessa forma, Rá era reverenciado por fornecer a luz necessária para a colheita. Ao amanhecer, Rá era vislumbrado como um recém-nascido, ao meio-dia, como um pássaro voando, e, no pôr do sol, como um velho, indo em direção à Terra dos Mortos. Durante a noite, ele guiava o Sol pelo submundo e lutava contra Apep, a serpente que representava todo o mal presente na humanidade. Sem as orações noturnas de seu povo, para que o Sol voltasse no dia seguinte, Rá ficaria fraco, Apep venceria e não haveria Sol para o cultivo das plantações.

a) Por que os egípcios acreditavam ser importante fazer orações todos os dias ao deus Rá?

b) Os povos antigos, de forma única e considerando suas culturas, conheciam e interpretavam os fenômenos da natureza. Para os egípcios, por exemplo, a ocorrência de eclipses era explicada por meio do mito de Apep. Atualmente, conhecemos as explicações científicas para os mesmos fenômenos. Explique, com base em conhecimentos científicos, como ocorrem os eclipses totais, solares e lunares. Se necessário, faça uma pesquisa sobre o assunto.

c) Crie uma lenda sobre o Sol que se relacione à necessidade de orientação temporal, por exemplo, a passagem do dia. Essa lenda precisa conter o motivo de o Sol nascer e se pôr e como isso é importante para marcar o tempo.

rização dos conhecimentos historicamente construídos, percebendo-os como construções humanas vinculadas a uma cultura local e temporal. Esta atividade contempla o desenvolvimento das competências gerais 1 e 4

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Ursa Menor Estrela Porlar

Ursa Maior

Resposta pessoal.

Resposta pessoal.

1. a) O astrolábio auxiliava a identificar a altura e a posição dos astros no céu.

a)

3. Newgrange é um monumento megalítico que foi construído em 3200 a.C., na Irlanda. Acredita-se que esse monumento tenha sido usado para marcar a passagem do tempo. Sua construção foi feita de tal forma que no solstício de inverno o Sol ilumina seu corredor e sua câmara central.

Dessa forma, a atividade contribui para o desenvolvimento da competência geral 2

4. a) Entre outros nomes, os estudantes podem encontrar informações sobre a denominação “Caminho da Anta”, dada pelos indígenas brasileiros. A Via Láctea recebeu esse nome pelo fato de suas constelações formarem desenhos similares a esse animal.

a) Utilize elementos do texto para elaborar uma hipótese que explique a maneira como o monumento Newgrange demarca a passagem do tempo.

b) Forme um grupo com seus colegas e conversem sobre as hipóteses levantadas pelos integrantes do grupo, analisando-as. Depois, realizem uma pesquisa em sites confiáveis para confrontar as hipóteses do grupo com os resultados encontrados. Ao final, apontem se as hipóteses foram confirmadas ou negadas.

4. A mitologia de povos antigos possui influência em nossa sociedade até os dias de hoje. Por exemplo, o nome de nossa galáxia, “Via Láctea” (que significa “caminho de leite”), tem origem na mitologia grega relacionada ao semideus Héracles (mais conhecido como Hércules). De acordo com esse mito, Zeus, o deus dos deuses, teria tido um romance com uma mulher mortal, Alcmena, enquanto seu marido, Anfitrião, estava na guerra. Com o passar dos meses, Alcmena deu à luz duas crianças: Íficles, mortal, filho de Anfitrião; e Héracles, semideus, filho de Zeus. A mulher de Zeus, Hera, perseguia Héracles desde os primeiros dias de sua vida. Entretanto, de modo que ela não percebesse, Héracles foi colocado para mamar em seu seio enquanto a deusa dormia. Hera, ao afastar rudemente Héracles, derramou gotas de leite pelo céu, formando várias estrelas da Via Láctea.

a) A Via Láctea foi interpretada de formas distintas por outras civilizações. Realize uma pesquisa em sites e fontes confiáveis sobre outros significados atribuídos à Via Láctea.

b) Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa em sites e fontes confiáveis sobre outros mitos relativos aos astros. Escolham um dos mitos encontrados e organizem uma peça de teatro para apresentá-lo à turma.

Resposta nas Orientações para o professor Respostas nas Orientações para o professor

5. Leia a frase a seguir e redija um texto argumentativo, posicionando-se em relação a ela.

Os conhecimentos sobre Astronomia existem desde tempos antigos. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia, esses conhecimentos antigos deixaram de ser importantes para a nossa sociedade.

b) Os estudantes podem encontrar explicações mitológicas sobre os deuses que representam planetas do Sistema Solar, como o deus romano dos mares, Netuno; o deus romano da abundância e da riqueza, Júpiter; entre outros. Caso não seja possível organizar uma apresentação das peças de teatro, pedir aos estudantes que gravem vídeos de suas apresentações para compartilhá-las nas redes sociais da turma.

3. No passado, acreditava-se que a construção do monumento de Newgrange tenha tido importância apenas religiosa, uma vez que era utilizado como túmulo de passagem. Contudo, atualmente, sua importância astronômica também é reconhecida. O alinhamento solar em Newgrange é muito preciso, fazendo com que, no solstício de inverno do Hemisfério Norte (21 de dezembro), os raios de sol entrem pelo vão que fica acima da entrada principal

e iluminem todo o corredor de 19 metros até chegar ao centro do monumento.

b) O objetivo desta atividade é que os estudantes se envolvam com procedimentos realizados em parte das investigações científicas. No caso, eles precisam testar suas hipóteses, confrontando-as com as informações encontradas em suas pesquisas. Caso as hipóteses levantadas no item a estejam relacionadas à passagem de um ano, elas serão corroboradas.

5. Se possível, estabelecer uma conversa com a turma, organizando a sala como uma grande mesa redonda, para que todos possam dar suas opiniões. Este questionamento pode ser utilizado para abordar a etnociência. Sobre este assunto leia o texto descrito na página XXX deste Manual do professor Espera-se que os estudantes argumentem sobre a importância desses conhecimentos tanto para as sociedades antigas (de forma prática e utilitária) quanto para a sociedade atual. Tais conhecimentos nos dizem muito sobre a cultura dos povos antigos, bem como sobre o contexto histórico e social em que foram construídos. Eles foram e ainda são importantes para compor os conhecimentos vigentes no campo da Astronomia.

Fotografia aérea de Newgrange, Irlanda, 2019.

3.

O monumento Newgrange demarca a passagem de um ano, pois no dia que marca o início do inverno (solstício de inverno), o Sol ilumina seu corredor e sua câmara central – esse evento ocorre apenas uma vez por ano.

Resposta pessoal.

INTEGRANDO COM ARTE

A seção possibilita o desenvolvimento da competência geral 3. Ela também possibilita um trabalho em conjunto com o professor de Arte. Conversar com o docente responsável referente à possibilidade do trabalho referente à história do Cinema.

Antes de iniciar o trabalho com a seção, perguntar aos estudantes se eles costumam assistir a filmes de ficção científica. Pedir que digam quais são os seus filmes favoritos do gênero e que comentem sobre eles com um colega. Pedir, também, que reflitam sobre alguma cena que considerem que não seja real e que tentem explicar como ela poderia ser cientificamente correta. Auxiliá-los na discussão.

Após esse momento inicial, solicitar que voluntários façam a leitura da seção, incentivando o exercício da oralidade.

Perguntar se os estudantes assistiram a algum dos filmes mencionados na seção. Em caso positivo, pedir que compartilhem um breve resumo do filme, ou que detalhem a cena que mais lhes chamou a atenção. Alternativamente, é possível transmitir à turma um trecho de cada filme citado para que conheçam superficialmente como eles foram dirigidos.

Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) do campus de Bauru (SP) concluiu que a ficção científica pode ser uma ferramenta didática importante para o ensino de Ciências, atuando como desencadeador de aprendizagem. Nesse trabalho, foi utilizado como estudo de caso o filme Parque dos dinossauros (direção de Steven Spielberg. Estados Unidos, 1993). Caso queira saber mais sobre o estudo, o trabalho está indicado no #FICA

A DICA, Professor. Também é possível encontrar outras indicações de leituras complementares que relacionam o trabalho com filmes ao ensino de Ciências da Natureza e que podem contribuir para sua formação continuada.

INTEGRANDO ARTE com

Astronomia e cinema

Quando o cinema surgiu, no final do século XIX, foi considerado entretenimento para a popula ção. No entanto, a partir de 1911, com o manifesto apresentado pelo italiano Ricciotto Canudo (18771923), o cinema passou a ser referido como arte, mais precisamente como a “sétima arte”. Canudo era um teórico e crítico de cinema e o definiu como uma síntese moderna de todas as outras artes: arqui tetura, música, pintura, escultura, poesia e dança.

Entre os gêneros cinematográficos, a ficção científica é o que mais explora os astros e os fenô menos que os envolvem. Em muitos filmes desse gênero, podemos observar uma explicação do Universo similar às propostas pelos estudos em Física e Astronomia. Um exemplo é o filme Interestelar de Christopher Nolan, lançado em 2014. Nesse filme, por exemplo, aborda-se o buraco negro rotativo, um fenômeno que é previsto com base em teorias de pesquisadores como o físico alemão Albert Einstein (1879-1955) e apoiado por evidências astronômicas.

Já em outros filmes, o Universo é interpretado mais livremente, sem considerar os conhecimentos científicos. Um exemplo é a franquia de filmes Guerra nas estrelas, em que se representa a propagação de som no espaço, por exemplo, o que não ocorre na realidade, pois o som não se propaga no vácuo.

Cartaz do filme GUERRA nas estrelas: a ascensão Skywalker. Direção: J. J. Abrams. EUA: Lucasfilm Ltd. Bad Robot Productions/Walt Disney Studios, 2019. DVD (142 min).

HEROMEN30/SHUTTERSTCOCK.COM

#FICA A DICA, Professor

Sobre a ficção científica e o ensino de Ciências, acessar:

• GOMES-MALUF, Marcilene C.; SOUZA, Aguinaldo R. de. A ficção científica e o ensino de Ciências: o imaginário como formador do real e do racional. Ciência e Educação, Bauru, v. 14, n. 2, p. 271-282, 2008.

Disponível em: https://www.scielo.br/j/ciedu/a/MT658 NsDTcjbwGpP6NgXTJQ/?format=pdf&lang=pt. Acesso em: 30 jun. 2022.

Na reportagem a seguir, pesquisadores da Unesp indicam filmes para saber mais sobre Ciência e Tecnologia.

• D’AMBRÓSIO, Oscar. Filmes para saber mais de ciência e tecnologia. Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho". São Paulo, 26 jun. 2015. Disponível em: https://www2.unesp.br/portal#!/noti cia/18202/filmes-para-saber-mais-de-ciencia-e-tecno logia/. Acesso em: 30 jun. 2022.

Christofer Nolan. EUA, Reino Unido: Paramount Pictures/Warner Bros. Pictures, 2014. DVD

Alguns filmes não se enquadram no gênero ficção científica, pois relatam fatos relacionados à Astronomia, especificamente à exploração espacial. O filme O primeiro homem, de Damien Chazelle, lançado em 2018, mostra a jornada do ser humano em sua primeira viagem à Lua, apresentando parte da vida do astronauta estadunidense Neil Armstrong (1930-2012). Já o filme Apollo 13: do desastre ao triunfo, de Ron Howard, lançado em 1995, relata a luta de um grupo de astronautas para retornar à Terra em segurança, depois que ocorre uma explosão no tanque de gás oxigênio na nave que os levaria

do conhecimento relacionado à Astronomia e das necessidades manifestadas para a exploração espacial ou para o estudo dela. Eles são chamados de spin-offs e serão apresentados na seção O assunto é…, ao final desta Unidade. Um exemplo são os próprios satélites de comunicação.

2. A atividade requer a interpretação do texto pelos estudantes. Esclarecer dúvidas, se houver. É importante que eles reconheçam a importância do cinema como arte e como ferramenta de aprendizado, além de entretenimento.

EUA: Universal Pictures/United International Pictures, 2018. Blu-ray (141 min).

triunfo. Direção: Ron Howard. EUA: Imagine Entertainment/Universal Pictures, 1995. Blu-ray (140 min).

2. Quando o cinema surgiu, no final do século XIX, era considerado entretenimento para as grandes massas. A partir de 1911, foi considerado como “sétima arte” pelo teórico e crítico de

• Atividades

1 Com o avanço dos estudos e o desenvolvimento tecnológico, foi possível ampliar os conhecimentos sobre os astros. Parte deles é explorada na arte, em alguns filmes de ficção científica. De que outras formas você acredita que a ampliação do conhecimento astronômico influenciou nosso cotidiano?

2 Explique como o cinema passou a ser considerado “a sétima arte”.

3 Forme um grupo com seus colegas e assistam a um filme de ficção científica que trate de algum tema relacionado ao Universo ou às viagens espaciais. Selecionem uma cena do filme e analisem os conceitos astronômicos apresentados nela, avaliando se estão corretos cientificamente ou não (se necessário, façam pesquisas). Em seguida, descrevam a cena e apresentem aos colegas as divergências ou coerências que ela apresenta quanto aos conceitos científicos.

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#FICA A DICA, Professor

No levantamento feito pela Fapesb, encontra-se a indicação de onze filmes sobre Ciência e Tecnologia:

• #FAPESBINDICA 11 Filmes sobre Ciência e Tecnologia. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia. Salvador, 11 abr. 2017. Disponível em: https:// www.fapesb.ba.gov.br/fapesbindica-11-filmes-sobre -ciencia-e-tecnologia/. Acesso em: 30 jun. 2022.

Resposta pessoal.

Resposta pessoal.

cinema Ricciotto Canudo, que o definiu como uma síntese moderna de todas as outras artes: arquitetura, música, pintura, escultura, poesia e dança. 249

Comentários sobre as atividades

17/07/22 10:10

1. Ao trabalhar a atividade, comentar com os estudantes que o conhecimento astronômico permitiu prever melhores épocas de plantio e colheita e, aliados ao desenvolvimento da tecnologia, propiciam melhor aproveitamento do solo e maior produtividade. Diversas tecnologias, materiais e procedimentos realizados e utilizados no cotidiano, como a localização por GPS ou outros materiais, originaram-se

3. Ao trabalhar esta proposta, orientar os estudantes a identificar conceitos astronômicos apresentados no filme que sejam cientificamente corretos e outros que não sejam. Aproveitar para discutir com eles que a linguagem artística não necessariamente reflete a realidade. Sugerir alguns filmes ou aceitar sugestões da turma, considerando sempre a classificação indicativa, que pode ser consultada na página do Ministério da Justiça, disponível em: http://portal.mj.gov.br/Classi ficacaoIndicativa/jsps/Consul tarObraForm.do?inicio_action, acesso em: 30 jun. 2022. Convém estabelecer um filme por grupo, ou grupos, de maneira que cada um possa buscar a cena que mais lhe chamou a atenção. Caso isso não seja viável, verificar a possibilidade de reproduzir alguns filmes em sala de aula ou em uma sala de vídeo, em horário escolar.

Direção: Damien Chazelle.

2. ASTROBIOLOGIA

O trabalho com este Tema possibilita o desenvolvimento da habilidade EF09CI16 e da competência específica 2

Para iniciar o assunto, é apresentada uma reportagem cujo objetivo é aproximar a turma do estudo da Ciência, mostrando o exemplo de estudantes da mesma faixa etária deles envolvidos em experimentos científicos. A intenção é evidenciar que, havendo incentivo, interesse e muito estudo, todos podem participar de experimentos científicos, o que abre caminho para a formação de novos cientistas. Além disso, busca-se destacar que a curiosidade e o interesse pela Ciência devem ser estimulados desde cedo, seja em casa, seja na escola.

Explicar que a Astrobiologia não é uma ciência nova e que termos como “exobiologia”, “cosmobiologia” e “bioastronomia” são utilizados desde a década de 1940. Na língua portuguesa, o primeiro registro de Astrobiologia data de 1958, no livro do biólogo brasileiro Flávio Augusto Pereira, Introdução à Astrobiologia (São Paulo: Sociedade Interplanetária Brasileira de São Paulo, 1958). No entanto, foi apenas em 1998 que a Astrobiologia ganhou reconhecimento como uma área de pesquisa, quando a Nasa renomeou seu programa de exobiologia (a busca de vida fora da Terra) para Astrobiologia. Segundo a Nasa, o motivo da mudança foi o fato de que, para entender a vida em outros planetas, precisamos primeiro compreender melhor a vida na Terra.

Comentários sobre as atividades

Ao trabalhar as atividades 1 e 2, conversar com os estudantes sobre a realidade da escola com relação ao incentivo à Ciência. Debater sobre o interesse ou não por esse estudo e questionar se

1. Resposta pessoal. Professor, o objetivo desta questão é que os estudantes compartilhem suas experiências pessoais, além de despertar o interesse sobre o assunto; eles também podem perceber que é possível participar efetivamente de projetos espaciais.

ASTROBIOLOGIA

2. Resposta pessoal. Professor, aproveitar para discutir com os estudantes como o incentivo à pesquisa científica é necessário em qualquer instituição de ensino, seja em escolas ou universidades, visto que contribui para a construção dos conhecimentos de diversas áreas.

Leia o trecho da reportagem, a seguir.

Duas equipes de estudantes brasileiros apresentaram nesta segunda-feira, no Museu Nacional do Ar e do Espaço, em Chantilly, na Virginia, Estados Unidos, projetos para testar interações físicas e químicas na Estação Espacial Internacional [...].

Os dois projetos podem contribuir para o futuro da vida humana fora da Terra: um quer melhorar a proteção de seres humanos da radiação em construções no espaço e outro tem como objetivo construir um sistema mais apurado para filtração de água para consumo humano em espaçonaves.

DE ORTE, Paola. Com apoio de NASA e SpaceX alunos brasileiros apresentam projetos para a Estação Espacial Internacional. O Globo, Rio de Janeiro, 2 jul. 2019. Disponível em: https://oglobo. globo.com/brasil/com-apoio-de-nasa-spacex-alunos-brasileiros-apresentamprojetos-para-estacao-espacial-internacional-23777283. Acesso em: 18 maio 2022.

1 Você já participou de algum projeto que envolva Astronomia?

2 Você considera importante o incentivo das escolas à pesquisa científica? Converse com seus colegas.

Há muitas coisas que podemos fazer para novas descobertas. Estudos e observações do céu noturno, por exemplo, podem estimular o desenvolvimento de projetos inovadores.

O texto nos mostra que o estudo da Astronomia, e de qualquer área da Ciência, não é desenvolvido apenas por cientistas, mas pode ser feito por outras pessoas.

Diversos pesquisadores brasileiros iniciaram suas carreiras por causa da curiosidade por determinados assuntos, como o biólogo e astrobiólogo brasileiro Dr. Ivan Gláucio Paulino Lima (1979-), atualmente pesquisador da Agência Espacial Americana (Nasa), do governo dos Estados Unidos. Leia a seguir uma entrevista que ele concedeu exclusivamente para este livro.

sentem falta de desenvolver mais experimentos científicos na escola. Caso haja interesse e curiosidade em questões científicas, realizar mais atividades relacionadas a isso. Caso os estudantes se mostrem desinteressados, é importante buscar saber o motivo e estimular a curiosidade.

#FICA A DICA, Estudante

Para saber mais sobre a Astrobiologia e sobre as pesquisas que estão sendo feitas no Brasil, é possível baixar o livro indicado a seguir, que foi desenvolvido por pesquisadores brasileiros do Núcleo de Pesquisas em Astrobiologia da USP.

• GALANTE, Douglas et al. (orgs.). Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição: IAG/USP, 2016. Disponível em: https://www. iag.usp.br/astronomia/sites/default/files/astrobio logia.pdf. Acesso em: 30 jun. 2022.

FRANTIC00/SHUTTERSTOCK.COM

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Dr. Ivan, o que é Astrobiologia?

Astrobiologia é um empreendimento científico multidisciplinar, ou seja, envolve diferentes disciplinas científicas, como Biologia, Astronomia, Química, Física e Geologia, em pesquisas que visam responder a questões profundas da curiosidade humana, como a origem da vida, o futuro da vida e se existe vida em outros locais no Universo, além da Terra.

Qual é a importância dos estudos da Astrobiologia para a sociedade?

Nós vivemos em uma época privilegiada da história da humanidade, pois é a primeira vez que temos tecnologia capaz de investigar essas questões utilizando o método científico. Hoje em dia, é possível enviar sondas a outros planetas para investigar a composição química desses ambientes. O avanço desses conhecimentos irá proporcionar grandes missões de exploração tripulada ao Sistema Solar, abrindo caminho para a expansão da presença humana no espaço. Ao longo desse processo, novas tecnologias são geradas, tanto para a sobrevivência humana no espaço como também na Terra. Portanto, a Astrobiologia reflete o espírito humano de querer conhecer mais, de querer entender os motivos pelos quais nós estamos aqui hoje. Nos Estados Unidos, o senhor trabalha na Nasa. Qual é o seu trabalho?

Sou cientista do Blue Marble Space Institute of Science (BMSIS), um dos diversos institutos de pesquisa que prestam serviços para a Nasa. Meu local de trabalho é o Centro Ames de Pesquisas da Nasa, no Vale do Silício, Califórnia, EUA. Lá eu faço parte de dois projetos de pesquisa.

Um deles é a Missão Espacial que tem como objetivo coletar dados para verificar como a variação da gravidade interfere no crescimento e nos processos de reprodução de determinadas bactérias. Queremos saber se esses processos biológicos irão se comportar da mesma maneira em outros planetas.

O outro projeto visa testar como as radiações a que os astronautas podem estar expostos no espaço afetam o DNA de glóbulos brancos do sangue humano, buscando algum padrão que possa ser usado para a seleção dos futuros astronautas que irão a Marte nas próximas décadas. Ou seja, queremos buscar um fenótipo, que já exista, de maior resistência aos efeitos nocivos dos níveis de radiação presentes no espaço. Esse conhecimento poderá beneficiar também tratamentos de câncer por radioterapia aqui na Terra, pois permitirá o uso de doses de radiação mais eficientes e específicas para cada indivíduo, aumentando as chances de sucesso e reduzindo os efeitos colaterais associados a esse tipo de tratamento.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

É importante salientar aos estudantes que a Astrobiologia não é, como muitos acreditam, simplesmente a busca por vida fora da Terra. Trata-se de um empreendimento científico que procura compreender como seria a vida fora do planeta, utilizando como modelo a vida que conhecemos. Por esse motivo, os conhecimentos científicos sobre as formas de vida na Terra são fundamentais

para os avanços das pesquisas em Astrobiologia.

Ao apresentar aos estudantes uma profissão que, possivelmente, era desconhecida por eles, inclusive com o recurso de uma entrevista exclusiva de um astrobiólogo, este assunto contribui para o desenvolvimento da competência geral 6 e dos temas contemporâneos transversais Trabalho e Ciência e Tecnologia

Ao ler a entrevista com os estudantes, explicar que a radiação a que o Dr. Ivan se refere são os raios cósmicos, que são partículas de alta energia

(núcleos atômicos constituídos de prótons e nêutrons) que viajam no espaço a velocidades próximas à da luz. Essas partículas chegam à nossa atmosfera, mas acabam sendo barradas pela colisão com outras partículas. Por esse motivo, são mais abundantes em maiores altitudes do que ao nível do mar. Os experimentos mencionados na entrevista são realizados com a utilização de um simulador de raios cósmicos, no Brookhaven National Laboratory, em Nova York, Estados Unidos. O trecho a seguir explica sobre raios cósmicos.

A maioria dos raios é muito energética podendo atingir vários centímetros de chumbo. Como a radiação cósmica […] pode causar alterações genéticas, muitos cientistas acreditam que essa radiação tem sido importante no processo evolutivo da vida em nosso planeta. [...] De qualquer forma, nossa atmosfera é uma proteção natural contra os raios cósmicos. Astronautas e viajantes espaciais em viagens longas devem encontrar um modo eficiente para minimizar a exposição aos raios cósmicos.

RAIOS cósmicos. Instituto de Física da Universidade de São Paulo São Paulo, c2022. Disponível em: https://portal.if.usp.br/fnc/en/ node/353. Acesso em: 30 jun. 2022.

Ao finalizar a leitura da entrevista, questionar à turma se eles sabiam que estudantes podem participar indiretamente de missões espaciais, por meio de projetos e experimentos que são realizados por astronautas no espaço. Aproveitar a oportunidade para verificar o interesse deles pelo assunto e para encorajá-los a procurar mais informações, auxiliando-os nas pesquisas.

Dr. Ivan Gláucio Paulino Lima, pesquisador da Nasa, em 2016.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Incentivar os estudantes a conversar sobre áreas que lhes interessam e a adquirir conhecimento sobre elas. Caso alguém da turma demonstre interesse em seguir uma carreira científica, incentivá-lo a conhecer os Institutos Federais de Educação, Ciência e Tecnologia e a informar-se sobre os cursos que são oferecidos. Essa é uma maneira de auxiliar os estudantes a identificar sua vocação profissional, que poderá ser melhor elucidada e aprofundada durante todo o Ensino Médio. Além disso, diversas universidades oferecem cursos gratuitos para a comunidade. Incentive-os a pesquisar sobre a disponibilidade de cursos nas universidades da região. Comentários sobre as atividades

3. Enfatizar que a pesquisa científica voltada à compreensão e à manutenção da vida na Terra também é uma das principais contribuições da Astrobiologia para a sociedade.

4. No link a seguir, é disponibilizada uma lista de diversos clubes de astronomia no Brasil. Pesquisar antecipadamente se existe algum na sua cidade.

• CLUBES e associações de Astronomia do Brasil. Google sites. [S. l.], [2019?]. Disponível em: https://sites.google. com/site/proflanghi/clubes. Acesso em: 27 jun. 2022.

O que o senhor pode falar a respeito dos clubes ou grupos de Astronomia espalhados pelo Brasil? Qual é a importância desses movimentos para a Astronomia e a Astrobiologia?

Esses clubes preenchem um espaço muito importante na formação de qualquer pessoa que gostaria de trabalhar com Astronomia ou Astrobiologia. Eles permitem o acesso a um tipo de conhe cimento prático que coloca as pessoas em uma conexão material íntima com o Universo.

Adolescente observando início de eclipse da Lua em telescópio durante evento no Rio de Janeiro (RJ), 2018.

Também amplia as noções de espaço e de tempo e, ao mesmo tempo em que nos faz sentir pequenos em relação ao Universo, também nos faz sentir grandes em relação ao que conhecemos e ao que ainda temos por conhecer. Isso gera um empoderamento que pode ser o grande diferencial em qualquer carreira.

4. Resposta pessoal. Professor, incentivar uma conversa entre os estudantes sobre o assunto. Caso exista algum clube da Astronomia/ Astrobiologia na cidade, ou na região, promover uma visita dos estudantes até o clube ou dos membros do clube até a escola, para uma observação dos astros. Caso não exista, é possível entrar em contato com algum grupo já organizado e pedir informações sobre como proceder para realizar uma observação, que materiais são necessários etc.

#FICA A DICA, Professor

No link a seguir, é possível acessar a lista de todos os Institutos Federais que existem no Brasil.

• BRASIL. Ministério da Educação. Instituições da rede federal. Brasília, DF: MEC, c2018. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/re de-federal-inicial/instituicoes. Acesso em: 30 jun. 2022.

O Departamento de Astronomia do Instituto de Astronomia, Geociências e Ciências Atmosfé-

Que conselhos o senhor daria aos estudantes brasileiros que gostariam de participar de projetos semelhantes aos que o senhor participa ou participou?

Meu conselho é que os estudantes identifiquem o quanto antes uma paixão intrínseca por alguma área do conhecimento em que eles queiram saber mais sobre um determinado assunto e aprimorem suas habilidades nessa área. A partir daí, é fundamental ter bastante disciplina e foco para manter uma rotina regular de estudos diários. Com o tempo, as oportunidades irão surgir. Aí, é preciso ter coragem para fazer escolhas. Ao longo desse processo, certamente existirão altos e baixos, mas isso faz parte da própria vida, que, por natureza, está em constante transformação. O importante é termos em mente o foco e, no coração, o combustível que nos moverá para as nossas conquistas e realizações.

3. Gerar novas tecnologias, tanto para a sobrevivência do ser humano no espaço quanto na Terra.

3 Cite uma das importâncias da Astrobiologia para a sociedade de acordo com o biólogo e astrobiólogo Dr. Ivan.

4 Você conhece ou tem vontade de participar de algum clube ou grupo de Astronomia?

ricas da USP disponibiliza, no link a seguir, livros, apostilas e cursos de Astronomia com diferentes níveis de aprofundamento.

• LIVROS e apostilas. Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas. São Paulo, [2021?]. Disponível em: https://www.iag. usp.br/astronomia/livros-e-apostilas. Acesso em: 30 jun. 2022.

O artigo a seguir discorre sobre o panorama

das pesquisas brasileiras em Astrobiologia, em português.

• PAULINO-LIMA, Ivan G.; LAGE, Claudia de A. S. Astrobiologia: definição, aplicações, perspectivas e panorama brasileiro. Boletim da Sociedade Astronômica Brasileira, São Paulo, v. 29, n. 1, p. 14-21, 2010. Disponível em: https://sab-astro.org.br/ wp-content/uploads/2018/10/Paper2.pdf Acesso em: 30 jun. 2022.

LIMA, Ivan Gláucio Paulino. Biofísico e cientista do Blue Marble Space Institute of Science. Entrevista exclusiva para esta obra.

CHICO FERREIRA/PULSAR IMAGENS

Explorando o Universo

Tanto a Astronomia quanto a Astrobiologia têm como um de seus objetivos fornecer informações suficientes para promover futuras viagens espaciais tripuladas. A partir de agora, vamos estudar alguns assuntos relacionados a essas Ciências.

Zona habitável

Antes de explorarmos o Universo à procura de formas de vida, é preciso olhar atentamente para onde vivemos. As condições presentes na Terra a tornam um planeta habitável, ou seja, capaz de possibilitar a existência de vida como a conhecemos.

Uma dessas condições se relaciona ao fato de a Terra orbitar uma estrela estável, ou seja, que vai viver por bilhões de anos.

Outra condição está relacionada à presença de água no estado líquido Sem água no estado líquido, a vida como a conhecemos não pode existir. E isso só é possível na Terra porque ela é um planeta rochoso que orbita o Sol a uma distância na qual a energia recebida, na forma de luz e calor, permite a existência de temperaturas entre 0 °C e 100 °C, em condições normais de pressão. Além disso, a presença da atmosfera da Terra possibilita a ocorrência do efeito estufa, que mantém a temperatura do planeta em valores adequados para a vida.

Segundo os cientistas, essas são as condições mais importantes para a existência de vida, como a conhecemos, em qualquer lugar do Universo e, por isso, são utilizadas como parâmetros para definir uma zona habitável

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Explorando o Universo

Retomar os conhecimentos sobre o Sistema

Solar, abordando as características dos planetas rochosos e dos gasosos, bem como as distâncias entre eles. Abordar a importância dos conhecimentos astronômicos que possam contribuir para a exploração do universo, principalmente aquelas que possam interferir em futuras viagens tripuladas.

Zona habitável

Se julgar pertinente, comentar com os estudantes que a zona habitável pode variar com o passar de milhões de anos. Sobre isso, ler o trecho a seguir.

Na astronomia, o termo “zona habitável” é usado para definir a região de um sistema estelar em que as condições permitem, em teoria, a existência da vida. [...]

[...] Mas é importante frisar que um mundo se localizar nessa zona não implica necessariamente que ele pode desenvolver e abrigar vida. A zona habitável é apenas um dos fatores que os astrônomos utilizam para saber quais planetas são promissores na busca por vida fora da Terra.

[...]

Até onde se sabe, já foram encontrados cerca de 40 planetas com tamanho aproximado ao da Terra, dentro das zonas habitáveis de suas respectivas estrelas.

[...] Mas isso pode mudar no futuro. É que uma estrela pode ter sua luminosidade tão alterada ao longo do tempo, que sua zona habitável também muda.

CAVALCANTE, Daniele. O que é a zona habitável de um sistema estelar e onde ela fica? Canaltech. [S. l.], 21 mar. 2021. Disponível em: https://canaltech.com.br/ espaco/o-que-e-a-zona-habitavel-de-umsistema-estelar-e-onde-ela-fica-181011/.

Acesso em: 10 jul. 2022.

Ao mencionar a atmosfera, explicar aos estudantes que a presença dos gases por si só não é capaz de manter o efeito estufa por longos períodos. Também é necessário que existam mecanismos que regulem a presença desses gases na atmosfera, impedindo que seu excesso aqueça demais o local ou que sua escassez torne a temperatura baixa demais.

Se julgar pertinente, explicar que esses mecanismos são fenômenos geológicos, como a atividade vulcânica, que lança esses gases de maneira contínua na atmosfera; a tectônica de placas, que recicla o material rochoso presente no magma; e a erosão e o intemperismo, que levam os minerais a reagir com os gases presentes na atmosfera, controlando a sua concentração.

ALAMY/FOTOARENA

A vida como conhecemos depende da existência de água líquida. Na fotografia, tuiuiú (Jabiru mycteria) se alimentando, no Pantanal (MS), 2016.

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Explicar aos estudantes a esca la utilizada no esquema. A massa do Sol é considerada o referen cial, ou seja, ela representa o valor de 100% (1). A massa das outras estrelas é indicada por sua porcentagem em relação à massa do Sol; sendo assim, o valor de 0,1 significa que a estrela possui uma massa de 10% com relação à massa do Sol. Já o valor 2 signi fica que a estrela possui o dobro da massa do Sol (200%).

O mesmo raciocínio foi utili zado na escala do raio da órbita. A referência é o valor do raio da órbita da Terra, considerado igual a 1 (100%). No caso de uma ór bita com raio 10, isso significa que seu raio possui 10 vezes o ta manho do raio da órbita da Terra (1000%), e assim por diante.

Explorar a figura e a localiza ção do planeta fictício Y propicia condições para a mobilização da habilidade EF09CI16. Enfatizar que, apesar de a Terra ser o único planeta do Sistema Solar localizado na zona habitável, pode haver outros planetas de outros sistemas planetários nela, assunto que será estudado mais adiante na Unidade.

A análise do esquema contempla a competência geral 2 e a competência específica 3

O #FICA A DICA disponível no Livro do estudante apresenta um estudo que reduz a possibilidade de encontrarem planetas nas zonas habitáveis nos quais a vida seja possível. Discutir com os estudantes os argumentos apresentados no estudo.

Luas habitáveis

Comentar com os estudantes que, além das luas de Júpiter, há evidências da presença de água em algumas luas de Saturno. A missão espacial Cassini-Huygens orbitou Saturno de 2004 a 2017, e os dados recolhidos pela sonda revelaram evidências da existência de água (na forma de gelo)

Apesar da existência de inúmeras zonas habitáveis no Universo e da esperança de poder encontrar alguma forma de vida em outros locais dele, um novo estudo reduziu essa possibilidade. Acesse o link a seguir e entenda os motivos. Disponível em: https://br.sputni knews.com/20190612/ motivo-reduz-espe rancas-vida-extrater restre-14047733.html. Acesso em: 18 maio 2022.

A zona habitável pode ter variações relacionadas ao tamanho da

Observe na ilustração que a Terra é o único planeta do Sistema Solar localizado na zona habitável. Agora, considere que os planetas X e Y formem outro sistema planetário, ao redor da estrela Z, que possui massa 1,5 vezes maior do que a do Sol. Em virtude do tamanho da estrela e do raio da órbita dos planetas, nessa situação, o planeta Y apresenta condições de abrigar vida, enquanto o planeta X não, pois está fora da zona habitável.

Luas habitáveis

Se o principal critério para classificar um astro como tendo condições para abrigar a vida é apresentar água no estado líquido, então, algumas luas (satélites naturais) de nosso Sistema Solar podem apresentar essa condição, mesmo estando fora da zona habitável. Por isso, esses astros têm sido explorados por pesquisadores nas últimas décadas.

em Titã, maior lua de Saturno e segunda maior do Sistema Solar. Na lua Enceladus também há evidências de presença de água líquida sob a superfície de gelo.

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre a missão espacial Cassini-Huygens e sobre a lua Titã, ler a reportagem disponível no link a seguir.

• ZOLNERKEVIC, Igor. Paisagens de Titã. Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. 248, out. 2016. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/paisa gens-de-tita/. Acesso em: 30 jun. 2022.

não apresentam proporção.

Raio da órbita em relação à Terra

Planeta X

Zona habitável

Planeta Y Marte Terra

Até o momento, o satélite natural Europa, uma lua de Júpiter, apresenta-se como o candidato mais plausível, pois nele foi encontrada água congelada. Abaixo da camada de gelo, pode haver água líquida, de acordo com os dados da sonda Galileo, da Nasa. A camada de gelo manteria a água líquida abaixo, mesmo que à órbita de Júpiter chegue pouca luz solar – como ocorre no oceano Ártico, em que há água líquida abaixo da camada de gelo.

As condições de frio extremo nesse satélite têm direcionado os cientistas a pesquisar por seres vivos na Terra que vivam em locais de condições semelhantes. Bactérias foram encontradas sobrevivendo no interior das camadas de gelo da Groenlândia e da Antártida, a cerca de 3 000 m de profundidade. Nesses locais, as temperaturas são muito abaixo de 0 °C, a luz está ausente, a pressão é muito alta, a concentração de gás oxigênio é baixa e existe pouca disponibilidade de água líquida. Ainda assim, a existência de vida nessas condições apoia a possibilidade de haver vida na lua Europa.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Comentar com os estudantes que a Nasa prevê uma missão espacial para a lua Europa na década de 2020, a missão Europa Clipper. Explicar, também, que a nave da Europa Clipper orbitará ao redor do satélite à procura de plumas de água que foram avistadas pela sonda Galileo. O objetivo da missão é obter algumas amostras desse líquido, para buscar possíveis microrganismos que existam ali. Comentar que essas plumas de água, que podem ser jatos de água líquida ou vapor de água, também foram detectadas pelo telescópio espacial Hubble.

Gelo em Marte

Explicar aos estudantes que, juntamente com Europa, Marte é um dos principais alvos para a busca de vida fora da Terra. No ano de 2018, uma nova missão não tripulada foi enviada a Marte, a InSight, com duração prevista de quatro anos. O objetivo da missão é estudar o interior do planeta e suas camadas. As missões enviadas a Marte serão estudadas com mais detalhes mais adiante na Unidade.

Se desejar, indicar aos estudantes a leitura da matéria do #FICA A DICA, Estudante, em que são divulgadas algumas descobertas da sonda InSight relacionadas à estrutura de Marte, permitindo a formulação de hipóteses em relação à idade marciana em comparação com a da Terra.

link a seguir.

• ISÍDIO, Ricardo. InSight: Marte possui um núcleo maior, menos denso e mais líquido. TecMundo [S. l.], 23 jul. 2021. Disponível em https://www. tecmundo.com.br/ciencia/221689-insight-marte -possui-nucleo-maior-denso-liquido.htm. Acesso em: 30 jun. 2022.

Representação artística do satélite Europa, uma lua de Júpiter.

ESA/ROSCOSMOS/CASSIS/CC BY-SA 3.0 IGO

OCEANICWANDERER/SHUTTERSTOCK.COM

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ENTRE CONTEXTOS

Explicar aos estudantes o que é uma zona hadal, que se caracteriza por ser um ecossistema situado em regiões com mais de 6 000 m de profundidade. A falta de luz e a intensa pressão desses locais criam condições muito hostis para a vida. Por exemplo, em uma região situada a 11 000 m de profundidade, a pressão atinge 1 100 atmosferas. Nesse momento, comentar que, a cada 10 metros de profundidade na água, a pressão aumenta 1 atmosfera e que, nos seres humanos, isso pode ser percebido por meio do aumento da pressão dentro das orelhas.

Comentários sobre as atividades

A atividade 2 contribui para o desenvolvimento da competência específica 5 e das competências gerais 2 e 7

1. Propor a discussão sobre quais aspectos da Terra podem ser associados ao que se espera encontrar fora do planeta e de que modo o conhecimento daqui pode contribuir para a busca de vida fora da Terra.

2. O objetivo da questão é que os estudantes compreendam que a expectativa de encontrar vida alienígena no Sistema Solar não está relacionada a seres humanoides, dotados de inteligência, mas a seres vivos mais simples, que evoluíram em ambientes com condições extremas quando comparados à maioria dos ambientes terrestres. Espera-se que eles citem que, para a comprovação das hipóteses, é preciso estudar os locais com potencial para o desenvolvimento da vida.

A busca pela vida fora da Terra

Diversos ambientes presentes na Terra são propícios à biodiversidade. Entretanto, alguns apresentam condições extremas que limitam a presença de seres vivos. Um exemplo são as zonas hadais do oceano, regiões abaixo dos 6 000 metros de profundidade que possuem alta pressão, temperaturas de 1 °C ou 2 °C e ausência total de luz.

Estudar estas regiões é importante para a busca de vida extraterrestre, como mostra o trecho da reportagem a seguir.

As profundezas dos oceanos da Terra são surpreendentemente similares a algumas das condições que a Nasa espera encontrar em outros mundos do nosso Sistema Solar. Elas poderão até fornecer indicações sobre onde os cientistas deveriam procurar vida alienígena.

[...]

Descobrir organismos que podem não apenas sobreviver, mas se proliferar nesse ambiente opressivo levanta questões importantes para os biólogos que examinam além dos domínios do nosso planeta — como se esses organismos poderão também ser encontrados em oceanos de outros mundos.

[...]

Ou seja, a cada passo que damos rumo à exploração de outros mundos, aprendemos também um pouco mais sobre algumas das partes mais inexploradas do nosso próprio planeta azul.

GERRETSEN, Isabelle. Por que a Nasa está explorando as profundezas dos oceanos. BBC News Brasil, São Paulo, 22 jan. 2022. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/vertfut-60087784. Acesso em: 5 maio 2022.

Representação do peixe-caracol (Pseudoliparis swirei), descoberto em 2017, há aproximadamente 8 000 metros de profundidade.

•

Atividades

NÃO ESCREVA NO LIVRO.

1. Sim, pois a Terra possui alguns ambientes com condições limitantes ao desenvolvimento da vida, semelhantes a outros encontrados no Sistema Solar. Conhecer esses ambientes aqui na Terra e os seres vivos que nele habitam pode orientar as buscas por evidências de vida em ambientes fora da Terra.

1 Conhecer melhor a Terra é essencial para encontrar a vida fora dela? Justifique sua resposta.

2 Considere a existência de vida alienígena no Sistema Solar. Forme um grupo com os colegas e, com base no texto e em pesquisas na internet, levantem uma hipótese sobre que tipo de vida seria possível encontrar. Montem uma apresentação digital com dados que fundamentem a hipótese do grupo sobre o assunto, bem como de que maneira ela poderia ser comprovada. Apresentem também um desenho da forma de vida extraterrestre que vocês imaginam existir.

Resposta pessoal.

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Viagem ao espaço

Viagens ao espaço fascinam os seres humanos há muito tempo e a possibilidade de que elas ocorram está progredindo com o avanço dos estudos científicos e do desenvolvimento tecnológico. No entanto, ainda existem muitos problemas que impossibilitam viagens interplanetárias.

As explorações espaciais demandam recursos tecnológicos, cujo desenvolvimento e a manutenção é extremamente custoso financeiramente. Além disso, as distâncias astronômicas a serem percorridas são muito longas. Para se ter uma ideia, uma viagem tripulada à Marte, que está a aproximadamente 1,5 UA do Sol, teria, em média, seis meses de duração. Agora, uma viagem para a Próxima Centauri, a estrela mais próxima do Sistema Solar, envolve um percurso de 267 UA, ou 4,22 anos-luz.

próxima possível, conforme seus movimentos de translação e rotação. Ainda assim, o tempo de viagem estimado é de, aproximadamente, seis meses.

Apesar das dificuldades, há viagens ao espaço que estão sendo planejadas. A Nasa tem como meta enviar novamente astronautas para a Lua ainda na década de 2020 – a primeira mulher e o próximo homem – em um projeto chamado Artemis. Será estabelecida uma base no polo sul da Lua para que novas tecnologias sejam testadas para explorar e utilizar recursos lunares, como água e minerais. Posteriormente, essa base será o local de lançamento de espaçonaves que devem levar o ser humano para Marte em uma missão prevista para a década de 2030. O Brasil assinou um contrato de parceria com a Nasa para essa missão.

Marte foi escolhido por diversas razões estratégicas, práticas e científicas. Esse planeta é bastante próximo da Terra, em relação aos demais planetas e satélites. O estudo do planeta pode auxiliar o entendimento de como a vida surgiu na Terra. Marte também pode ser um destino para a sobrevivência da humanidade no futuro.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Viagem ao espaço

No planejamento dessa aula, verificar como está o andamento do programa Artemis, identificando o que já foi realizado e o que ainda não foi. É possível que, no momento da realização da aula, a exploração humana da Lua por esse programa já tenha sido iniciada. Comentar sobre o nome da missão: Artemis é irmã de Apolo na mitologia grega. Apollo foi o nome da primeira

Na imagem produzida pelo simulador Stellarium, as letras S e SE referem-se às direções sul e sudeste, respectivamente. Há mais informações nas Orientações para o professor 257

missão que levou o ser humano à Lua. Destacar aos estudantes que a missão Artemis será a primeira a levar mulheres e pessoas negras à Lua. Relembrar aos estudantes as unidades de medida astronômicas, estudadas na Unidade anterior. Reforçar que 1,5 UA equivale a 225 milhões de quilômetros e explicar que, para a possível viagem a Marte, os seres humanos percorreriam uma distância bem menor do que essa, visto que o lançamento do foguete seria programado para quando os planetas estivessem à distância mais

Comentar com os estudantes que, se considerarmos, por exemplo, uma viagem até Próxima Centauri a uma velocidade de 500 000 km/h, velocidade mais alta já alcançada por um aparelho construído pelo ser humano até o momento, obtida pela sonda Parker Solar Probe, que orbita nosso Sol, essa viagem levaria, aproximadamente, 9 115 anos. Auxiliar os estudantes a interpretar a imagem indicada no Livro do estudante produzida no simulador Stellarium. Explicar que, nessa imagem, não é possível visualizar a Próxima Centauri; –apenas indica-se a região em que está localizada no céu na data e horário simulados na região de Londrina (PR). Se possível, recomendar que os estudantes acessem esse programa (link está indicado na seção Ampliando da página 240 deste Manual do professor) e simulem a imagem do céu do munícipio em que residem para a mesma data e horário. Solicitar que comparem a imagem do céu obtida para sua região com a apresentada no Livro do estudante, reconhecendo aspectos similares e distintos. Esta atividade oportuniza o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6

Ao trabalhar o assunto sobre a viagem a Marte, conversar com os estudantes sobre os problemas que podem levar a humanidade a buscar outros locais para garantir a sua sobrevivência, como a superpopulação do planeta, o esgotamento dos recursos naturais e o aumento da temperatura global.

Localização da estrela Próxima Centauri no céu da cidade de Londrina (PR). A imagem foi produzida pelo simulador Stellarium para o dia 9 de novembro de 2024, às 3h20 da manhã.

STELLARIUM-WEB.ORG

Próxima Centauri

Atria

Y TrA

Rigil Kentaurus

Hadar

Alnair

Muhlifain

Mimosa

Acrux Imai Gacrux e Cen

S Cen a Mus

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao comentar sobre a possibilidade de exploração humana, mencionar que o Programa de Exploração de Marte determinou e determinará diversas missões com objetivos específicos ao planeta. Explicar também que, até meados de 2022, existiam oito missões da Nasa em curso em Marte, todas não tripuladas. A missão Mars Odyssey, por exemplo, enviou uma sonda à órbita de Marte em 2001, cujas medições permitiram aos cientistas criar mapas dos elementos químicos encontrados e identificar regiões que apresentavam gelo. Além disso, a sonda identificou locais de radiação alta em Marte – informação essencial para a exploração humana do planeta, por conta de seus efeitos prejudiciais à saúde.

Apresentar também aos estudantes a missão Mars Exploration Rover – Opportunity, que enviou um robô à superfície de Marte em 2003. Explicar a eles que essa missão auxiliou os estudos e a caracterização da variedade de rochas e do solo marciano, além de, recentemente, ter encontrado evidências que sugerem que o planeta pode ter abrigado vida em tempos antigos. Uma delas seria a descoberta de moléculas formadas por carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e outros elementos –moléculas associadas à vida.

O vídeo disponibilizado no link do #FICA A DICA, Professor traz boas informações sobre a pesquisa acerca de exoplanetas, as quais auxiliam as discussões sobre mundos muito diferentes do nosso.

Atualmente, diversos robôs estão na superfície de Marte, coletando e analisando amostras e enviando dados para nosso planeta. Em 2020, foi enviado a Marte o robô Perseverance (do inglês, perseverança), com a missão de investigar a potencial existência de vida no planeta. Entre suas tecnologias, está um instrumento capaz de gerar gás oxigênio a partir do gás carbônico encontrado na atmosfera marciana – o que seria fundamental para suprir os astronautas durante a missão.

Diversas tecnologias têm sido desenvolvidas e testadas para auxiliar nessa missão, como novos foguetes para o lançamento, naves espaciais, instrumentos de análise do relevo e da composição química de materiais, além de trajes adequados, que confiram proteção aos astronautas

Representação artística da nave espacial Orion. Desenvolvida pela Agência Espacial Europeia (ESA), foi projetada para longas viagens espaciais, permitindo missões por todo o Sistema Solar.

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#FICA A DICA, Professor

O curta-metragem sobre exoplanetas indicado a seguir, da National Geographic, enfatiza as descobertas de exoplanetas: mundos localizados fora do sistema solar, com formas totalmente diferentes do nosso. O conteúdo está em inglês, mas é possível ativar legendas em português.

• EXOPLANETS 101. 2019. Vídeo (3min53s). Publicado pelo canal National Geographic. Disponível em: https://youtu.be/EUU0-Zp FoK4. Acesso em: 30 jun. 2022.

5. Resposta pessoal. Professor, o objetivo da questão é que os estudantes se posicionem criticamente diante das duas visões apresentadas sobre as viagens espaciais. Incentivar o pluralismo de ideias, de modo que argumentem sobre ambas as visões, justificando se concordam com elas ou discordam delas. Comparar as respostas dos estudantes com as obtidas na questão 3 da abertura dessa Unidade. Para ampliar a conversa, se desejar, desenvolver a seção O assunto é... que está no final desta Unidade.

Viagens tripuladas por longas distâncias exigem a disponibilidade e manutenção de recursos à tripulação, como alimento e gás oxigênio, além de treinamento físico e psicológico, entre outros fatores. Muitos problemas podem acontecer por causa da ausência de gravidade e da incidência de radiação.

A coordenação motora, o equilíbrio e a locomoção são afetados.

Problemas de visão podem ocorrer.

fluido por esses órgãos, principalmente água, maior é a probabilidade de se formarem cálculos.

Mencionar à turma que, além dos problemas fisiológicos, o longo confinamento pode deixar os astronautas sujeitos a problemas psicológicos. Sobre isso, ler o trecho a seguir.

Os ossos perdem densidade.

Os fluidos corporais são distribuídos de forma anormal pelo corpo, concentrando-se na parte superior.

Os músculos esqueléticos perdem massa e força.

O risco de desenvolvimento de cálculos renais aumenta por causa da redução do volume de sangue que passa pelos rins.

Elaborado

O organismo pode se tornar mais suscetível a alergias.

Pode haver mudanças na pressão sanguínea.

Esquema indicando os efeitos da gravidade e das radiações no corpo humano durante longos períodos no espaço.

Estimativas da World Population Data Sheet do ano de 2020 apontam para a existência de cerca de 9,9 bilhões de pessoas no mundo em 2050. Esse aumento pode provocar o esgotamento de recursos naturais disponíveis na Terra. Além disso, atividades humanas descontroladas podem intensificar ainda mais o efeito estufa natural. Com base nesses fatos, alguns cientistas afirmam que os altos custos das missões espaciais deveriam ser revertidos para áreas de pesquisa que tenham aplicação direta para resolver esses problemas. Pelos mesmos motivos, outros acreditam que a exploração interplanetária será essencial e necessária para a sobrevivência de nossa espécie, a longo prazo. Alguns defendem que as viagens espaciais propagariam a vida humana pelo Universo e seriam interessantes para atender às curiosidades de exploração dos seres humanos.

5 E você, considerando seus conhecimentos atuais, como se posiciona em relação ao investimento em missões espaciais? Converse com seus colegas.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ao abordar os danos causados pela ausência de gravidade, comentar que, nessa situação, o sistema cardiovascular tende a redistribuir o fluxo sanguíneo dos membros inferiores aos membros superiores e à cabeça, o que pode provocar o aumento da pressão sanguínea na região, ocasionando problemas de saúde, como um acidente vascular cerebral.

Com relação aos ossos, explicar que eles tendem a perder cálcio, mineral que os forma, o que pode levá-los a se tornar fracos e quebradiços. Comentar que estudos feitos nas viagens das missões Apollo 14 e Apollo 16, missões que foram até a Lua após a Apollo 11, demonstraram um índice de perdas de minerais no osso calcâneo de 5% a 6%, que são valores muito acima do esperado, de 0,1% ao ano. Em relação aos efeitos sobre os rins, explicar aos estudantes que, com menor passagem de

Além dos problemas fisiológicos, também pode haver consequências psicológicas. Ter quatro pessoas [...] em uma cápsula durante seis meses pode provocar incompatibilidade entre elas. Por isso, os grupos da expedição são selecionados cuidadosamente levando em conta que possam trabalhar eficazmente em equipe. [...] A isso se deve somar possíveis transtornos do ritmo circadiano, já que, segundo Clemente [diretor do Museu da Ciência de Barcelona], “em uma nave orbital você pode ver um nascer e um pôr do sol a cada 90 minutos. Portanto, o ritmo de 24 horas se desmonta”.

RUBIO, Isabel. Por que os astronautas crescem até 5 centímetros quando vão ao espaço. El País, Madrid, 10 jan. 2018. Disponível em: https:// brasil.elpais.com/brasil/2018/01/10/ ciencia/1515596656_020248.html. Acesso em: 30 jun. 2022.

Propor que os estudantes discutam as posições defendidas pelos dois grupos de cientistas em relação aos altos custos das viagens espaciais, estimulando-os a buscar soluções consensuais.

Comentário sobre a atividade

5. Aproveitar para fazer um debate com os estudantes. Separar a turma em dois grandes grupos, um com aqueles que concordam com os investimentos em viagens espaciais e outro com aqueles que não concordam. Estimular que defendam seus pontos de vista, mas que também prestem atenção aos argumentos dos colegas com opiniões contrárias às suas. Aproveitar a oportunidade para reforçar que devemos sempre respeitar opiniões diferentes das nossas.

com base em: THE HUMAN Body in Space. Nasa. Washington, D.C., 2 fev. 2021. Disponível em: https:// www.nasa.gov/hrp/bodyinspace. Acesso em: 18 maio 2022.

IMAGEM FORA DE PROPORÇÃO.

AS CORES NÃO SÃO REAIS.

HÉCTOR GÓMEZ

Ocorrem problemas na produção de células de defesa do corpo.

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ATIVIDADES

As atividades desta seção mobilizam a habilidade EF09CI16

1. A atividade tem o objetivo de verificar se os estudantes compreenderam o que é Astrobiologia e qual é a importância de seus objetos de estudo. Ao trabalhar com a questão, enfatizar à turma que as pesquisas realizadas pela Astrobiologia são de grande importância para o conhecimento da vida na Terra e para a compreensão de como poderia ser a vida em outros locais do Universo.

2. Aproveitar a oportunidade para descaracterizar a representação da vida extraterrestre em Marte tradicionalmente feita pela mídia, como representada na tirinha por criaturas verdes. Dizer que boa parte das pesquisas que buscam pela existência de vida em outros planetas do Sistema Solar consideram a possibilidade de se tratar de formas de vida simples, como microrganismos. Sobre outros sistemas estelares, não é possível fazer afirmações.

As atividades 2 e 3 visam retomar as características necessárias a um planeta ou a uma lua para que possam abrigar vida. Nesse momento, retomar o conceito de zona habitável, local onde há maior chances de se encontrarem planetas e luas com essas características. Explicar aos estudantes que, até o momento, não há evidências de vida fora do planeta, mas a presença de gelo e a possibilidade de que exista água líquida por baixo das camadas de gelo, como em Titã e Europa, trazem esperanças aos cientistas de que sejam encontrados microrganismos extremófilos nesses locais. Além disso, há possibilidade de que existam planetas com características semelhantes às da Terra em locais do Universo ainda desconhecidos. É possível utilizar estas duas atividades como avaliação para

1. É um empreendimento científico que envolve diferentes disciplinas que visam responder a questões como a origem da vida, seu futuro e se ela existe em outros locais no Universo, além da Terra.

• ATIVIDADES

1. O que é Astrobiologia?

2. a) Não, pois Marte não se localiza em uma zona habitável e, portanto, até agora, tudo indica que é um planeta sem água no estado líquido.

4. a) O investimento em pesquisas e explorações espaciais que buscam vida, no caso, em Marte; enquanto na Terra as atividades humanas que exploram os recursos estão destruindo a vida.

4. b) Resposta pessoal.

2. Leia a tirinha a seguir e responda às questões.

4. c) O entendimento de que a exploração espacial será essencial para a sobrevivência de nossa espécie a longo prazo. Outros argumentos seriam a propagação da vida pelo Universo e a curiosidade exploratória do ser humano.

a) O contexto da tirinha refere-se à descoberta de vida no planeta Marte. Considerando o que você estudou, isso seria possível?

b) Considerando as características da vida na Terra, cite alguns fatores que os cientistas procuram em outros planetas para classificá-los como com potencial para abrigar vida.

3. Ao estudar a zona habitável na galáxia, um estudante fez a seguinte afirmação: “A Terra é o único planeta em que existe vida no Universo por causa de suas condições únicas de temperatura, que permitem a existência de água no estado líquido”. Você concorda com o estudante? Justifique sua resposta.

Resposta pessoal.

4. Analise a charge a seguir e responda às questões.

a) O que é representado na charge?

b) Essa charge pode ser interpretada como uma crítica à exploração espacial que busca condições favoráveis à vida, considerando que não exploramos o nosso planeta de forma a valorizar e a preservar a vida aqui existente. Você concorda com essa crítica? Por quê?

c) Alguns cientistas apresentam argumentos favoráveis à exploração espacial, independentemente de como vem sendo feita a exploração dos ambientes da Terra. Explique alguns desses argumentos.

d) Elabore uma tirinha, uma música ou um poema que mostre e contraste ambos os entendimentos em relação à exploração espacial. Apresente o material produzido aos seus colegas.

4. d) Resposta pessoal.

2. b) Existência de uma estrela estável, de vida longa; ser um planeta rochoso; ter água líquida em sua superfície; ter uma atmosfera semelhante à da Terra.

verificação de aprendizagem dos estudantes sobre as características locais que podem possibilitar a existência de vida e sobre a definição de zona habitável.

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3. Nesta atividade, é possível que os estudantes considerem a possibilidade de que existam, em algum lugar do Universo, condições para a existência de vida similares às da Terra.

4. Esta atividade possibilita discussões que con-

tribuem para o desenvolvimento da competência geral 7 e da competência específica 5. O objetivo é retomar as diferentes posições dos cientistas e da população em geral com relação às viagens espaciais. Aproveitar a oportunidade para reforçar que, independentemente de ser contra ou a favor de investimentos para as explorações, é preciso tomar medidas e ações sustentáveis, a fim de reverter

ADÃO. [Acabo de encontrar vida em Marte!!!]. O Mundo Maravilhoso de Adão Iturrusgarai. [S l.], 2003.

GALVÃO, Jean. [Charge Marte e Amazônia]. Folha de S. Paulo, São Paulo, 28 jun. 2008.

5. b) Problemas na produção de células de defesa do corpo; concentração dos fluidos corporais na parte superior do corpo; problemas de visão; mudanças na pressão sanguínea; alterações na coordenação motora, no equilíbrio e na locomoção; perda de massa e força dos músculos esqueléticos; perda da densidade dos ossos; maior risco de desenvolvimento de cálculos renais; maior suscetibilidade a alergias.

5. Leia um trecho da reportagem a seguir e responda às questões.

Missões de longo prazo no espaço afetam cérebro dos astronautas Passar longos períodos no espaço não gera apenas atrofia muscular e reduções na densidade óssea nos astronautas, mas também parece ter efeitos duradouros no cérebro.

MISSÕES de longo prazo no espaço afetam cérebro dos astronautas. Diário da saúde, [s l.], 14 out. 2021. Disponível em: https://www.diariodasaude.com.br/news.php?article=missoes-longo-prazo-espaco-afetam-cerebroastronautas&id=14978. Acesso em: 18 maio 2022.

a) Para você, que fatores, entre os quais você aprendeu, podem estar associados às alterações notadas no corpo dos astronautas?

b) Cite algumas outras possíveis consequências para a saúde do ser humano após a permanência no espaço por muito tempo.

6. Gliese 581 é uma estrela que está a 20 anos-luz da Terra. O sistema planetário dessa estrela é constituído de seis planetas: Gliese 581 e, Gliese 581 b, Gliese 581 c, Gliese 581 g, Gliese 581 d e Gliese 581 f, sendo alguns considerados habitáveis. A seguir, há um esquema da zona habitável no sistema planetário de Gliese 581, em comparação com o nosso Sistema Solar.

possibilita o desenvolvimento da competência específica 6 e da competência geral 4

5. A atividade tem o objetivo de reforçar aos estudantes as alterações fisiológicas sofridas pelos astronautas durante as viagens espaciais.

6. a) Zona habitável é a região ao redor de uma estrela na qual sua energia permite temperaturas suficientes para a existência e a manutenção de água no estado líquido em condições normais de pressão e temperatura, entre 0 °C e 100 °C. Além disso, as características da atmosfera dos planetas na região também são importantes, pois devem facilitar e possibilitar a existência de água no estado líquido.

b) Gliese 581 g, Gliese 581 d e Gliese 581 c. Professor, considerar, caso os estudantes respondam que Gliese 581 c não se encontra na zona habitável.

c) Não, pois a distância entre a Terra e esse sistema planetário é muito grande. Além disso, existem diversos efeitos nocivos à saúde do ser humano provocados pela exposição prolongada à ausência de gravidade e à radiação do espaço, para os quais ainda não há tecnologia desenvolvida que possa compensá-los.

Elaborado com base em: GALANTE, Douglas et al. (org.). Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição: IAG/USP, 2016. p. 350.

Zona de habitabilidade do sistema planetário de Gliese 581, comparada à do Sistema Solar. As escalas utilizadas no esquema não apresentam proporção.

a) O que é zona habitável?

Respostas nas Orientações para o professor

b) Qual(is) planeta(s) do sistema planetário de Gliese 581 está(ão) classificado(s) na zona habitável?

#FICA A DICA, Professor Para saber mais sobre Gliese, acessar a reportagem disponível no link a seguir.

c) Com a tecnologia de que dispomos atualmente, seria possível realizar uma viagem tripulada ao(s) planeta(s) habitável(is) do sistema planetário de Gliese 581? Justifique sua resposta.

5. a) Professor, espera-se que os estudantes citem a ausência de gravidade no espaço. Considerar correto se eles citarem a radiação e o fato de os astronautas ficarem na mesma posição na nave por muito tempo.

• POSSIBILIDADES cósmicas. Pesquisa Fapesp, São Paulo, ed. 136, jun. 2007. Disponível em: https:// revistapesquisa.fapesp.br/possi bilidades-cosmicas/. Acesso em: 30 jun. 2022. as mudanças climáticas e de evitar o esgotamento dos recursos no planeta.

b) Avaliar os argumentos apresentados pelos estudantes para a defesa de seus pontos de vista (concordância ou discordância da crítica) e orientá-los na realização da atividade. Caso os estudantes tenham interpretações distintas da charge, incentivá-los a compartilhá-las com a turma. Uma alternativa para esta questão é direcionar dois grandes grupos, cada um de-

fendendo uma das opiniões sobre o assunto. Incentivar a manutenção do respeito ao pluralismo de ideias.

d) Na elaboração da tirinha, da música ou do poema, os estudantes utilizarão outras linguagens, bem como outros conhecimentos, para se expressar, havendo, assim, a possibilidade de trabalho integrado com os componentes curriculares Arte e Língua Portuguesa, da área de Linguagens. Dessa forma, esta atividade

Possível extensão da zona habitável relacionada a diversas variáveis

SELMA CAPARROZ

O ASSUNTO É…

Se desejar, é possível orientar os estudantes a realizarem a atividade 3 da seção Ciência em ação (página 267 do Livro do Estudante) antes de trabalhar esta seção. A atividade referida solicita que façam uma pesquisa sobre derivações de tecnologias espaciais utilizadas em sua comunidade, analisando sua frequência de uso. Ao finalizarem o trabalho com a atividade, os estudantes podem avaliar se as tecnologias consideradas são as mesmas que as trazidas no infográfico desta seção ou se são distintas, compartilhando-as, nesse caso, com a turma.

O infográfico presente nesta seção tem o objetivo de despertar a curiosidade dos estudantes a respeito da exploração espacial e de aproximar o assunto do cotidiano deles, ao lhes mostrar que diversas tecnologias que utilizamos atualmente originaram-se de pesquisas científicas desenvolvidas para a exploração do Universo.

Comentar com os estudantes que o termo em inglês spin-off significa desdobramento. No contexto exemplificado no infográfico, os spin-offs referem-se às tecnologias que inicialmente foram desenvolvidas para as necessidades das explorações espaciais, mas que, posteriormente, deram origem a produtos com aplicações em nosso cotidiano. Boa parte dessas derivações ocorreram a partir do trabalho de grupos de pesquisa acadêmicos ou de outras empresas. Apresentar outro contexto em que o termo spin-off costuma ser utilizado, como para filmes e séries desenvolvidos a partir de outros já existentes. Normalmente spin-offs de filmes ou séries são produzidos para explorar uma nova narrativa a respeito de uma personagem que ganha notoriedade do público.

Comentar sobre outras tecnologias que foram desenvolvi-

O ASSUNTO É...

Spin-offs

Diversas tecnologias foram criadas com o objetivo de garantir o sucesso de missões espaciais tripuladas, oferecendo aos astronautas condições seguras de sobrevivência no espaço. Muitas dessas tecnologias foram adaptadas para uso em nosso cotidiano; elas são conhecidas como spin-offs. Observe alguns exemplos.

MONITOR CARDÍACO

PURIFICADOR DE ÁGUA

O purificador de água utilizado em residências derivou de um sistema de filtros capaz de limpar as fontes de água de naves espaciais.

ALIMENTOS LIOFILIZADOS

Os alimentos liofilizados apresentam baixíssimo teor de água e devem ser hidratados no momento do consumo. Esse tratamento é interessante para a conservação do alimento, pois reduz a decomposição e a contaminação e aumenta a estabilidade. Eles foram desenvolvidos para alimentar astronautas durante viagens espaciais longas.

MATERIAIS NÃO INFLAMÁVEIS

Os materiais não inflamáveis que constituem os uniformes dos bombeiros foram fabricados, inicialmente, para uso em trajes e naves espaciais.

das por agências espaciais que utilizamos em nosso cotidiano, como o creme dental comestível, utilizado para a higiene bucal de pacientes incapacitados, e o termômetro que mede a temperatura corporal em segundos, fabricado utilizando-se a mesma tecnologia que mede o calor das estrelas.

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO POR SATÉLITES

GPS, televisões, internet e monitoramento do tempo, de queimadas e de desmatamentos são algumas das utilizações dos satélites atuais.

O monitor cardíaco atualmente utilizado em hospitais derivou de um sistema criado para monitorar os batimentos cardíacos dos astronautas em viagens espaciais. 262

Comentários sobre as atividades

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Esta seção contribui para o desenvolvimento da competência específica 2, além de abordar o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia

1. Spin-offs são tecnologias desenvolvidas com determinada finalidade, mas que acabam tendo aplicações em outra área também. Entre os exemplos que foram apresentados estão o purificador de água, o monitor cardíaco e a espuma viscoelástica, derivadas de tecnologias desenvolvidas em programas e missões espaciais. A atividade tem o objetivo de levar os estudantes a interpretar o infográfico,

ESPUMA VISCOELÁSTICA

A espuma viscoelástica atualmente utilizada em travesseiros e colchões ortopédicos foi desenvolvida para absorver impactos em assentos de ônibus espaciais.

TÊNIS ESPORTIVOS

O solado de borracha de alguns modelos de tênis esportivos foi fabricado com base em um procedimento de moldagem capaz de absorver impactos. Esse procedimento foi inicialmente realizado nas borrachas dos capacetes de astronautas.

DETECÇÃO DE VAZAMENTO DE GÁS

Os instrumentos criados para identificar a presença de gás metano em Marte (o que seria um indício de vida) auxiliam a detectar vazamentos em ductos de gás natural na Terra.

nitoramento ambiental e o aperfeiçoamento do sistema de detecção em tempo real do desmatamento no Brasil.

Para saber mais sobre o assunto, há informações no link indicado no #FICA A DICA, Professor

ÓCULOS DE SOL

A tecnologia capaz de filtrar a radiação ultravioleta utilizada nas lentes de óculos de sol foi derivada de cortinas de soldagem. Essas cortinas foram criadas em laboratórios espaciais para absorver, filtrar e dispersar a radiação danosa produzida em trabalhos com laser e soldagem.

• Atividades

1 O que são spin-offs? Cite um exemplo.

PURIFICADOR DE AR

O purificador de ar utilizado em residências e em estabelecimentos comerciais para eliminar eventuais patógenos no ambiente derivou de depuradores de ar criados para eliminar a presença de gás etileno, responsável por acelerar o amadurecimento de frutos. A presença desse gás não é desejável em viagens espaciais muito longas, nas quais os astronautas possivelmente precisarão cultivar seu próprio alimento em estufas espaciais.

4. O objetivo desta atividade é que os estudantes conheçam a origem de tecnologias que são comuns em seu cotidiano, analisando comparativamente a finalidade que possuíam quando foram criadas e a finalidade que passaram a ter posteriormente em nossa sociedade. Caso não seja possível produzir um vídeo, incentivá-los a produzir uma apresentação utilizando slides e outras mídias digitais. Esta atividade contribui para o desenvolvimento da competência geral 5 e da competência específica 6

#FICA A DICA, Professor

Para saber mais sobre a Agência Espacial Brasileira, acessar o link a seguir.

Resposta nas Orientações para o professor

2 A partir dos exemplos citados, é possível dizer que a Astronomia influencia o cotidiano da sociedade humana? Por quê?

Sim, pois para uma missão espacial, diversos estudos são realizados e muitos acabam propiciando o desenvolvimento de tecnologias que acabam por influenciar nosso cotidiano.

3 O Programa Espacial Brasileiro, desenvolvido pela Agência Espacial Brasileira (AEB), também contribuiu com o desenvolvimento de novas tecnologias. Um exemplo é a produção de um aço leve e de alta resistência. Esse material é utilizado nos trens de pouso de aviões comerciais, além de ter outras aplicações. Você sabia que, no Brasil, também há uma agência espacial? Qual é a importância disso?

Resposta pessoal.

4 Forme um grupo com seus colegas e realizem uma pesquisa sobre outras duas tecnologias que foram desenvolvidas para pesquisas espaciais, destacando qual foi sua finalidade inicial e qual é sua utilização aqui na Terra. Com os resultados obtidos, produzam um vídeo e o compartilhem em redes sociais ou no site da escola.

Resposta pessoal.

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refletindo sobre como os estudos astronômicos contribuem não somente para ampliar o conhecimento científico sobre o Universo, mas também para o desenvolvimento de novas tecnologias.

2. Comentar que os estudos são voltados para aumentar as chances de sucesso das missões e a segurança dos astronautas e que grande parte dessas tecnologias acaba gerando aplicações derivadas, ao que se denomina spin-offs

• AGÊNCIA ESPACIAL BRASILEIRA. Brasília, DF, [2019?]. Site Disponível em: https://www. gov.br/aeb/pt-br. Acesso em: 30 jun. 2022.

AVALIANDO

Durante o desenvolvimento dos Temas, é possível avaliar os conhecimentos dos estudantes. Neste momento, sugerimos uma avaliação que compreenda os conteúdos presentes em toda a Unidade 8, ao longo da qual puderam desenvolver e mobilizar as habilidades EF09CI15 e EF09CI16. Ver orientações sobre avaliações na página XLVIII deste Manual do professor

3. O objetivo deste questionamento é aproximar os estudantes da realidade brasileira sobre a Astronomia. Apesar de o Brasil não ter tantos recursos e tecnologias disponíveis quanto outros países, os pesquisadores brasileiros fazem importantes contribuições para a Astronomia. Ao trabalhar a atividade, comentar um pouco mais sobre a Agência Espacial Brasileira e seus programas, por exemplo, a missão Amazônia 1, que prevê a construção de três satélites de sensoriamento remoto para o mo-

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Elaborado com base em: SPINOFF. Nasa Washington, D.C., [2019?]. Disponível em: https:// spinoff.nasa.gov/. Acesso em: 18 maio 2022.

CRIS ALENCAR

Competências

Gerais: 2, 4, 5, 7, 9 e 10

Específicas: 2, 3, 4, 5 e 8

Habilidade

• EF09CI13

Temas contemporâneos transversais

• Educação ambiental

• Ciência e Tecnologia

Há comentários sobre como a habilidade, as competências e os temas contemporâneos transversais podem ser desenvolvidos no trabalho com a Ciência em ação na seção BNCC na prática da página LXXVIII deste Manual do professor

Sugestão de cronograma

• Atividade 1: 4 aulas

Aula 1: pesquisa e levantamento de ideias.

Aula 2: elaboração dos mapas mentais.

Aula 3: produção do manual digital com instruções sobre como elaborar mapas mentais.

Aula 4: produção do vídeo informativo sobre o manual.

• Atividade 2: 3 aulas

Aula 1: análise dos dados e resolução da situação-problema.

Aulas 2 e 3: elaboração de propostas de redução de impactos ambientais e produção do relatório.

• Atividade 3: 5 aulas

Aulas 1 e 2: pesquisa e seleção de derivações de tecnologias espaciais utilizadas no cotidiano e definição das estratégias que serão adotadas para o levantamento de dados e para a apresentação dos resultados.

Aulas 3 e 4: levantamento e análise dos dados referentes à frequência de uso das tecnologias selecionadas.

Aula 5: elaboração do formato escolhido para apresentação dos resultados.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

O conjunto de atividades desta seção oportuniza o desenvolvimento do pensamento computacional, pois sua resolução envolve

CIÊNCIA EM AÇÃO

• Orientações gerais

Forme um grupo com, no mínimo, seis integrantes. Para executarem as atividades propostas, organizem os membros do grupo conforme as orientações a seguir.

1 Escolham um líder para o grupo. Ele deve acompanhar o cronograma, dividir as tarefas, mediar a resolução de conflitos e incentivar os demais.

ATENÇÃO: a cada atividade, o líder deve ser trocado.

2 Criem um nome e um logotipo para o grupo.

3 Leiam as informações, procurem prever os possíveis problemas e identificar momentos em que a atividade pode ser decomposta em tarefas menores. Se as tarefas menores forem divididas entre os participantes do grupo, a atividade pode ser resolvida mais rapidamente. Anotem as dúvidas.

4 Elaborem uma lista de materiais necessários para cada atividade.

5 Ao final de cada etapa, produzam um relatório com os materiais e os procedimentos utilizados na produção desenvolvida pelo grupo.

DICA: Registrar as etapas possibilita identificar problemas com mais agilidade e achar soluções. Algumas soluções podem ser replicadas com mais facilidade quando há um histórico registrado.

6 Com a ajuda do professor, elaborem um cronograma para a execução das tarefas e para a apresentação dos resultados.

7 A cada atividade, o líder deve organizar uma conversa para distribuir as tarefas e definir as responsabilidades de cada integrante.

logotipo: símbolo que representa uma empresa, instituição, produto, podendo ser formado por uma letra, um grupo de letras ou uma imagem.

Os trabalhos em grupo favorecem a mobilização de habilidades como comunicação, gestão de tempo, solução de problemas, autoconfiança e cooperação, habilidades muito procuradas por empresas de todos os segmentos.

habilidades como a identificação e decomposição de problemas, o reconhecimento de padrões e a capacidade de raciocinar em algoritmos. Para mais informações sobre o pensamento computacional, ver a página XXXVII deste Manual do professor

Antes de realizar a seção, sugere-se a leitura das orientações gerais com a turma, para solucionar possíveis dúvidas. Dividir os estudantes em grupos e orientá-los na escolha de um líder, que será alternado entre as atividades, e no planejamento da divisão de tarefas entre os integrantes, consideran-

do o cronograma apresentado. É importante que todos tenham atribuições em todas as aulas, possibilitando a participação ativa em todas as etapas.

O número de integrantes de cada grupo deve permitir a formação de duplas, trios ou quartetos, objetivando a divisão de tarefas. Essa dinâmica permite aprofundar o desenvolvimento da competência geral 9.

Sugere-se que as aulas referentes às etapas de cada atividade sejam distribuídas ao longo do cronograma escolar, de forma que ocorram con-

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Atividade 1 • Mapa mental

•

Considere que...

Uma Organização Não Governamental (ONG) educacional quer ensinar estudantes a produzirem mapas mentais para ajudar em seus estudos.

Seu grupo deve desenvolver um manual digital que auxilie outros estudantes a produzir mapas mentais para estudar qualquer tema que queiram.

O manual deve conter explicações sobre como elaborar um mapa mental, como utilizar essa estratégia para estudar e três exemplos de mapas mentais. O primeiro exemplo deve trazer os principais conceitos da Unidade 1 deste livro.

O segundo deve ser sobre os conceitos da Unidade 2; e o último, sobre os da Unidade 3. Assim, os assuntos centrais serão: matéria, ondas sonoras e ondas eletromagnéticas.

O manual digital deve ser um documento que possa ser publicado na internet e que tenha, ao menos, um link para um vídeo produzido pelo grupo para auxiliar na compreensão das instruções. Após a produção, o vídeo pode ser publicado em uma rede social ou em uma plataforma de vídeos da internet, para gerar um link ativo. O próprio manual digital pode ser inserido em redes sociais ou no site da escola.

FICA A DICA

O mapa mental pode ser considerado uma técnica de estudo. Leia algumas estratégias para organizar um mapa mental e onde encontrar aplicativos que facilitam sua criação.

• NOVO, Benigno N. O que é um mapa mental? Para que serve? Passos para fazer um. Jusbrasil. [S. l.], 23 ago. 2020. Disponível em: https:// benignonovonovo.jusbrasil.com. br/artigos/916473889/o-quee-um-mapa-mental-para-queserve-passos-para-fazer-um.

• MELHORES aplicativos para criar mapas mentais. Porvir. São Paulo, 15 jul. 2019. Disponível em: https:// porvir.org/melhores-aplicati vos-para-criar-mapas-mentais/. Acessos em: 14 jun. 2022.

LEMBREM-SE: existem diversas maneiras de se construir um mapa mental. Escolham a maneira que mais agrade ao grupo.

# BENTINHO

pas, conforme descrito no Livro do estudante, com os seguintes conceitos: matéria (relacionado aos assuntos estudados na Unidade 1), ondas mecânicas (relacionado aos assuntos trabalhados na Unidade 2) e ondas eletromagnéticas (relacionado aos assuntos da Unidade 3).

Sugere-se que, para a produção do mapa mental da Unidade 2, os estudantes trabalhem com os conceitos relacionados às características gerais das ondas.

Em um segundo momento, os estudantes podem partir dos três mapas produzidos anteriormente para produzir um único mapa que abarque os conteúdos das Unidades 1, 2 e 3. O conteúdo sobre as características gerais das ondas pode ser utilizado para conectar os conceitos das Unidades 2 e 3.

C po Mente L livrosobre osassuntos Foconos estudos

Organiz a sequênciado estudo

Faz pausas c tas F h ário Objetivos

Tempo Offline

Ambiente

Bloque sitesf a doestudo Deslig celul Organizado Silencioso Arejado C o?

De c putad offline Prep c putad Iluminado

A elaboração do manual digital pode ser feita em programas de edição de texto gratuitos. O documento pode conter os seguintes tópicos: o que são mapas mentais (definição); elementos de um mapa mental (estrutura); como construir um mapa mental (passo a passo e apresentação dos exemplos dos mapas confeccionados); e recomendações de links externos complementares ao assunto. Caso essa estrutura seja adotada, sugere-se que produzam um vídeo informativo sobre os três primeiros tópicos, de modo que contribua para o entendimento dos futuros leitores do material produzido.

O vídeo pode ser gravado com a câmera dos celulares dos estudantes e editado com o auxílio de aplicativos gratuitos de edição de vídeo, que permitem corte de cenas, inserção de efeitos sonoros, entre outros recursos.

265

comitantemente ao trabalho com as Unidades do Livro do estudante às quais se relacionam.

ATIVIDADE 1 • MAPA MENTAL

Para a pesquisa de informações sobre mapas mentais, verificar previamente a disponibilidade da sala de informática da escola para possibilitar aos estudantes o acesso à internet. Caso isso não seja possível, orientar que realizem previamente essa etapa em suas residências. Após a pesquisa,

verificar se eles compreenderam o que são mapas mentais, sanando eventuais dúvidas.

No momento reservado para o levantamento de ideias iniciais, orientar a turma sobre a melhor maneira de planejar o modo como irão elaborar os mapas mentais (como será seu design, quais pontos serão destacados etc.) e a organizar a estrutura do manual digital (quais tópicos serão abordados).

Para a elaboração dos mapas mentais, em um primeiro momento, sugere-se produzir três ma-

Esta atividade oportuniza o desenvolvimento das competências gerais 4 e 5.

08:53 265

ATIVIDADE 2 • ANÁLISE AMBIENTAL

Orientar os grupos a definirem o líder para esta atividade e a planejarem a divisão de tarefas entre os integrantes.

Explicar aos estudantes o que é uma startup, utilizando o texto a seguir como base.

[...] Startup é um termo usado para classificar empresas novas e que oferecem produtos inovadores. Normalmente, esses negócios estão ligados a soluções tecnológicas que tentam atender a alguma necessidade do mercado. […]

GARRETT, Filipe. O que é startup? Entenda o significado e como funcionam essas empresas. Techtudo. [S. l.], 15 abr. 2020. Disponível em: https://www.techtudo.com. br/noticias/2020/04/o-que-e-startup-en tenda-o-significado-e-como-funcionam-es sas-empresas.ghtml.

Acesso em: 30 jun. 2022.

Os dados apresentados no Livro do estudante são fictícios. Auxiliar os estudantes a analisá-los, relacionando-os ao mapa que traz a localização das empresas e as áreas de coleta de água. Para ajudá-los nessa etapa, verificar a disponibilidade do professor de Matemática para auxiliar a turma na interpretação dos dados.

Com relação à quantidade de gás oxigênio dissolvido na água, os dados mostram que ela foi menor em 2023, se comparada a 2013, ao longo de todos os pontos de coleta do rio. Além disso, é possível verificar que, em 2023, houve uma considerável redução a partir do ponto de coleta R5, em que foram identificados valores abaixo e/ou iguais a 5 mg/L de gás oxigênio – condição estressante aos organismos aeróbios. Considerando a proximidade da empresa X do ponto de coleta R5, os estudantes podem inferir que ela foi responsável pela contaminação da água.

Sobre a quantidade de espécies existentes na região, os dados mostram que em 2023 foi menor que em 2013. Isso sugere que, ao longo do período consi-

Atividade 2 • Análise ambiental

• Considere que...

Você e seus colegas montaram uma startup ambiental e foram chamados para investigar denúncias de impactos ambientais que estariam sendo causados pelas empresas X e Y em determinada região de sua cidade.

Uma das empresas era acusada de poluir as águas de um rio e a outra, de retirar madeira ilegalmente do ambiente para ser utilizada como combustível em suas máquinas. Para verificar esses casos, analise a localização das indústrias e as áreas estudadas. Elas foram retratadas em dois momentos diferentes.

Para facilitar a investigação sobre a poluição das águas do rio próximo às empresas, a área foi dividida em 12 setores, indicados de R1 até R12. Em cada um desses setores, foi analisada a quantidade de gás oxigênio dissolvida na água, indicada em miligrama de oxigênio por litro de água (mg/L). Os dados obtidos foram comparados com os de uma análise semelhante feita anteriormente, no ano de 2013, quando as empresas ainda não estavam instaladas ali, conforme mostrado no gráfico a seguir.

Fonte: Dados fictícios.

Para avaliar os impactos possivelmente causados pelas empresas, foram utilizados os seguintes parâmetros gerais.

• Organismos aeróbicos expostos a 5 mg/L de gás oxigênio estão em condição estressante.

• Organismos aeróbicos expostos a menos de 2 mg/L acabam morrendo pela falta de gás oxigênio dissolvido na água.

Para investigar a ameaça à fauna e à flora local, foi realizado um levantamento das espécies de vertebrados e de plantas presentes na região. Observe os dados a seguir.

derado, populações de algumas espécies podem ter sido forçadas a migrar para outras localidades ou podem ter sido extintas localmente. Os dados também evidenciam que houve um aumento significativo no número de espécies ameaçadas em 2023, o que permite levantar a hipótese de que as operações das empresas X e Y representem fatores de ameaça à existência de algumas populações encontradas no local. Essa análise não permite a inferência de qual empresa esteja ocasionando esses impactos, mas, por eliminação, pode-se

apontar a empresa Y como responsável por eles. Considerar também os estudantes que apontarem ambas as empresas como responsáveis.

Esta atividade contribui para o desenvolvimento da habilidade EF09CI13, além das competências gerais 2, 7 e 10 e das competências específicas 3, 5 e 8. Também é trabalhado o tema contemporâneo transversal Educação ambiental

Levantamento de espécies na região (2013 e 2023)

Ano 2013 2023

home”). Então, deve-se clicar sobre os pontos de destaque em azul para obter informações das aplicações das tecnologias em cada um desses ambientes.

Com relação às estratégias para o levantamento de dados, sugere-se a elaboração de um questionário simples (impresso ou feito à mão) com uma breve descrição de cada tecnologia e campos para assinalar a frequência de uso, além de espaços para anotar as principais ideias obtidas nas entrevistas. O questionário e a entrevista podem ser feitos com membros da família dos estudantes e com a comunidade escolar.

A partir desses dados, montem um relatório que contenha:

a) uma discussão sobre os dados obtidos;

b) os possíveis impactos ambientais e a empresa responsável por cada um deles;

c) soluções para tentar reduzir os impactos ambientais.

Atividade 3 • Tecnologia ao nosso redor

• Considere que...

Com o objetivo de incentivar as pesquisas espaciais, cientistas gostariam de saber quais tecnologias inicialmente desenvolvidas para a exploração espacial estão atualmente presentes no cotidiano das pessoas e com que frequência elas são utilizadas. Como parâmetro para a “frequência de uso”, esses cientistas estabeleceram os seguintes critérios:

• Pouco: menos de uma vez por semana;

• Razoável: entre uma e duas vezes por semana;

• Frequente: entre três e cinco vezes por semana;

• Diário.

Como seu grupo poderia realizar essa tarefa, utilizando o parâmetro descrito? Conversem entre si e elaborem uma estratégia para o trabalho. Combinem também a maneira como os resultados serão apresentados. Uma sugestão é selecionar quais tecnologias serão consideradas no levantamento e entrevistar diferentes pessoas de seu bairro sobre a frequência com que as utilizam.

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

ATIVIDADE 3 • TECNOLOGIA

AO NOSSO REDOR

Orientar os grupos a definirem o líder para a atividade e a planejarem a divisão de tarefas entre os integrantes.

Para a pesquisa das derivações de tecnologias espaciais utilizadas no cotidiano, verificar previamente a disponibilidade da sala de informática

FICA A DICA

Sobre as aplicações das tecnologias espaciais em nosso cotidiano, acesse:

• BRASIL. Agência Espacial Brasileira. Aplicações espaciais . Brasília, DF: AEB, 2020. Disponível em: https://www.gov.br/aeb/pt-br/ programa-espacial-brasileiro/ aplicacoes-espaciais. Acesso em: 14 jun. 2022.

• INOVAÇÕES do setor de exploração aeroespacial que você usa no dia a dia. Museu WEG da ciência e tecnologia. Jaraguá do Sul, 28 fev. 2022. Disponível em: https:// museuweg.net/blog/inovacoes-dosetor-de-exploracao-aeroespacialque-voce-usa-no-dia-a-dia. Acesso em: 14 jun. 2022.

Independentemente da forma de coleta dos dados, ressaltar que é importante manter o anonimato dos participantes. Para isso, podem-se utilizar códigos ou nomes fictícios. Sugerir que ao menos a idade dos participantes seja revelada, ampliando, assim, as possibilidades de análise dos dados (é possível fazer uma análise por faixa etária, por exemplo, identificando as tecnologias mais utilizadas entre jovens, adultos e idosos).

Destaca-se que o objetivo desta atividade não é expor a realidade estudantil, visto que alguns estudantes podem não ter acesso a algumas das tecnologias em suas residências, mas permitir que avaliem a frequência de uso delas pela comunidade em que vivem.

Esta atividade contribui para o desenvolvimento das competências gerais 2 e 4 e das competências específicas 2, 3 e 4 Também é trabalhado o tema contemporâneo transversal Ciência e Tecnologia.

#FICA A DICA, Estudante

da escola para possibilitar aos estudantes o acesso à internet, ou realizar previamente essa etapa em suas residências.

Além das sugestões de pesquisa presentes no Livro do estudante, é possível recomendar o uso do simulador indicado no boxe #FICA A DICA, Estudante. Como ele está em inglês, sugere-se que o professor de Língua Inglesa seja convidado para auxiliar com a exploração do simulador. Ao acessar o link, é preciso escolher entre as opções “cidade” (“explore city”) ou “casa” (“explore

O link a seguir mostra aplicações de tecnologias espaciais no cotidiano.

• TRACE space back to you: have you ever wondered how space exploration and research impact your daily life? Nasa Home and City. Washington, D. C., 2022. Disponível em: https://homean dcity.nasa.gov. Acesso em: 30 jun. 2022.

Fonte: Dados fictícios.

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OUTRAS MANEIRAS DE APRENDER Visitar

As sugestões de visita apresentadas possibilitam que os estudantes ampliem o aprendizado dos conteúdos trabalhados ao longo deste Volume.

Ao visitar centros de ciências e museus cujas exposições se relacionam a temáticas relativas a transformações químicas e físicas, ondas sonoras e ondas eletromagnéticas, pode-se aprofundar o trabalho com objetos do conhecimento da unidade temática Matéria e energia do 9o ano da BNCC.

Ao visitar museus cujas exposições se relacionam à Genética e à evolução dos seres vivos, bem como Unidades de Conservação, é possível abordar objetos do conhecimento da unidade temática Vida e evolução do 9o ano da BNCC.

Por fim, ao visitar Observatórios e Planetários, pode-se ampliar o trabalho com objetos do conhecimento da unidade temática Terra e Universo do 9o ano da BNCC.

Se desejar, realizar uma visita conjunta com a turma. Para isso, verificar se a instituição de interesse tem um site para obter informações sobre como fazer o agendamento de visitas, como os exemplos indicados no Livro do estudante, ou mesmo se apresentam uma visita on-line interativa. Uma vez agendada, é preciso solicitar a autorização dos pais ou responsáveis pelos estudantes. Alternativamente, pode-se recomendar que eles visitem esses locais acompanhados de seus responsáveis, oportunizando uma atividade em família.

Uma sugestão de atividade a ser desenvolvida durante a visita a esses locais está descrita na seção Ampliando

A seguir, há sugestões de locais de visita, filmes e livros com conteúdos que contemplam o que você estudou neste livro.

Visitar

• Centro de Ciências da Universidade Federal de Juiz Fora

Rua José Lourenço Kelmer, s/n, Praça Cívica do campus da Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora (MG). Disponível em: https://www2.ufjf. br/centrodeciencias/.

• Museu Interativo da Física –UFPA

Av. Augusto Correa, 1, Campus Básico do Guamá, Belém (PA). Disponível em: https://www.minf.ufpa.br/.

• Museu Virtual da Evolução Humana

Rua do Matão, 277, Cidade Universitária, São Paulo (SP). Disponível em: https:// evolucaohumana.ib.usp.br/.

• Parque Nacional da Chapada dos Guimarães

Rodovia Emanuel Pinheiro, MT-251, km 50, Chapada dos Guimarães, Cuiabá (MT). Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/parna guimaraes/guia-do-visitante.html.

• Monumento Natural Estadual das Árvores Fossilizadas

Bielândia, a 50 km de Filadélfia (TO). Disponível em: https://pit.turismo. to.gov.br/pt/atracoes/filadelfia/natureza/ monaf-monumento-natural-das-arvoresfossilizadas-do-tocantins.

• Observatório Astronômico – UESC Rodovia Jorge Amado, km 16, bairro Salobrinho, Ilhéus (BA) Disponível em: https://www.oauesc.org/.

• Planetário de Vitória – UFES

Av. Fernando Ferrari, 514, Goiabeiras, Vitória (ES). Disponível em: https://www. ufes.br/planet%C3%A1rio.

• Planetário – UFSM

Praça Santos Dumont, prédio 45, Cidade Universitária, Santa Maria (RS). Disponível em: https://www.ufsm.br/ orgaos-suplementares/planetario/. (Acessos em: 14 jun. 2022.)

A Cachoeira Véu de Noiva, formada pelo rio Coxipó, tem 86 m de queda livre e é o principal ponto de visitação do Parque Nacional da Chapada dos Guimarães (MT).

AMPLIANDO

Orientar os estudantes a levarem consigo um celular para registro de imagens e sons e um caderno para anotações. Durante a visita, dizer para fotografarem ou gravarem, por meio de vídeos ou áudios, os ambientes que conhecerem e os objetos e/ou seres vivos que observarem. Solicitar, ainda, que façam registros das informações fornecidas pelo guia do local ou disponibilizadas em painéis ou placas e que anotem tudo o que considerarem relevante. Também

pedir que tentem relacionar os conteúdos estudados em sala de aula com os ambientes visitados.

Como forma de avaliação, os estudantes podem produzir um relatório digital que descreva os locais visitados, o que aprenderam durante a visita e o que mais lhes chamou a atenção, além de sentimentos ou impressões pessoais. No material, eles podem anexar as fotografias tiradas ou os vídeos e áudios gravados, caso o relatório seja digital.

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Assistir

• Césio 137 − O brilho da morte, de Luiz Eduardo Jorge. Brasil: 2003. (25 min). O documentário retrata o maior acidente radioativo da história do Brasil, em que dois catadores de resíduos sólidos encontram Césio 137 de um aparelho radiológico. Passado de mão em mão, o elemento químico, que brilhava no escuro, contaminou centenas de moradores.

• Uma dobra no tempo, de Ava DuVernay. Estados Unidos: Whitaker Entertainment Pictures, 2018. (109 min). Dr. Murry, com seu incrível conhecimento de física, consegue desenvolver um dispositivo que transforma ondas sonoras em ondas e luz; essa invenção cria uma instabilidade temporal que gera uma dobra no espaço, ocasionando a abertura de um portal para outros planetas.

• Extraordinário, de Stephen Chbosky. Estados Unidos: Paris filmes, 2017. (113 min). Auggie Pullman apresenta alterações no formato de seu rosto por causa de uma síndrome genética que afeta o desenvolvimento dos ossos. Por alguns anos de sua vida, ele foi educado em casa, por seus pais. Aos 10 anos de idade, ele começa a frequentar uma escola regular, onde terá novas experiências. O filme destaca questões relacionadas à discriminação, ao preconceito e à inclusão social, sobretudo escolar.

• Criação, de Jon Amiel. Inglaterra: Recorded Picture Company (RPC), 2009. (108 min). Charles Darwin tem alguns bloqueios para analisar os dados coletados durante a expedição que fizera ao redor do mundo, o que dificulta a redação de sua obra A origem das espécies. Esses bloqueios se relacionam às crises que enfrenta por causa da morte de sua filha, Anna, e ao dilema oriundo de suas crenças religiosas.

• Wall-e, de Andrew Staton. Estados Unidos: Pixar Animation Studios, 2008. (98 min). As ações não sustentáveis dos seres humanos foram responsáveis pela destruição do planeta Terra, tornando-o inadequado à existência de vida. Por isso, a humanidade passa a viver em uma gigantesca nave no espaço. O plano era que esse retiro perdurasse por alguns anos, enquanto robôs realizassem a limpeza do excesso de entulhos que recobria a superfície do planeta. Durante seu trabalho, o último desses robôs, Wall-e, depara-se acidentalmente com uma planta, o que deixa os seres humanos esperançosos para retomar sua vida na Terra.

• Geração Marte, de Michael Barnett. Estados Unidos: Netflix, 2017. (97 min). O documentário mostra o treinamento de adolescentes que desejam ser astronautas em um acampamento educacional nos Estados Unidos. O treinamento é direcionado à exploração do planeta Marte.

• Perdido em Marte, de Ridley Scott. Estados Unidos: 20th Century Fox, 2015. (144 min). Uma forte tempestade atinge Marte durante uma exploração por um grupo de astronautas, o que obriga o cancelamento da missão. O grupo é forçado a retornar à Terra sem um de seus membros, Mark Watney, que foi dado como morto. Watney, no entanto, está vivo. Sozinho e com poucos recursos, ele precisa lutar por sua sobrevivência no planeta marciano, utilizando seus conhecimentos para produzir alimentos, água e gás oxigênio, e tentar se comunicar com a Terra para um possível resgate.

envolvem a inclusão social, presentes na Unidade 4. Há também o filme Criação, cuja apresentação pode ser feita ao trabalhar as contribuições de Charles Darwin à consolidação do pensamento evolutivo, temática vista na Unidade 5. Já a animação Wall-e, pode ser exibida após o trabalho com a sustentabilidade, assunto da Unidade 6 deste Volume. Com relação aos objetos de conhecimento da unidade temática Terra e Universo do 9o ano da BNCC, sugere-se a apresentação do filme Geração Marte após a abordagem de assuntos relativos à exploração espacial, presente na Unidade 8 deste Volume. Além dele, pode-se exibir o filme Perdido em Marte ao discutir as questões que envolvem a viabilidade da sobrevivência humana fora da Terra, temática também explorada na Unidade 8. Os filmes podem ser exibidos ao longo de duas aulas. Caso não seja possível, uma alternativa é selecionar previamente trechos relevantes de cada filme, recomendando que os estudantes assistam aos vídeos completos em suas residências em momentos posteriores. Uma sugestão de atividade para trabalhar com filmes está descrita na seção Ampliando

AMPLIANDO

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ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS Assistir

As sugestões de filmes apresentadas oportunizam a ampliação do aprendizado dos estudantes sobre os conteúdos trabalhados ao longo deste Volume.

Com relação aos objetos de conhecimento da unidade temática Matéria e energia do 9o ano da BNCC, sugere-se a apresentação do filme

Césio 137 – o brilho da morte, após a abordagem do contexto histórico relativo à descoberta da radioatividade, estudado na Unidade 3 deste Volume. Além dele, sugere-se o filme Uma dobra no tempo, que pode ser apresentado durante o trabalho com ondas eletromagnéticas, conteúdo também presente na Unidade 3.

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Solicitar que os estudantes produzam uma resenha crítica de um dos filmes trabalhados, na qual terão que descrever e analisar o enredo assistido. Pedir que correlacionem algumas cenas ao conteúdo estudado em aula. A resenha crítica pode ser utilizada como parte da avaliação do aprendizado dos estudantes sobre os respectivos conteúdos abordados. Verificar a disponibilidade de um trabalho com o docente de Língua Portuguesa e/ou Arte em atividades com filmes, para a interpretação artística ou produção textual.

Com relação aos objetos de conhecimento da unidade temática Vida e evolução do 9º ano da BNCC, sugere-se a apresentação do filme Extraordinário, após o trabalho com questões que

ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

Ler

As sugestões de livros apresentadas oportunizam a ampliação do aprendizado dos estudantes sobre os conteúdos trabalhados ao longo deste Volume.

Os livros Elemento incomum, A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir dos elementos químicos e As cientistas: 50 mulheres que mudaram o mundo podem ser sugeridos como leitura complementar a objetos de conhecimento relativos à unidade temática Matéria e energia do 9o ano da BNCC, estudados ao longo das Unidades 1, 2 e 3 deste Volume.

Recomendar a leitura dos livros Novos dinos do Brasil e Um dia, um rio como forma de aprofundar o trabalho com objetos de conhecimento pertencentes à unidade temática Vida e evolução do 9o ano da BNCC, vistos durante o estudo das Unidades 4, 5 e 6 deste Volume.

Sugere-se a leitura dos livros Histórias da terra e do céu e Contato como ampliação da abordagem de objetos de conhecimento da unidade temática Terra e Universo do 9o ano da BNCC, estudados ao longo das Unidades 7 e 8.

Orientar que os estudantes façam a leitura dos livros em suas residências e marcar uma data para uma discussão sobre eles durante a aula. Alternativamente, pode-se realizar a atividade descrita na seção Ampliando.

• Elemento incomum, de Richarde Guerra. São Paulo: Valores Editorial, 2021.

Essa história em quadrinhos conta a jornada de autoconhecimento do jovem Hidrogênio, que quer descobrir suas origens. Nesse livro, você poderá aprender mais sobre a tabela periódica de uma maneira divertida.

• A colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir dos elementos químicos, de Sam Kean. Rio de Janeiro: Zahar, 2011.

Nesse livro, o autor nos guia por uma incrível história desde a descoberta do átomo, a organização da tabela periódica e a criação de elementos artificiais a como alguns elementos revolucionaram nossa vida.

• As cientistas: 50 mulheres que mudaram o mundo, de Rachel Ignotofsky. São Paulo: Blucher, 2017. Conheça as importantes contribuições de 50 mulheres à ciência e à tecnologia, desde a antiguidade até a contemporaneidade.

• Novos dinos do Brasil, de Luiz Eduardo Anelli. São Paulo: Peirópolis, 2020.

Nesse livro, você vai conhecer algumas das espécies de dinossauros que existiam no Brasil há milhões de anos, bem como a história de sua descoberta.

• Um dia, um rio, de Leo Cunha. São Paulo: Pulo do Gato, 2016. O livro retrata a consequência da negligência com o meio ambiente, de forma a ilustrar a voz de um rio indefeso e morto por um dos maiores desastres ambientais que aconteceram no Brasil: o rompimento de uma barragem de resíduos de uma mineradora.

• Histórias da terra e do céu, de Douglas Tufano. São Paulo: Moderna, 2014.

Conheça histórias mitológicas de povos indígenas brasileiros sobre fenômenos que ocorrem na natureza e no Universo.

• Contato, de Carl Sagan. São Paulo: Companhia de Bolso, 2008. Esse romance nos coloca em dúvida quanto a tudo que conhecemos, mostrando que vida extraterrestre não é sinônimo de homenzinhos verdes vivendo em Marte.

AMPLIANDO

Pedir aos estudantes que produzam um resumo do livro lido, destacando o que mais lhes chamou a atenção (uma cena em específico, alguma personagem, a forma de escrita do autor etc.). Solicitar também que apontem de que modo a leitura do livro contribuiu para seu aprendizado. Esse material pode ser utilizado como instrumento avaliativo. Verificar a disponibilidade do docente de Língua Portuguesa para auxiliar a turma nessa atividade.

BIBLIOGRÁFICAS REFERÊNCIAS

ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de química: questionando a vida moderna e o ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Apresenta princípios de Química, como estados físicos da matéria, átomos e moléculas, reações químicas e outros.

BRASIL. Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2000. Regulamenta o art. 225, § 1º, incisos I, II, III e VII da Constituição Federal, institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza e dá outras providências. Brasília, DF: Vice-presidência da República, 2002. Disponível em: http:// www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9985.htm. Acesso em: 14 jun. 2022.

Lei que determina o Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza, definindo suas categorias e atividades permitidas em cada uma delas.

BROWN, Theodore L. et al Química, a ciência central. 13. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016.

Discorre sobre diversos assuntos relacionados à Química, entre eles mudanças de estado físico, modelos atômicos, estrutura atômica, tabela periódica, reações químicas, equações químicas e balanceamento.

EXOPLANETS. Nasa. Washington, D.C., 9 jul. 2022. Disponível em: https://exoplanets.nasa.gov/. Acesso em: 14 jun. 2022.

Site da Nasa que apresenta dados atualizados sobre os exoplanetas descobertos (confirmados e candidatos).

GALANTE, Douglas et al. Astrobiologia: uma ciência emergente. São Paulo: Tikinet Edição: IAG/USP, 2016.

Apresenta fundamentos da Astrobiologia, além de discussões fundamentadas sobre temas pertencentes à área, como origem da vida, zonas habitáveis e busca por vida fora da Terra.

GRIFFITHS, Anthony J. F. et al. Introdução à genética. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016.

Discorre sobre conceitos e fundamentos relativos à Genética, como genes e alelos, genótipo e fenótipo, padrões de herança monogênica e heredogramas.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: gravitação, ondas e termodinâmica. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. v. 2. Apresenta fundamentos de gravitação, ondas e termodinâmica, como tipos de onda, suas propriedades e som.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: óptica e física moderna. 10. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. v. 4. Apresenta fundamentos de Óptica e Física Moderna, como ondas eletromagnéticas e espectro eletromagnético.

MADIGAN, Michael T. et al. Microbiologia de Brock. 14. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. Aborda aspectos da Microbiologia, como as contribuições de Louis Pasteur à refutação da geração espontânea.

MAYR, Ernst. O que é a evolução. Rio de Janeiro: Rocco, 2009. Aborda aspectos relacionados à evolução dos seres vivos, como um breve histórico do evolucionismo, as principais contribuições de Lamarck e de Darwin ao pensamento evolutivo e evidências da evolução.

PICAZZIO, Enos (ed. coord.). O céu que nos envolve: introdução à astronomia para educadores e iniciantes. São Paulo: Odysseus, 2011.

Aborda assuntos relativos à Astronomia, entre eles leituras do céu feitas por diferentes civilizações e um histórico dos modelos cosmológicos.

PIERCE, Benjamin A. Genética: um enfoque conceitual. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016.

Discorre sobre conceitos relativos à Genética Clássica, como os princípios básicos da hereditariedade, análise de heredogramas e exames genéticos, à Genética Molecular, como a estrutura do DNA, e à Genética de Populações.

REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.

Uma síntese detalhada dos assuntos que compõem os principais ramos da Biologia, como Genética, Evolução e outros.

RICKLEFS, Robert; RELYEA, Rick. A economia da natureza. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016.

Discorre sobre temas relativos à Ecologia, entre eles a conservação da biodiversidade.

SILVERTHORN, Dee U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.

Apresenta aspectos anatômicos e fisiológicos dos sistemas que compõem o corpo humano, entre eles os órgãos dos sentidos, como o olho.

SNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.

Aborda fundamentos da Genética, entre eles os experimentos de Mendel e os princípios básicos da herança mendeliana, além do cariótipo humano e de síndromes genéticas.

SOLAR System Exploration. Nasa. Washington, D.C., [2019?]. Disponível em: https://solarsystem. nasa.gov/. Acesso em: 14 jun. 2022.

Site da Nasa que detalha as características do Sistema Solar, como sua estrutura, seus componentes e outras.

WHAT does it mean to be human? Smithsonian National Museum of Natural History

Washington, D.C., 2022. Disponível em: https://humanorigins.si.edu/evidence/human-fossils/ species. Acesso em: 14 jun. 2022.

Aborda características e aspectos evolutivos de diferentes espécies de hominínios.

WILLIAMS, David R. Planetary Fact Sheet: Metric. Nasa. Greenbelt, 27 dez. 2021. Disponível em: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/. Acesso em: 14 jun. 2022.

Site da Nasa que apresenta dados métricos sobre os planetas do Sistema Solar.

YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física II: termodinâmica e ondas. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015.

Trata de conceitos e fenômenos físicos relacionados a termodinâmica e ondas, entre eles ondas mecânicas e suas propriedades.

YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física III: eletromagnetismo. 14. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015.

Trata de conceitos e fenômenos físicos relacionados ao eletromagnetismo, entre eles ondas eletromagnéticas e espectro eletromagnético.

ISBN 978-85-96-03668-9

9 788596 036689