Companhia das Ciencias 9ano by SOMOS Educação

MANUAL DO PROFESSOR ORIENTAÇÕES DIDÁTICAS

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SUMÁRIO AS CIÊNCIAS NO MUNDO E O MUNDO DAS CIÊNCIAS | 307 Conhecimentos e concepções prévias | 307 Influência da sociedade e dos meios de comunicação na percepção das Ciências | 307

REFERENCIAIS TEÓRICOS DO ENSINO DE CIÊNCIAS | 308

COMENTÁRIOS ESPECÍFICOS PARA O 9º ANO UNIDADE 1 – Os fundamentos da química e da física | 326 Capítulo 1 – Matéria e energia | 326 Capítulo 2 – Constituição da matéria | 330 Capítulo 3 – Transformações da matéria e da energia | 335

UNIDADE 2 – Introdução ao estudo da química | 338

O QUE, COMO E POR QUE ENSINAR CIÊNCIAS DA NATUREZA? | 309

Capítulo 4 – Substâncias e misturas | 338

O PAPEL DO ESTUDANTE COMO CONSTRUTOR DO CONHECIMENTO | 310

Capítulo 7 – Evolução do modelo atômico e distribuição eletrônica | 347

DIFERENTES ESTRATÉGIAS DE TRABALHO COM OS ESTUDANTES | 311

Capítulo 9 – Ligação iônica | 354

Capítulo 5 – A matéria e os átomos | 343 Capítulo 6 – Descobrindo a estrutura atômica | 345

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA E RECOMENDADA | 416

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AS CIÊNCIAS NO MUNDO E O MUNDO DAS CIÊNCIAS Vivemos em um tempo em que a Ciência e a Tecnologia estão cada vez mais presentes no dia a dia das pessoas. Na vida de nossos estudantes, isso não é diferente: além dos fenômenos naturais que sempre despertaram a curiosidade humana, as crianças e os adolescentes estão imersos em um universo repleto de informações e produtos ligados a conhecimentos científicos e tecnológicos. Sendo assim, a aprendizagem das Ciências – especialmente das Ciências Naturais – torna-se essencial para que nossos estudantes interpretem o mundo e atuem como cidadãos conscientes na sociedade em que estão inseridos. Mesmo em aspectos mais banais do cotidiano, o pouco conhecimento da cultura científica pode facilitar a manipulação das pessoas: é o caso de produtos comerciais que usam e abusam do termo “cientificamente comprovado” para atestar sua qualidade sem, no entanto, detalhar se e como tal “comprovação científica” foi feita. Na verdade, as afirmações que são feitas sobre os fenômenos naturais não podem ser “provadas”, “comprovadas” ou ainda “demonstradas”, apenas podem ser apoiadas empiricamente, corroboradas – se apoiadas por grande número de testes rigorosos – ou falsificadas. É o caso também de supostos artigos de divulgação científica que apregoam bases científicas para fatos que não são comprovados, muitas vezes apenas utilizados para uma exploração sensacionalista do tema. Exemplo disso são artigos que veiculam que “foi descoberta a cura da Aids”, mesmo sem que isso tenha sido realmente comprovado cientificamente. O mesmo ocorre em questões mais amplas. Como, por exemplo, posicionar-se em relação às promessas vindas do uso de células-tronco ou opinar sobre quais fontes de energia seriam mais viáveis e sustentáveis para o Brasil? Temas como esses são frequentemente expostos na mídia; uma análise crítica sobre eles requer conhecimentos básicos de Ciências, sem os quais essa avaliação pode ficar limitada ou mesmo impossibilitada de ser feita. Nesse contexto, qual é, então, o papel que cabe ao ensino de Ciências Naturais e a nós, professores de Ciências? Apresentaremos, a seguir, algumas informações e opiniões que julgamos importantes para o debate dessas questões. Elas são baseadas na experiência dos autores em sala de aula e nos conceitos trazidos por pesquisadores da área de educação, Ciência e ensino de Ciências Naturais. Esperamos, assim, contribuir para a reflexão e para o aperfeiçoamento da atividade docente.

Conhecimentos e concepções prévias Antes de cursar o Ensino Fundamental II (6o a 9o anos), os estudantes já estabeleceram diversas concepções a respeito da Ciência e da Tecnologia. Eles têm diversos conhecimentos prévios relacionados aos temas que estudarão ao longo desse período escolar. Tais concepções e conhecimentos prévios advêm não apenas da educação formal dos anos anteriores,

mas também da interação com familiares, amigos e diferentes fontes de informação com os quais têm contato. Em muitos casos, os conhecimentos prévios são apoiados em saberes populares e do senso comum; estas fontes, muitas vezes, fazem interpretações de fatos ou fenômenos de maneira parcial ou mesmo distinta da que faz a Ciência. Cabe ao(à) professor(a) apurar quais são eles e atuar como mediador nesse processo de comparação do conhecimento prévio para o conhecimento científico, seja para confirmar a correspondência entre ambos (caso o conhecimento prévio seja equivalente ao conhecimento científico) ou para promover a transição de um para outro (se o conhecimento prévio for uma interpretação equivocada à luz da Ciência). O processo de transição entre um conhecimento prévio equivocado e o conceito considerado cientificamente correto não é simples nem linear. Algumas vezes, o estudante pode “conciliar” ambos, elaborando uma explicação que seja um meio-termo entre aquilo que ele considerava correto e o que aprendeu nas aulas de Ciências. Outra possibilidade é que o estudante, de acordo com a conveniência, utilize ora o conhecimento prévio equivocado, ora o conceito adquirido na escola: no seu meio social, mantém aquilo que o senso comum julga certo, enquanto na escola sabe que, para satisfazer o(a) professor(a) e responder o que é esperado, deve usar o conceito conforme foi ensinado. Um exemplo que pode ilustrar essas situações diz respeito à fotossíntese: enquanto pelo senso comum o estudante pode acreditar que a planta se alimenta do solo, o conhecimento científico dado na escola lhe ensina que, embora os nutrientes do solo sejam importantes para seu desenvolvimento, a planta obtém alimento pelo processo da fotossíntese. Como saber se o estudante de fato incorporou de maneira significativa o conceito ou fez uma mescla entre conhecimentos prévios e conceito científico ou, ainda, simplesmente aprendeu a dar a resposta esperada ao(à) professor(a), sem compreender o conceito? Esta questão envolve os objetivos que se têm ao ensinar Ciências e como avaliar se estes objetivos foram cumpridos. Tais temas serão discutidos adiante; por hora, vale deixar claro que perguntar “O que é fotossíntese?” não é suficiente para saber se os estudantes superaram concepções errôneas ou enriqueceram seus conhecimentos prévios e compreenderam o conceito científico.

Influência da sociedade e dos meios de comunicação na percepção das Ciências Somados aos meios de comunicação, familiares, amigos e outras pessoas do círculo social do estudante influenciam fortemente sua visão de mundo, incluindo aí tudo o que é relativo à Ciência. Portanto, compreendermos como os brasileiros percebem a Ciência contribui para entendermos como nossos estudantes interpretam aquilo que pretendemos ensinar a eles.

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Pesquisa[1] recente sobre a percepção pública da Ciência e Tecnologia no Brasil mostrou que a maioria dos brasileiros entrevistados se interessa e busca informações sobre Ciência e Tecnologia e outros temas diretamente ligados a esse (meio ambiente, medicina e saúde). Apesar disso, são poucos aqueles que frequentam espaços científico-culturais, como museus, bibliotecas e zoológicos. Segundo a pesquisa, programas de televisão[2] são o principal meio de informação sobre Ciência e Tecnologia, seguidos por jornais impressos, revistas e internet[3]. Como boa parte da população se diz satisfeita com a divulgação científica feita pelos meios de comunicação (MCT, 2010), podemos então supor que a percepção sobre a atividade científica e o trabalho do cientista é bastante moldada pelos pontos de vista em que as informações de Ciência e Tecnologia são transmitidas. Assim, a porcentagem de pessoas que acreditam que a Ciência só traz benefícios à sociedade é quase igual àquela dos que creem que, apesar de ela trazer mais benefícios, alguns malefícios são produzidos[4]. Também é alto o número daqueles que consideram os cientistas como “pessoas inteligentes que fazem coisas úteis à humanidade”[5].

Estimular em nossos estudantes o questionamento crítico da visão estereotipada da atividade científica e dos cientistas, assim como desenvolver um raciocínio crítico sobre as informações transmitidas pela mídia, é fundamental para que eles possam formular opiniões embasadas em argumentos adequados e, assim, exercer plenamente sua cidadania. Uma sugestão de como esses objetivos podem ser trabalhados é trazer para a sala de aula notícias frequentemente divulgadas em jornais impressos, televisão ou internet, com títulos do tipo: “Descoberta a cura do câncer de pele”; “Gene é responsável pela depressão”; ou “Terapia com células-tronco recupera visão”. A interpretação e a análise crítica de notícias como essas envolvem responder perguntas como: “a pesquisa foi feita em seres humanos ou não?”, “há outros fatores ou hipóteses que podem explicar os resultados da pesquisa?”, “os resultados obtidos permitem chegar à conclusão noticiada na manchete?”. As respostas dadas mostrarão que a afirmação feita na manchete da notícia muitas vezes não corresponde totalmente ao que foi alcançado pela pesquisa. O exercício crítico pode ficar ainda mais rico se forem confrontadas duas ou mais reportagens sobre o mesmo assunto divulgadas por diferentes fontes de informação.

REFERENCIAIS TEÓRICOS DO ENSINO DE CIÊNCIAS O tipo de atividade sugerida acima se enquadra em uma perspectiva do ensino de Ciências na qual também se apoiam os livros didáticos da presente coleção. Tal perspectiva é relativamente recente se considerarmos as principais linhas de pensamento seguidas pela Educação e, em particular, pelo ensino de Ciências, ao longo da história. Até meados do século XX, predominou o chamado ensino “tradicional”, em que o processo de ensino-aprendizagem era visto como simples transmissão de conhecimentos. O(A) professor(a) era visto como a autoridade detentora de tais conhecimentos, e os estudantes, como meros receptores das informações. Os conhecimentos científicos eram considerados como verdades absolutas, inquestionáveis e independentes dos valores de quem os gerava. O ensino era exclusivamente conteudista, focando na transferência dos conceitos científicos e avaliando os estudantes de acordo com sua capacidade de memorizar tais conceitos. Muitos de nós, professores e professoras, em nossa trajetória desde estudantes até a formação profissional, tivemos nossa educação pautada por essa linha tradicional

de ensino. Por isso, o caminho “natural” e no qual nos sentimos mais seguros em trabalhar com nossos próprios estudantes é reproduzir, muitas vezes inconscientemente, esse modelo em que fomos formados. A reflexão sobre nossa prática é essencial para não cairmos nessa “armadilha”, de modo que possamos incorporar as inovações trazidas por novas abordagens na Educação e no Ensino de Ciências que, quando adequadamente aplicadas, garantem uma aprendizagem mais significativa por nossos estudantes. Críticas ao ensino tradicional e propostas de novos modelos de ensino surgiram já no início do século XX. O principal movimento surgido nessa época foi a chamada Escola Nova, que defendia a necessidade de uma participação ativa dos estudantes no processo de aprendizagem, com ênfase às atividades práticas. No ensino de Ciências, segundo os defensores da Escola Nova, a participação ativa dos estudantes deveria ser desenvolvida a partir da vivência do método científico, principalmente em aulas de laboratório, seguindo uma metodologia que ficou conhecida como “método da redescoberta”.

“Percepção Pública da Ciência e Tecnologia no Brasil” – Ministério da Ciência e Tecnologia (2010). Disponível em: <http://www.casadaciencia.ufrj.br/ abcmc/files/enquete_percepcao2010.pdf>. Acesso em: abr. 2015.

De acordo com o IBGE, 95,7% dos domicílios brasileiros possuíam televisão em 2009 (PNAD, 2009).

Segundo essa mesma pesquisa, 34,8% dos brasileiros acima de 10 anos acessaram ao menos uma vez a internet. Esse número sobe para 51,1% na faixa etária dos 10 aos 14 anos. “Educação e aprendizado”, “leitura de jornais e revistas” e “buscar informações e outros serviços” estão entre as cinco finalidades mais citadas pelas pessoas para usar a internet.

38,9% das pessoas acreditam que a Ciência só traz benefícios, enquanto 42,3% creem que ela traz mais benefícios que malefícios (MCT, 2010).

38,5% dos entrevistados concordam com essa frase, enquanto 12,5% acreditam que os cientistas são “pessoas comuns com treinamento especial” (MCT, 2010).

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Apesar da renovação na maneira de pensar a Educação trazida pelo movimento escola-novista, especialmente na incorporação da dimensão psicológica na educação, dois aspectos – um de natureza teórica e outro de aplicação prática – foram os principais alvos de críticas sofridas por essa abordagem. O primeiro diz respeito à visão positivista em que se apoiava a Escola Nova, atribuindo à Ciência um progresso contínuo e inequívoco em direção a um aperfeiçoamento da sociedade. A outra crítica está relacionada a um estereótipo criado pelo mote “participação ativa”: o de que apenas as atividades práticas em laboratório poderiam garantir tal participação dos estudantes e sua vivência do método científico. A perspectiva sobre o Ensino de Ciências foi sendo ampliada ao longo do século XX, recebendo contribuições tanto de teorias surgidas na Psicologia, sobre o processo de aprendizagem, como de novos paradigmas na Ciência. O papel ativo do sujeito na construção do conhecimento e a atuação do(a) professor(a) como mediador(a) da interação estudante-conhecimento receberam atenção especial em diversas linhas psicopedagógicas. Já a visão da Ciência como detentora de verdades absolutas e isenta de valores foi superada pela concepção da Ciência como uma atividade humana, cuja produção é influenciada pelo contexto social e histórico no qual se desenvolve. Como consequência, passou-se a defender que o ensino de Ciências deve realçar

o caráter não neutro da atividade científica, em que os valores sociais e as visões de mundo dos cientistas atuam de maneira decisiva na produção do conhecimento científico. Além disso, enfatizou-se a necessidade de trabalhar com conteúdos socialmente relevantes, ligados à realidade dos estudantes. É essa perspectiva que predomina atualmente no Ensino de Ciências da Natureza, permeando inclusive o principal documento de referência do Ensino de Ciências Naturais – os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) – como se pode perceber pelo trecho abaixo reproduzido dos PCN de Ciências Naturais para o 3o e 4o ciclos do Ensino Fundamental (MEC, 1998): “Mostrar a Ciência como elaboração humana para uma compreensão do mundo é uma meta para o ensino da área na escola fundamental. Seus conceitos e procedimentos contribuem para o questionamento do que se vê e se ouve, para interpretar os fenômenos da natureza, para compreender como a sociedade nela intervém utilizando seus recursos e criando um novo meio social e tecnológico. É necessário favorecer o desenvolvimento de postura reflexiva e investigativa, de não aceitação, a priori, de ideias e informações, assim como a percepção dos limites das explicações, inclusive dos modelos científicos, colaborando para a construção da autonomia de pensamento e de ação.” (p. 22-23)

O QUE, COMO E POR QUE ENSINAR CIÊNCIAS DA NATUREZA? A partir da perspectiva do Ensino de Ciências da Natureza exposta anteriormente, o(a) professor(a) depara-se com a questão colocada no título deste item: “O que, como e por que ensinar Ciências da Natureza aos estudantes?”. A resposta a esta pergunta deve passar antes por uma reflexão sobre os tipos de conteúdos que devem ser trabalhados nas aulas de Ciências da Natureza, que podem ser agrupados em três categorias: conteúdos conceituais: relacionados a fatos, conceitos e princípios. São os conteúdos relacionados ao saber; conteúdos procedimentais: relativos aos modos de construir o conhecimento. São os conteúdos relacionados ao saber fazer; conteúdos atitudinais: conteúdos relacionados aos valores e atitudes desenvolvidos na construção dos conhecimentos. São os conteúdos relacionados ao saber ser. Atualmente, está claro que, ao selecionar um tema para trabalhar com os estudantes, não se deve restringi-lo aos conteúdos conceituais. Alguns(mas) professores(as), talvez equivocados(as) com interpretações simplistas das teorias pedagógicas ou preocupados com o rótulo de “conteudistas”, menosprezam a importância dos conteúdos conceituais sem perceber que eles estão diretamente atrelados aos outros dois tipos de conteúdos. Como, por exemplo, um estudante pode compreender e distinguir os argumentos que defendem que 6

atividades humanas têm provocado o aquecimento global daqueles que são contrários a essa visão (conteúdos procedimentais) e posicionar-se criticamente em relação a esse assunto (conteúdo atitudinal), se não compreender o conceito de “efeito estufa” (conteúdo conceitual)? Sem uma fundamentação conceitual, a análise dos argumentos fica superficial e incompleta, e o posicionamento crítico dá lugar ao “achismo”. Certamente, isso não contribui de modo positivo para a formação cidadã dos estudantes. No entanto, para que a aprendizagem dos conteúdos conceituais seja significativa e não apenas memorização de conceitos, é preciso estabelecer uma verdadeira rede de conexões entre os conceitos, na qual cada um ganhe significado na sua relação com os outros. “Temperatura”, “efeito estufa”, “radiação solar” e “gases de efeito estufa” são alguns nós (conceitos) da rede que se relacionam ao conteúdo conceitual “aquecimento global” e que dão sentido a ele. A ligação entre os conceitos é feita a partir de conteúdos procedimentais, os quais, por sua vez, estão relacionados às competências cognitivas e habilidades instrumentais[6]. Em relação ao desenvolvimento dessas últimas, deve-se lembrar que envolvem três níveis de complexidade cognitiva: básico, operacional e global. De acordo com as “Matrizes Curriculares de Referência para o Saeb” (INEP, 1999):

Segundo as “Matrizes Curriculares de Referência para o Saeb” (INEP, 1999), “entende-se por competências cognitivas as modalidades estruturais da inteligência – ações e operações que o sujeito utiliza para estabelecer relações com e entre os objetos, situações, fenômenos e pessoas que deseja conhecer. As habilidades instrumentais referem-se, especificamente, ao plano do “saber fazer” e decorrem, diretamente, do nível estrutural das competências já adquiridas e que se transformam em habilidades.”

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“No Nível Básico encontram-se as ações que possibilitam a apreensão das características e propriedades permanentes e simultâneas de objetos comparáveis, isto é, que propiciam a construção dos conceitos. Consideramos competências de Nível Básico, por exemplo:

o bservar para levantar dados, descobrir informações nos objetos, acontecimentos, situações etc., e suas representações;

i dentificar, reconhecer, indicar, apontar, dentre diversos objetos, aquele que corresponde a um conceito ou a uma descrição [...]

No Nível Operacional encontram-se as ações coordenadas que pressupõem o estabelecimento de relações entre os objetos [...]. Estas competências, que, em geral, atingem o nível da compreensão e a explicação, mais que o saber fazer, supõem alguma tomada de consciência dos instrumentos e procedimentos utilizados, possibilitando sua aplicação a outros contextos. Entre as competências do Nível Operacional, podem ‑se distinguir:

c lassificar: organizar (separando) objetos, fatos, fenômenos, acontecimentos e suas representações, de acordo com um critério único, incluindo subclasses em classes de maior extensão;

o rdenar objetos, fatos, acontecimentos, representações, de acordo com um critério; [...]

No Nível Global encontram-se ações e operações mais complexas, que envolvem a aplicação de conhecimentos a situações diferentes e a resolução de problemas inéditos.

Pertencem, geralmente, ao Nível Global as seguintes competências:

a nalisar objetos, fatos, acontecimentos, situações, com base em princípios, padrões e valores;

a plicar relações já estabelecidas anteriormente ou conhecimentos já construídos a contextos e situações diferentes; aplicar fatos e princípios a novas situações, para tomar decisões, solucionar problemas, fazer prognósticos etc.;

a valiar, isto é, emitir julgamentos de valor a respeito de acontecimentos, decisões, situações, grandezas, objetos, textos etc.;

c riticar, analisar e julgar, com base em padrões e valores, opiniões, textos, situações, resultados de experiências, soluções para situações-problema, diferentes posições assumidas diante de uma situação etc.” (p. 10-11)

Pelas definições e exemplos dados, nota-se que as competências nesses três diferentes níveis estão relacionadas aos conteúdos procedimentais (em todos os níveis) e aos atitudinais (nível global). É na avaliação dessas habilidades e competências que se baseiam importantes sistemas de avaliação, como o Enem (Exame Nacional do Ensino Médio), Pisa (Programa Internacional de Avaliação dos Estudantes) e o próprio Saeb (Sistema de Avaliação da Educação Básica). Em detrimento à simples memorização dos conteúdos conceituais, tais avaliações valorizam a aplicação dos conceitos na interpretação de situações, o que exige a utilização de conteúdos procedimentais e atitudinais.

O PAPEL DO ESTUDANTE COMO CONSTRUTOR DO CONHECIMENTO Para que a construção do conhecimento por parte do estudante seja significativa, ele deve ser estimulado a ter participação ativa no processo de aprendizagem. Para tanto, deve assumir uma postura de pesquisador frente ao trabalho proposto pelo(a) professor(a) durante o desenvolvimento de determinado tema. A curiosidade dos estudantes, embora importante como motivadora da pesquisa, não é suficiente por si só. Cabe ao(à) professor(a) planejar como canalizar essa curiosidade para uma atitude investigativa organizada e sistematizada, envolvendo: a problematização do tema por meio de perguntas ou

contextualização em situações ocorridas ou criadas a partir de fatos reais; o estímulo à coleta de dados em diferentes fontes (pes-

quisa em livros, jornais e internet; entrevista com profissionais que trabalham com o tema; estudos do meio) e a seleção e organização deles em informações relevantes para o tema pesquisado;

o uso dessas informações e dos conceitos científicos

relacionados ao tema para elaboração de argumentos e explicações; redação de textos e produção de outras formas de registro

(como cartazes, ilustrações, vídeos e apresentações orais) mostrando os resultados da pesquisa; levantamento de possíveis ações práticas relacionadas ao

tema junto à comunidade escolar e do bairro e execução de algumas delas. Ao longo desse processo de investigação, os estudantes são expostos a situações que permitem o desenvolvimento de habilidades diversas, como registro adequado das informações obtidas; uso de vocabulário apropriado ao contexto da pesquisa; elaboração de perguntas pertinentes ao tema investigado; expressão de seu ponto de vista a partir de argumentos consistentes; respeito às possíveis opiniões divergentes de colegas... Percebe-se assim que, além de estimular uma atuação ativa do estudante na construção do seu conhecimento, essa atitude investigativa contribui para sua formação como cidadão.

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DIFERENTES ESTRATÉGIAS DE TRABALHO COM OS ESTUDANTES A riqueza e a complexidade desafiadoras da educação estão justamente no fato de não haver uma resposta única e simples para essa pergunta. Sendo assim, longe de querer fornecer um roteiro predefinido de como proceder para desenvolver habilidades diversificadas e favorecer o papel ativo dos estudantes na construção do conhecimento, queremos aqui discutir alguns procedimentos metodológicos complementares àqueles tradicionalmente (e igualmente importantes) usados em sala de aula.

Estudo do meio Embora seja um procedimento que geralmente faz parte do repertório de atividades desenvolvidas pelos(as) professores(as), muitas vezes seu potencial pedagógico é subestimado quando confundido com um simples passeio ou atividade extraclasse. Para um bom aproveitamento do estudo do meio, sugerimos alguns procedimentos:

Conhecer para planejar Idealmente, é importante que o(a) professor(a) conheça previamente os locais que serão visitados durante o estudo do meio. Se não for possível, o(a) professor(a) pode buscar informações contatando os responsáveis por cada local e/ou procurando dados e imagens na internet. O conhecimento prévio permite que o(a) professor(a) escolha os pontos mais relevantes, nos quais fará explicações e pedirá aos estudantes que façam uma observação mais atenta. Mesmo no caso de locais onde há disponibilidade de guias ou de monitores que conduzam a visita, é importante passar essas informações aos estudantes para que o estudo do meio esteja integrado com o que está ou estará sendo discutido em sala de aula. Dependendo da duração do estudo e da distância dos locais a serem visitados, a ida e/ou levantamento antecipados das informações também servem para definir onde os estudantes farão seu lanche ou refeição e onde terão acesso a banheiros.

Roteiro de observações e registro Dentre as várias habilidades que podem ser trabalhadas durante um estudo do meio, destacam-se aquelas relacionadas à observação e ao registro das informações. Ao mesmo tempo que as novas situações e elementos encontrados durante o estudo motivam os estudantes a conhecerem mais, corre-se o risco de que informações relevantes passem despercebidas se o(a) professor(a) não favorecer o direcionamento do olhar dos estudantes para aquilo que é de maior interesse para o tema que está sendo desenvolvido. Uma estratégia para isso é elaborar um roteiro de observações, que deve ser apresentado e discutido em sala de aula com os estudantes (preferencialmente antes do dia do estudo) e que deverá ser levado e consultado durante a visita.

A forma de registro das informações referentes ao roteiro de observações deve ser definida pelo(a) professor(a) de acordo com as habilidades que deseja trabalhar com os estudantes, e também conforme as características dos locais visitados. Por exemplo, o registro fotográfico pode ser mais adequado do que um registro por escrito quando o(a) professor(a) pretende resgatar posteriormente observações mais detalhadas do estudo a partir da visualização das fotos produzidas. Quando a opção do(a) professor(a) é pelo registro escrito, deve-se ter em vista que a quantidade de dados precisa ser suficiente para conter todas as informações importantes quando os estudantes forem trabalhar em sala de aula, sem que suas anotações durante as explicações prejudiquem o dinamismo característico dos estudos do meio, desestimulando os estudantes, que ficam mais preocupados em escrever do que em observar. Para evitar esse tipo de problema, pode-se recorrer ao uso de tabelas, que devem ser preenchidas com poucas palavras ou símbolos, ou ainda utilizar esquemas e palavras-chave. Ainda assim, é necessário um trabalho prévio com os estudantes para que, durante o estudo do meio, eles já tenham familiaridade com tais recursos e possam usá-los com destreza.

Ligação entre estudo do meio e sala de aula O estudo do meio não deve ser visto como uma atividade à parte, mas sim inserido no contexto daquilo que se está trabalhando em sala de aula. Sendo assim, esse estudo pode ser usado em diferentes etapas de desenvolvimento de um tema ou projeto, tendo objetivos específicos para cada uma delas: pode ser uma atividade inicial de diagnóstico, a partir da qual sejam levantadas questões e informações que subsidiarão as etapas seguintes do processo de pesquisa; pode-se preferir usá-lo em uma etapa intermediária do processo, em que o estudo do meio sirva, por exemplo, para buscar respostas a questões levantadas em sala de aula e suscitar novas perguntas; ou, ainda, o estudo do meio pode ser utilizado como uma atividade de fechamento de um projeto de pesquisa, funcionando como síntese e aplicação prática de conhecimentos que foram trabalhados ao longo do processo.

Uso da internet A utilização da rede mundial de computadores na escola tem dupla função. A primeira é a busca rápida de informações diversificadas, da qual boa parte dos estudantes já se apropria mesmo em ambiente não escolar. A outra, ainda mais importante, é a orientação dos estudantes em relação ao uso adequado e responsável dessa importante ferramenta. Trabalhar rotinas de verificação da veracidade das

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informações, comparando as informações fornecidas pelos sites com outras fontes de pesquisa (como livros e revistas impressos), é um exemplo de procedimento importante para os estudantes incorporarem e pode ser favorecido por atividades planejadas pelo(a) professor(a). Da mesma forma, deve-se pensar em atividades que exijam mais do que o “recorta e cola” de sites, fazendo com que os estudantes de fato se apropriem das informações coletadas. Solicitar a eles um texto de própria autoria sintetizando as informações mais relevantes ou elaborar questões-desafio em que as informações da internet forneçam somente pistas e não respostas completas são exemplos de como tornar mais proveitoso o uso dessa ferramenta cada vez mais presente no dia a dia. Para deixar mais claro o que foi discutido acima, vamos exemplificar como a internet pode ser usada no estudo sobre o tema “ecossistema”:

Escolha do ecossistema e divisão dos grupos Ecossistemas representativos do Brasil, ecossistemas mun diais com alta diversidade biológica ou ecossistemas que costumam despertar curiosidade nos estudantes podem servir como critério para o(a) professor(a) definir quais deles os estudantes devem pesquisar. Qualquer que seja a escolha do(a) professor(a), é importante garantir que haja informações suficientes na internet a respeito dos temas selecionados. Definidos os temas, cabe ao(à) professor(a) decidir como será a divisão dos grupos de estudantes. Para tanto, alguns aspectos devem balizar a decisão, tais como: o trabalho será feito em casa ou na escola? Se for em casa, deve-se avaliar quais estudantes têm computador e acesso à internet. Caso a escolha seja pela escola, deve-se levar em conta a relação entre o rendimento dos grupos e a quantidade de computadores existentes. Se cada grupo tiver quatro integrantes, é preferível que seja subdividido em duplas – cada qual em um computador e com tarefas complementares – em vez de todos em um único computador, situação em que há maior chance de alguns integrantes não participarem ativamente do trabalho; como será a composição dos grupos? Assim como em outros procedimentos metodológicos que envolvem trabalho em grupo, compete ao(à) professor(a) definir os critérios para compor os grupos: livre escolha pelos estudantes, colocar estudantes com habilidades diferentes e complementares em cada grupo, entre outras. Qualquer que seja o critério, deve ficar claro para os estudantes que tarefas cada um vai assumir no trabalho e que serão avaliados não apenas como grupo, mas também individualmente.

Desenvolvimento da pesquisa Definidos os temas e a composição dos grupos, cabe aos estudantes iniciar a pesquisa sobre o ecossistema escolhido. Para tanto, o(a) professor(a) pode elaborar um roteiro

de questões sobre as quais os estudantes devem pesquisar e uma lista de sites que deverão consultar. No roteiro, devem ser evitadas questões muito genéricas e abertas, como “descreva o ecossistema pesquisado”, que favorecem o “recorta e cola”. Dê preferência a questões mais específicas e que envolvam a aplicação de conceitos. “Cite os fatores abióticos do ecossistema” é um exemplo desse tipo de questão, já que os estudantes têm que se apropriar do conceito “fator abiótico” para conseguir identificar, dentre todas as informações disponíveis nos sites, aquelas que estão relacionadas com o conceito.

Apresentação do trabalho Os resultados da pesquisa podem ser apresentados de diferentes maneiras, de acordo com as habilidades que o(a) professor(a) pretende que os estudantes desenvolvam. A apresentação oral para o restante da classe é uma das possibilidades, que pode ser complementada com a exposição de slides elaborados no computador, ou por meio da confecção de painéis com textos e figuras sobre o ecossistema pesquisado. Outras alternativas de apresentação que exploram os recursos oferecidos pela informática são a criação de folhetos e a construção de blogs sobre o tema. No primeiro caso, pode-se propor aos estudantes que cada grupo faça um folheto informativo sobre o ecossistema pesquisado, apresentando suas principais características, importância de sua conservação e eventuais atrações turísticas. Se a escolha for pelo blog, as mesmas informações podem estar presentes, porém a forma de apresentá-las deve ser adequada para essa mídia.

Construção de maquetes A representação espacial, em escala diferente do objeto original, é característica de toda maquete. O planejamento anterior de como se representará uma estrutura (uma célula, um aterro sanitário, uma bacia hidrográfica ou qualquer outro objeto ou estrutura de interesse) exige um conhecimento mais aprofundado para definir que partes devem ser representadas e a proporcionalidade de tamanhos entre elas que deve ser respeitada. Outras habilidades também são trabalhadas quando os estudantes refletem sobre as características de diferentes materiais para selecionar aqueles mais apropriados para a confecção da maquete, quando fazem testes para verificar se os resultados esperados foram alcançados, quando definem funções e respectivas responsabilidades de cada integrante do grupo e quando algo acontece fora do esperado e é necessário replanejar o projeto. Idealmente, ao finalizar as maquetes, é desejável montar uma exposição para exibi-las à comunidade escolar e, se for conveniente, extraescolar, valorizando assim o trabalho feito pelos estudantes. A fim de ilustrar como esse procedimento metodológico pode ser usado pelo(a) professor(a), usaremos a construção de maquetes de células como exemplo.

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Escolha e pesquisa da estrutura a ser representada O primeiro passo para a elaboração da maquete é a escolha da célula que cada estudante/grupo irá representar. O(A) professor(a) pode elaborar uma lista com diferentes tipos de célula a fim de que, ao final do trabalho, os estudantes tenham clareza da diversidade celular que existe. Essa lista pode incluir: células procarióticas e eucarióticas; animais e plantas; nucleadas e anucleadas; somáticas e reprodutivas. Na elaboração da lista, o(a) professor(a) deve ter em mente que os estudantes precisam ter disponíveis as informações necessárias sobre a célula escolhida para conseguirem construir a maquete. Células interessantes de ser representadas, mas sobre as quais há poucas informações, podem gerar dificuldades na execução do trabalho. A definição da célula a ser representada por estudante/ grupo deve ser seguida de uma pesquisa aprofundada. Informações como em quais seres vivos é encontrada, suas funções e as organelas que a constituem devem constar dessa pesquisa. Além disso, é muito importante que os estudantes tenham acesso a imagens reais (por exemplo, de microscopia) e esquemáticas da célula pesquisada, a fim de que construam um modelo mental daquilo que representarão.

Planejamento da construção da maquete Essa é uma etapa fundamental do processo, muito rica em relação ao desenvolvimento de habilidades cognitivas. Pode-se solicitar aos estudantes que elaborem uma “planta” da maquete, ou seja, um desenho esquemático de como planejam construí-la. Nesse esquema, eles devem buscar respeitar as proporções entre as estruturas e escolher aquelas que necessariamente devem estar representadas e as que eventualmente podem ser omitidas em benefício da clareza didática. Nessa etapa, os estudantes também devem planejar que material pretendem utilizar para representar cada estrutura: grãos crus de feijão podem simular as mitocôndrias, o núcleo pode ser feito com massa de modelar e os cromossomos, com pedaços de lã. Um desafio adicional pode ser proposto, como escolher apenas materiais recicláveis. Ainda em relação aos materiais, se a montagem da maquete for feita em grupo, é importante que os estudantes definam que materiais cada um ficará responsável por providenciar.

Construção da maquete e organização da exposição O processo de construção da maquete pode ser feito em casa, na escola ou em ambos os locais. O(A) professor(a) deve pesar as vantagens e desvantagens de cada opção. A construção na casa do estudante, por exemplo, poupa o uso de aulas para esse fim; porém, o(a) professor(a) não tem como acompanhar e intervir no processo. Na escola, ocorre o inverso: o acompanhamento mais próximo dos estudantes é feito muitas vezes usando-se várias aulas para finalizar as maquetes, sem contar a necessidade de um espaço adequado para guardá-las entre uma aula e outra.

Uma alternativa para balancear os prós e contras de cada opção é uni-las: cada estudante pode ficar responsável por construir uma ou mais estruturas da célula em casa e trazê-las à escola no dia determinado para a construção da maquete. Nesse dia, os estudantes de cada grupo se reúnem para montar a maquete, juntando as estruturas que construíram e dando os acabamentos finais. Caso haja espaço na escola, pode-se organizar uma exposição das maquetes, as quais podem estar acompanhadas de cartazes explicativos sobre as células, elaborados a partir das informações e imagens obtidas na etapa inicial de pesquisa. Para compor a exposição, seria interessante a montagem de um mural com fotos documentando o processo de montagem das maquetes.

Debate e júri simulado Alguns procedimentos didáticos em especial favorecem de modo significativo o desenvolvimento de conteúdos procedimentais e atitudinais, posicionamentos críticos e trabalho com valores éticos. Nessa categoria, enquadram-se o debate e o júri simulado, duas estratégias metodológicas que se desenrolam em torno de um ponto comum: alguma situação polêmica ou conflituosa. Enquanto no debate os estudantes podem expor e defender seus próprios pontos de vista, no júri simulado devem assumir as posições dos grupos que representam, mesmo não sendo essas as suas opiniões pessoais. Dilemas relacionados à biotecnologia (como o uso de células-tronco), conflitos socioambientais (construção de usina hidrelétrica ou nuclear, por exemplo) e questões sobre limites da vida (como aborto e eutanásia) são temas especialmente interessantes de serem abordados a partir desses procedimentos didáticos. Vale lembrar que tais procedimentos devem ser amparados por um trabalho consistente em torno dos conteúdos conceituais relativos ao tema, sem o qual se corre o risco de os estudantes expressarem “achismos” pessoais, sem se apropriarem de conceitos sólidos que embasem suas opiniões. Para descrever mais detalhadamente como tais procedimentos didáticos podem ser usados em sala de aula, utilizaremos como exemplo um conflito socioambiental bastante frequente no nosso país: aquele envolvendo a discussão sobre a construção de uma usina hidrelétrica que fornecerá energia necessária para o desenvolvimento de certa região, porém cujo reservatório levará à inundação de povoados e ecossistemas naturais.

Estudo prévio dos aspectos científicos, socioeconômicos e físico-ambientais relacionados ao tema A apropriação por parte dos estudantes de conceitos ligados ao tema “usina hidrelétrica”, tais como energia, água, impactos ambientais e sustentabilidade, é pré-requisito para garantir que etapas seguintes desses procedimentos didáticos sejam bem-sucedidas e promovam o desenvolvimento das habilidades almejadas. Sendo assim, o(a) professor(a)

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pode lançar mão de outras estratégias e procedimentos didáticos complementares: desde uma exposição dialogada, passando por atividades com textos e exercícios do livro didático, apresentação de estudos de caso, até pesquisas individuais ou em grupo por parte dos estudantes. O objetivo dessa primeira etapa é que os estudantes tenham uma visão global do problema e, ao mesmo tempo, possuam domínio dos conteúdos conceituais envolvidos.

Preparação para a dinâmica (debate ou júri simulado) No caso do debate, a preparação dos estudantes está praticamente toda contemplada na etapa anterior, já que o estudo feito pelos estudantes propiciaria um repertório conceitual que permite o embasamento de suas opiniões com argumentos consistentes. Cabe ao(à) professor(a) refletir, a partir do uso de diferentes instrumentos avaliativos, se a classe já está suficientemente preparada para realizar o debate de maneira proveitosa ou se ainda será necessário consolidar conceitos. No caso do júri simulado, a preparação para a dinâmica envolve não apenas o que foi descrito no parágrafo anterior, mas também uma complementação importante no preparo dos estudantes. Como no júri simulado, os estudantes serão divididos em grupos, cada qual representando um setor da sociedade envolvido no conflito (por exemplo: população ribeirinha, representantes de indústrias, funcionários do governo, ambientalistas, entre outros); os estudantes de cada grupo têm que refletir e se apropriar das opiniões e dos argumentos do grupo que representam, independentemente de concordarem ou não com a posição do grupo representado. Ao mesmo tempo, cada grupo tem que ter a habilidade de identificar que outros “atores sociais” (grupos) envolvidos no conflito podem ser aliados e quais devem ter posições antagônicas às suas. Por exemplo, o grupo que representa os ambientalistas que são contra a construção da usina devido aos impactos ambientais estaria do “mesmo lado” dos habitantes dos povoados ribeirinhos que não querem que suas casas sejam inundadas pelo reservatório da usina? Como consequência, devem-se estimular os estudantes a pensarem em questões e alternativas que possam pôr em xeque os possíveis argumentos que grupos contrários usarão, assim como também reforçarem seus próprios argumentos para que não fiquem vulneráveis às críticas de grupos opostos. Novamente usando como exemplo o grupo de ambientalistas, um dos argumentos que poderiam usar contra seus “adversários” é de que a inundação de ecossistemas e povoados poderia causar uma perda irreversível de patrimônio natural e cultural. Por outro lado, grupos opositores, como representantes da indústria, poderiam argumentar que não construir a usina significaria perda de oportunidades de emprego para a população da região, pois o setor industrial depende de tal energia para a sua expansão. Caso o(a) professor(a) ache conveniente, ele pode elaborar um roteiro para cada grupo de estudantes, destacando a

posição que o grupo deve defender durante o júri, pedindo que escreva seus argumentos e elabore questões que pretende fazer aos outros grupos.

Execução do procedimento didático A dinâmica de execução de cada procedimento didático – debate ou júri – é conduzida de modo distinto pelo(a) professor(a). No caso do debate, deve atuar como mediador(a)/ moderador(a) com maior poder de direcionar a discussão para os pontos mais relevantes, contra-argumentar opiniões dos estudantes de modo que percebam aspectos do problema que talvez ainda não tivessem se atentado, bem como de equalizar/balancear a participação dos estudantes, evitando que uns poucos falem a todo o momento enquanto muitos outros não se posicionem. Já no júri simulado, a atuação do(a) professor(a) deve ser mais como organizador(a) da atividade, podendo inclusive assumir o papel de juiz(a) da audiência pública a respeito da construção da usina hidrelétrica. Nesse papel, pode-se, por exemplo, definir por sorteio a ordem em que os grupos farão as perguntas e controlar o tempo das questões, respostas, réplicas e – se for o caso – tréplicas. Em outras palavras, a diferença básica entre o debate e o júri simulado é que, enquanto no primeiro os estudantes terão oportunidade de clarear suas opiniões para si mesmos, expressá-las para os outros e defendê-las de opiniões divergentes, no júri simulado – que é uma modalidade de dinâmica de ensino conhecida como “jogo de papéis” (“role-playing games”) – eles devem assumir a visão e os valores dos grupos que representam. Esses exercícios propiciados pelo debate e pelo júri simulado são alguns dos aspectos mais ricos destes procedimentos didáticos, propiciando não apenas o desenvolvimento de conteúdos conceituais, mas especialmente de conteúdos procedimentais e atitudinais.

Minuto científico Consiste na apresentação de pesquisas científicas atuais divulgadas em jornais, revistas, internet e outros meios de comunicação. Cada estudante escolhe uma reportagem sobre um tema específico ou livre, que deve ser apresentada para o restante da classe em um curto intervalo de tempo. Além de trabalhar com a expressão oral, esse procedimento estimula habilidades relacionadas à identificação de informações mais relevantes, à organização dessas informações em uma sequência lógica e à síntese. Para ilustrar como tal procedimento didático pode ser empregado em sala de aula, usaremos o tema “Genética e Biotecnologia” como exemplo. Por ser um assunto em que novas descobertas e avanços científicos ocorrem muito rapidamente, o uso do “minuto científico” pode propiciar aos estudantes o contato com temas bastante atuais, complementando, por exemplo, conteúdos e informações fornecidos pelo livro didático. O desenvolvimento desse procedimento didático pode ser organizado em algumas etapas:

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Seleção de fontes de informação, escolha da reportagem e preparação da apresentação A seleção de uma fonte confiável de informação e o julgamento da pertinência da reportagem escolhida em relação ao tema proposto são desafios iniciais que devem ser propostos aos estudantes. Em meio ao enorme número de fontes e informações disponíveis na atualidade, eles devem ser estimulados e orientados a criar critérios de seleção para filtrar aquilo que desejam encontrar e pesquisar. Nesse sentido, o(a) professor(a) deve deixar claro para o estudante em que tipos de fontes ele deve buscar a reportagem (por exemplo: revistas científicas reconhecidas) e de quais deve evitar as informações divulgadas (por exemplo: sites de internet de pessoas ou instituições não reconhecidas). Para garantir que as reportagens a serem apresentadas estejam de acordo com a proposta feita, nessa etapa preparatória o(a) professor(a) pode solicitar que os estudantes tragam antecipadamente as reportagens que pretendem apresentar, acompanhadas de um resumo feito por eles. Dessa maneira, o(a) professor(a) pode verificar a confiabilidade das fontes escolhidas, a pertinência das reportagens em relação à proposta e o grau de entendimento de cada estudante sobre a reportagem escolhida. Após isso, cada estudante deve se preparar antecipadamente para apresentar a reportagem que escolheu. Para tal, deve se organizar em relação a vários aspectos: levar em conta o tempo e os recursos disponíveis (lousa, cartaz etc.); escolher os pontos fundamentais da reportagem que precisarão ser apresentados; excluir aquelas informações que não comprometem o entendimento geral do texto; procurar informações complementares em outras fontes e estabelecer a sequência em que as informações serão apresentadas. Dessa forma, várias habilidades vão sendo desenvolvidas ou aperfeiçoadas para realizar uma atividade aparentemente simples.

Apresentação oral A apresentação da reportagem constitui momento favorável ao desenvolvimento de diversas habilidades, principalmente relacionadas à expressão oral e à comunicação interpessoal. A ansiedade e o nervosismo que muitas pessoas enfrentam ao se expor em público são sentimentos com os quais os estudantes também poderão deparar ao realizar sua apresentação no “Minuto Científico”. Para amenizar o possível sofrimento que isso possa gerar, o(a) professor(a) pode propor que os estudantes façam inicialmente sua apresentação em um grupo menor, composto de pessoas com mais afinidade e que, portanto, poderiam propiciar um ambiente menos tenso e mais acolhedor. Pode-se, inclusive, sugerir que, após cada apresentação, os estudantes que a assistiram façam comentários ao colega sobre pontos positivos e aqueles que mereciam maior preparação por parte do(a) apresentador(a). Feita essa preparação, é momento de iniciar as apresentações para toda a classe. O(A) professor(a) pode combinar com os estudantes alguns gestos que fará durante as

apresentações para que os(as) apresentadores(as) tenham conhecimento do tempo que lhes falta de exposição, o que confere uma maior segurança e tranquilidade para os estudantes. Conforme esse procedimento didático for sendo usado ao longo do ano para diferentes temas, o(a) professor(a) pode abolir tais gestos, deixando exclusivamente para os estudantes envolvidos a responsabilidade de se organizarem em relação ao tempo das apresentações. Outro aspecto bastante importante que esse procedimento permite trabalhar é em relação à postura dos estudantes como público dos demais colegas. Afora sua apresentação, em todas as outras apresentações cada estudante assumirá o papel de público espectador e deverá agir de acordo: ouvindo com atenção o que o colega está falando; ser capaz de reproduzir as ideias principais do que foi apresentado; evitar conversas e brincadeiras, que, além de desrespeitosas, podem provocar constrangimentos e desconcentração ao colega apresentador. Algumas estratégias favorecem essa postura esperada do público. O(A) professor(a), por exemplo, pode pedir que, ao final de cada apresentação, todos os estudantes escrevam uma pequena síntese da reportagem apresentada. Pode também pedir que os estudantes elaborem questões para o apresentador ou, ainda, o(a) próprio(a) professor(a) pode formular questões às quais a plateia deve responder. A definição de quem lerá a síntese fará a pergunta ao apresentador e/ou responderá à questão do(a) professor(a) pode ser definida por sorteio ou algum outro procedimento que o(a) professor(a) julgar conveniente para o momento. Assim, o(a) professor(a) terá condições de avaliar cada estudante não somente em relação à sua apresentação, mas também sobre seu comportamento como público/plateia. Adicionalmente, pode pedir que os próprios estudantes se avaliem em relação a esses dois aspectos.

Mapa conceitual Ao estimular o estabelecimento de relações entre conceitos de forma esquemática e objetiva, a elaboração de mapas conceituais favorece diversas habilidades relacionadas à conexão com as ideias prévias dos estudantes; inclusão (que conceitos são mais relevantes? qual é o mais inclusivo?); diferenciação progressiva (processo de ampliação dos significados atribuídos aos conceitos); e reconciliação integradora/integrativa (processo de ampliação dos significados dos conceitos relacionados ao conceito que se aprendeu significativamente). Os elementos fundamentais dos mapas conceituais são o conceito, a proposição e o conectivo, conforme pode ser visualizado no esquema abaixo: ROCHA

(CONCEITO)

AGREGADO DE (CONECTIVO)

MINERAIS

(CONCEITO)

PROPOSIÇÃO

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Os mapas conceituais podem ser utilizados para diferentes finalidades: sondagem dos conhecimentos prévios; instrumento de avaliação do processo de aprendizagem; síntese dos conceitos e relações trabalhadas em um texto, capítulo, unidade ou projeto; apresentação oral de um assunto; Para exemplificar uma dessas finalidades – síntese dos conceitos e das relações trabalhadas em um texto – descreve-se a seguir como o mapa conceitual pode ser usado em sala de aula.

Seleção dos conceitos e organização espacial do mapa O primeiro passo para a realização desse procedimento é solicitar aos estudantes que façam uma leitura do texto, com bastante atenção. Depois, devem reler o texto, tentando localizar seus principais conceitos. Podem transcrever esses conceitos para o papel, listando todos aqueles que encontraram. Em seguida, o(a) professor(a) pode distribuir aos estudantes pequenos pedaços de papel recortados na forma de retângulos, nos quais, individualmente, devem escrever os conceitos que selecionaram (cada conceito em um papel). Feito isso, cada estudante deve tentar organizar espacialmente os conceitos, agrupando-os de modo que fiquem mais próximos entre si aqueles que ele acredita ter uma ligação mais direta.

Transcrição do mapa para o papel Após encontrar a disposição espacial dos conceitos que considera mais adequada, o estudante deve reproduzi-la no papel, onde também colocará as setas e os conectivos que ligam um conceito ao outro. Para garantir uma organização adequada do mapa, o(a) professor(a) pode estabelecer algumas regras: cada conceito deve ficar dentro de um retângulo contornado (ver esquema anterior); o entendimento da relação entre dois conceitos deve ser dado unicamente pelo conectivo que liga ambos, e não dependendo do auxílio de outros conectivos do mapa conceitual; os conectivos devem conter poucas palavras, permitindo um entendimento rápido e direto das relações entre os conceitos. Dessa forma, garante-se que o mapa conceitual cumpra sua função de permitir uma visualização esquemática das relações entre os conceitos fundamentais de determinado tema trabalhado.

Vídeos didáticos e filmes O uso de vídeos didáticos e filmes relacionados a temas que estão sendo estudados em classe pode enriquecer muito o trabalho na sala de aula. Dentre as vantagens desses recursos, destaca-se a visualização – por meio de filmagens ou animações – de estruturas e processos de maneira a facilitar o entendimento do assunto. É o caso, por exemplo, de

vídeos de curta duração sobre processos de divisão celular: sequência de imagens de microscopia sobre mitose e meiose pode tornar mais claras aos estudantes as várias etapas envolvidas e as diferenças principais entre os dois processos de divisão celular, complementando de modo significativo as informações fornecidas pelo livro didático e pelo(a) professor(a). Vídeos como esses estão cada vez mais disponíveis e podem ser encontrados pelo(a) professor(a) em pesquisas rápidas na internet. Há ainda filmes que, mesmo não tendo sido criados para fins pedagógicos, podem ser incorporados às discussões em classe. Filmes que têm como pano de fundo questões éticas relativas à Ciência ou ficções científicas que mostram cenários futurísticos podem ser usados como ponto de partida para debates relacionados a temas que serão discutidos em sala de aula. Nesse caso, sugere-se que o(a) professor(a) estabeleça alguns procedimentos para garantir o aproveitamento significativo por parte dos estudantes daquilo que mais lhe interessa no filme. Seguem algumas sugestões.

Elaboração de roteiro de observações e registro O excesso de informações presentes em longa-metragens pode levar os estudantes a se distanciarem daquilo que o(a) professor(a) pretendia explorar. Para evitar que isso ocorra, é aconselhável que o(a) professor(a) entregue aos estudantes uma sinopse do filme e um roteiro destacando trechos e temas que merecem atenção. O roteiro também pode contemplar questões específicas sobre o filme e outras que procurem relacionar o filme aos assuntos que estão sendo estudados. O registro das informações durante o filme é um aspecto importante que o(a) professor(a) deve discutir com os estudantes antes de entregar o roteiro e iniciar a apresentação do filme. Ensinar e orientar os estudantes a anotarem palavras ‑chave e esboçarem pequenos esquemas no lugar de tentar escrever respostas completas é importante para que não se desprendam do filme ao fazer o registro. Informá-los também que, após o filme, eles poderão complementar as respostas e trocar informações com os colegas (deixando claro, no entanto, que isso não os isenta de fazerem os registros solicitados durante o filme).

Socialização das impressões e informações coletadas pelos estudantes Terminado o filme, o(a) professor(a) pode determinar um tempo para cada estudante organizar seus registros. Isso possibilitará que eles verifiquem se têm informações suficientes para todas as questões do roteiro ou se é necessário complementá-las. Tal complementação pode ser feita individualmente; por exemplo, trocando seu roteiro com o colega ao lado e identificando no material do companheiro informações que estão ausentes no seu trabalho. Outra opção é que haja a socialização das informações coletadas a partir da formação de pequenos grupos, nos quais cada estudante expõe aquilo que registrou em relação à determinada questão e, após todos falarem, o grupo elabora uma resposta completa sintetizando as contribuições

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de todos. Nesse trabalho em grupo, também podem ser exploradas as impressões gerais e interpretações sobre o filme feitas por cada um. É comum que uma mesma cena seja interpretada de maneira distinta por diferentes pessoas, sem que haja necessariamente uma única interpretação correta. Perceber isso e tentar compreender por que o colega interpretou a cena daquela forma é um rico exercício de alteridade.

Discussão sobre o filme e contextualização em relação aos temas estudados Após a organização dos registros, é o momento de começar a discussão com toda a classe a respeito do filme e das relações entre ele e os assuntos que estão sendo tratados na sala de aula. Essa discussão final serve não apenas para sintetizar tudo aquilo que foi vivenciado e aprendido durante o desenrolar do procedimento didático, mas também para que os estudantes percebam que a atividade está inserida em um contexto mais amplo do que não tratado na disciplina. Ao entenderem isso, evita-se que esse procedimento didático seja visto pelos estudantes meramente como um momento descontraído da aula, que não é “matéria” e que, portanto, não tem importância para seu aprendizado. Nessa discussão, o(a) professor(a) deve deixar claros os paralelos que podem ser feitos entre o filme e os temas trabalhados em sala, podendo inclusive repassar trechos do filme para que os estudantes relembrem e estabeleçam outras relações. O inverso também pode ser feito: o(a) professor(a) perguntar aos estudantes em que trecho do filme eles acham que determinado assunto foi contemplado. Assim, os estudantes dão suas opiniões e têm que fundamentá-las relacionando o filme com os conhecimentos adquiridos.

Atividades práticas A atividade prática é um procedimento didático característico do ensino de Ciências. Seja realizada em sala de aula ou no laboratório, seja conduzida pelos estudantes ou demonstrada pelo(a) professor(a), ela permite trabalhar com diversas habilidades próprias da investigação científica, tais como: observação atenta e minuciosa; elaboração de hipóteses; coleta, registro e seleção de informações; teste de hipóteses e conclusões a partir dos resultados obtidos. A ausência na escola de um espaço físico próprio para o desenvolvimento de atividades práticas – como um laboratório – e/ou de instrumentais adequados não precisa ser um impeditivo à realização delas. A sala de aula pode ser usada para demonstração de fenômenos ou até mesmo para execução, pelos estudantes, de experimentos mais simples. Quanto aos instrumentais, em muitos casos eles podem ser substituídos por objetos do dia a dia do estudante. Em muitos casos, podem ser utilizados materiais recicláveis, proposta que une o desafio da experimentação com atitudes relacionadas à conservação ambiental. 7

Geralmente os estudantes ficam bastante motivados quando atividades práticas são propostas, porém essa motivação inicial não garante, sozinha, um bom aproveitamento da aula. Para que isso ocorra, o(a) professor(a) deve planejar adequadamente a aula para que os estudantes aliem prazer com saber. Exemplificamos a seguir como isso pode ser feito, apresentando uma proposta que pode ser usada como contato inicial dos estudantes com materiais de laboratório.

Conhecendo objetos de laboratório Nesta primeira etapa, o objetivo é que os estudantes tenham contato com objetos comumente utilizados em experimentos laboratoriais, como béquer, proveta, funil, tubo de ensaio, entre outros. No caso de haver esses objetos de laboratório na escola, o(a) professor(a) pode montar pequenos grupos de estudantes e, em cada grupo, deixar um exemplar de cada objeto para que eles possam ver e tocar[7]. Caso não haja tais objetos na escola, o(a) professor(a) pode obter imagens deles ou mesmo desenhá-los na lousa para que os estudantes tenham uma ideia de como eles são. Um a um, o(a) professor(a) deve apresentar o objeto (ou uma imagem dele), dizer e escrever seu nome e suas funções. Para que os estudantes possam aproveitar melhor as informações e registrá-las adequadamente, o(a) professor(a) pode distribuir uma tabela com três colunas: 1 – desenho do objeto; 2 – nome do objeto; 3 – utilidade(s) do objeto. Conforme o(a) professor(a) explica o objeto, os estudantes devem fazer o registro das informações na tabela, preenchendo as três colunas. Essa tabela pode ser usada também em outras aulas práticas, tanto para os estudantes consultarem a respeito dos objetos que já conheceram como para colocar informações sobre novos objetos que têm contato.

Propondo um desafio de criar um objeto de laboratório Após conhecerem objetos básicos de laboratório e suas funções, o(a) professor(a) pode propor um desafio aos estudantes: transformarem uma garrafa plástica (tipo PET) em um instrumento de medida para ser usado em laboratório. Para resolver o desafio, cada grupo deve ter disponível uma garrafa e todos os objetos de laboratório que os estudantes tiveram contato na atividade anterior, além de água e caneta própria para escrever em plástico. No caso de escolas que não possuem os objetos de laboratório, o(a) professor(a) pode substituí-los por utensílios de cozinhas, como jarra, funil e copo de medida. A presença desse último é fundamental, pois é a partir dele que os estudantes conseguirão resolver o desafio. No caso dos objetos de laboratório, esse papel é preenchido pela proveta ou pelo béquer. Em qualquer uma das situações, é importante que os estudantes percebam que necessitam de um objeto de referência para medir volumes – o copo de medida, a proveta ou o béquer. Ao colocar um volume de água em um desses

Orientações de segurança, especialmente em relação às vidrarias, devem ser dadas pelo(a) professor(a) antes de distribuir os objetos aos estudantes.

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objetos até uma medida conhecida (por exemplo, 50 mL) e depois transferir todo esse conteúdo para a garrafa plástica, os estudantes devem reconhecer que a quantidade transferida é equivalente à que estava no objeto e, portanto, o nível de água na garrafa corresponde à quantidade medida no objeto (50 mL, no exemplo). A cada volume de água transferido à garrafa, os estudantes devem marcar com a caneta o nível atingido pela água, fazendo um risco e colocando o número correspondente ao volume medido. Repetindo o procedimento, os estudantes terão uma escala de medida de volume na garrafa, podendo usá-la no laboratório como um instrumento de medida. Esse desafio exemplifica algumas habilidades que podem ser desenvolvidas com atividades práticas. Para tentar resolver o desafio, os estudantes elaboram várias hipóteses alternativas. É comum, por exemplo, os estudantes pegarem uma régua para medir a altura do nível da água no objeto e colocar na garrafa plástica uma quantidade de água equivalente a essa altura. Refletir sobre essa tentativa no grupo é uma oportunidade de discutir sobre os equívocos dessa hipótese e a necessidade de tentar elaborar uma nova hipótese.

Registro das informações Após terminar a etapa anterior, o(a) professor(a) pode pedir aos estudantes que registrem por escrito como tentaram resolver o desafio de transformar a garrafa plástica em um instrumento de medida. Essa pode ser uma oportunidade não só de registrar os resultados obtidos, mas também de trabalhar com habilidades relativas à produção de texto. Pode-se, por exemplo, solicitar aos estudantes que escrevam um relatório nos moldes de um trabalho científico, estruturado nos itens: Introdução: contextualizar a atividade realizada; Objetivo: nesse item, os estudantes devem sintetizar o objetivo da atividade; Procedimentos (Material e métodos): no qual devem descrever os materiais utilizados no experimento e os procedimentos que foram realizados; Observações feitas (ou Resultados e discussão): item no qual devem ser apresentados os resultados que foram observados e o que eles revelam em relação ao objetivo do trabalho; Conclusões: nesse item, os estudantes devem relatar sobre o que podem concluir a partir dos resultados observados.

COMO AVALIAR O DESENVOLVIMENTO DO ESTUDANTE? Mais do que uma obrigação formal das atribuições do(a) professor(a), a avaliação do desempenho dos estudantes deve estar totalmente integrada à perspectiva de ensino de Ciências da Natureza preocupada com a formação global do estudante. Sendo assim, a avaliação não pode se restringir a uma atividade (geralmente prova) dada ao término de um tema e que serve para “medir” o quanto o estudante aprendeu daquilo que o(a) professor(a) pretendeu ensinar. Diferentemente disso, a avaliação deve ser processual e estar presente em todas as etapas de desenvolvimento de um tema. Para cada etapa, devem ser traçados os objetivos e os instrumentos de avaliação mais adequados para o momento. Os resultados obtidos devem auxiliar não só o(a) professor(a) no planejamento das aulas e das atividades que deverá desenvolver, mas principalmente permitir a cada estudante reconhecer suas dificuldades e seus avanços ao longo do processo, servindo – conforme aponta Sanmartí (2009) – como um processo de autorregulação da aprendizagem pelo próprio estudante. Antes de iniciar o trabalho sobre determinado tema, o(a) professor(a) pode fazer uma sondagem dos conhecimentos prévios dos estudantes por meio de uma avaliação diagnóstica. Para essa finalidade, questões como: “o que você entende por ...” ou “cite três palavras que vêm imediatamente a sua mente quando você ouve falar em...” ajudam a revelar a percepção dos estudantes a respeito do tema, incluindo seu nível de conhecimento e eventuais erros conceituais. O(A) professor(a), a partir dessa sondagem, pode planejar de maneira mais adequada as etapas seguintes do trabalho

e formular atividades que favoreçam a superação de conceitos inadequados. Questões em que os estudantes devem aplicar os conhecimentos prévios para interpretar situações-problema também podem fazer parte de uma avaliação diagnóstica, tendo como um dos objetivos a autopercepção por parte do estudante a respeito da limitação ou suficiência desses conhecimentos. Após a realização da avaliação diagnóstica e durante o desenvolvimento do tema trabalhado, diversas atividades avaliativas podem ser dadas pelo(a) professor(a), como questionários, relatórios de aulas práticas, mapas conceituais e produção de textos. É importante que fique claro, tanto para o(a) professor(a) como para os estudantes, que objetivos em relação aos conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais serão avaliados. Para tanto, duas modalidades de avaliação podem ser consideradas:

valiação formadora: modalidade de avaliação que A busca desenvolver a capacidade de os alunos se autorregularem. Caracteriza-se por promover que os alunos regulem: a) se se apropriaram dos objetivos da aprendizagem; b) se são capazes de prever e planejar adequadamente as operações necessárias para realizar um determinado tipo de tarefa; c) se se apropriaram dos critérios de avaliação.

valiação formativa: modalidade de avaliação que se A realiza durante o processo de ensino-aprendizagem. Seu objetivo é identificar as dificuldades e os progressos de aprendizagem dos alunos, a fim de poder adaptar o processo didático dos(das) professores(ras) às

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necessidades de aprendizagem dos alunos. Tem uma finalidade reguladora da aprendizagem e do ensino. (Sanmartí, 2009)[8]

O uso das modalidades de avaliação anteriormente discutidas não exclui a aplicação de avaliações somativas (provas), realizadas ao final do processo e que permitem visualizar os resultados alcançados ao término do desenvolvimento de um tema. Por fim, vale lembrar que os vários instrumentos avaliativos nas diversas modalidades devem contemplar não apenas

a avaliação da aquisição de conceitos, mas também de habilidades (básicas, operacionais e globais) que se espera que os estudantes desenvolvam durante o processo de aprendizagem. Nas diversas atividades avaliativas, a versatilidade do livro didático com recurso didático pode ser bastante aproveitada, ora como fonte de consulta, ora utilizando as questões e outras atividades propostas no próprio livro, outras vezes utilizando seus textos como base para elaboração de mapas conceituais, ou ainda outros usos suscitados pela criatividade do(a) professor(a).

A COLEÇÃO Ao elaborar esta coleção, acreditamos que ela deva enfocar os conteúdos básicos, quer sejam eles conceituais, procedimentais ou atitudinais, que permitam uma interação permanente, qualificada e recíproca entre o saber e o saber fazer. A coleção pretende auxiliar e participar da formação do estudante enquanto ser que pensa, aprende, age e faz. O estudante que pensa é capaz de estabelecer relações entre fatos e conceitos; é capaz de interpretar e fazer uma leitura do que acontece a seu redor. O estudante que aprende retém informações, fatos e conceitos, estabelecendo relações de pensamento, comparação, dedução, síntese e análise. O estudante que age interage com o conhecimento, desenvolvendo ou aprofundando habilidades que permitam enriquecer o “saber fazer”. O estudante que faz aumenta e desenvolve sua autoconfiança, reconhece e estabelece seus limites, ousa, é perseverante na procura do conhecimento, emite opiniões fundamentadas, com domínio de informações e apresenta soluções aos problemas propostos. É este o estudante que queremos ajudar a formar, com auxílio da coleção.

Os temas da coleção A divisão temática de assuntos/disciplinas de cada livro segue a seguinte distribuição: 6o ano – Os temas relacionam-se à Astronomia e ao am-

biente (ar, água, solo, energia). A abordagem começa com o Sistema Solar e chega ao planeta Terra, quando são discutidos aspectos específicos que vão influenciar a existência e a sobrevivência dos seres vivos. Aspectos básicos das cadeias alimentares são apresentados. A temática caminha pela discussão do que ocorre nos ambientes urbano e rural, enfatizando as questões do solo, da água e do ar, utilizando-se o mote da saúde e da poluição. 7o ano – Inicia-se com uma apresentação dos biomas

brasileiros, enfatizando-se a biodiversidade e a importância de sua preservação. Uma vez apresentados os principais ecossistemas terrestres, passa-se a uma preparação para se mostrar quais os seres vivos os ocupam. Para

isso, são apresentados os temas classificação, evolução e filogenia. Esses temas são a base para se falar sobre a origem da vida, sob quais condições ela deve ter aparecido e, assim, apresentar finalmente os principais grupos de seres vivos, começando pelos supostamente mais simples e chegando aos reinos Metazoa e Plantae. No desenvolvimento desses grupos, as novidades evolutivas são enfatizadas e, sempre que necessário, o interesse 0médico é ressaltado. O livro termina apresentando uma possível evolução do ser humano, deixando assim um “gancho” para os temas do 8o ano. 8o ano – Os temas deste volume são centrados no corpo

humano, em sua constituição e funcionamento integrado. Desenvolvemos os principais conceitos e relações do eixo temático corpo humano a partir de fenômenos e situações observáveis no cotidiano, abordando temas que consideramos essenciais para a compreensão dos assuntos, em geral complexos. As questões relacionadas à saúde foram abordadas procurando sensibilizar os estudantes para uma atitude de prevenção das doenças e manutenção de hábitos saudáveis. Os vários sistemas do corpo humano são abordados a partir de conceitos já estudados e chamando a atenção para os avanços da ciência neste século. 9o ano – O estudo da química mostra sua importância

e sua presença em várias áreas de atividades do ser humano, a partir de uma visão macroscópica que permite aos estudantes entender como podemos separar componentes de misturas e como são utilizadas as aparelhagens básicas de um laboratório. Para apresentar a química no nível atômico “microscópico”, optamos por mostrar uma pequena evolução histórica do conhecimento humano nessa área, criando bases para que os estudantes possam entender como os elementos químicos estão organizados, a interação entre os átomos e as características das estruturas por eles formadas. No estudo das funções inorgânicas, junto ao estudo das características de cada função, voltamos ao nível macroscópico, indicando o uso de vários compostos e sua ação

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no ambiente. A parte final destina-se a desenvolver no estudante a capacidade de relacionar as quantidades de substâncias nos processos químicos. Os conteúdos de física refletem seu próprio caminho his-

tórico, iniciando com um estudo de grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida indicadas no SI (Sistema Internacional). Em diversos momentos, inserimos nos capítulos um paralelo histórico, evidenciado

com biografias, curiosidades e/ou descobertas científicas. A sequência do conteúdo apresenta a lógica do desenvolvimento do ser humano enquanto faz uso da física como ferramenta tecnológica. A abordagem da energia traz um aspecto mais investigativo, passando pelo estudo dos movimentos, alcança um patamar superior de desenvolvimento tecnológico, com a eletricidade, e finaliza com o desenvolvimento sustentável.

6o ano Unidade 1 – O planeta Terra CAPÍTULO 1 – O UNIVERSO Galáxias, constelações, astros e Sistema Solar. CAPÍTULO 2 – TERRA E LUA Movimento de rotação e translação da Terra, a Lua e os seus movimentos. CAPÍTULO 3 – ESTRUTURA E DINÂMICA DA TERRA Características da superfície da Terra, reflexos dos fenômenos terrestres, estrutura e dinâmica da Terra. Unidade 2 – Ecologia CAPÍTULO 4 – FATORES BIÓTICOS E ABIÓTICOS NOS AMBIENTES Ambiente artificial e natural, fatores abióticos e bióticos e conceito de vida. CAPÍTULO 5 – PRODUTORES, CONSUMIDORES E ENERGIA Organismos produtores e consumidores, cadeias e teias alimentares, fluxo de energia e ciclo da matéria. CAPÍTULO 6 – FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃO CELULAR Fotossíntese e respiração nas plantas, energia, trocas de gases, cadeia alimentar, combustão, combustível e quimiossíntese. CAPÍTULO 7 – DECOMPOSIÇÃO Organismos facilitadores da decomposição e o seu papel na natureza, reciclagem de nutrientes e matéria orgânica. CAPÍTULO 8 – ESPÉCIES EXÓTICAS Espécies exóticas e exóticas invasoras, o risco de espécies introduzidas se tornarem pragas, espécies invasoras no Brasil, desequilíbrio ambiental e o controle biológico. Unidade 3 – Usos do solo CAPÍTULO 9 – ROCHAS E MINERAIS Crosta terrestre, rochas magmáticas ou ígneas, rochas sedimentares, rochas metamórficas, exploração de rochas e minerais. CAPÍTULO 10 – O SOLO: FORMAÇÃO E TIPOS Formação, componentes e tipos de solo. CAPÍTULO 11 – O SOLO E A AGRICULTURA Solo agrícola, vegetação, nutrientes, aração, adubação, adubos minerais e orgânicos, adubação verde, calagem, irrigação, compostagem, agricultura orgânica e hidroponia. CAPÍTULO 12 – AGRESSÕES AO SOLO Erosão, desmatamento, queimadas, desertificação, mata ciliar, mata de galeria, assoreamento, curva de nível, efeito estufa, aquecimento global, poluição e salinização. CAPÍTULO 13 – LIXO: UM PROBLEMA SOCIOAMBIENTAL O lixo e as principais formas de deposição do lixo, suas vantagens e desvantagens. CAPÍTULO 14 – LIXO QUE NÃO É LIXO Reutilização, reciclagem, coleta seletiva, compostagem, importância social, ambiental e econômica do lixo. Unidade 4 – A água na natureza CAPÍTULO 15 – A ÁGUA NOS SEUS ESTADOS FÍSICOS Composição e distribuição da água na Terra, estados físicos da água e mudanças de estados físicos. CAPÍTULO 16 – O CICLO DA ÁGUA Ciclo da água na natureza, evaporação, condensação e solidificação da água, fusão do gelo e água subterrânea.

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6o ano Unidade 4 – A água na natureza CAPÍTULO 17 – ÁGUA: SOLVENTE UNIVERSAL Soluto, solvente, solução, filtração, fatores que facilitam a dissolução e classificação da água. CAPÍTULO 18 – PRESSÃO DA ÁGUA Diferenças entre pressão e força da água, princípio dos vasos comunicantes e a circulação de água nas cidades. CAPÍTULO 19 – A ÁGUA NOS SERES VIVOS A água como importante constituinte dos seres vivos e a água como: solvente, lubrificante, transporte de substâncias e meio de eliminação de resíduos. CAPÍTULO 20 – POLUIÇÃO DA ÁGUA A poluição da água, esgoto doméstico, esgoto industrial, poluição térmica, vazamento de petróleo e poluição por fertilizantes e pesticidas. CAPÍTULO 21 – SANEAMENTO BÁSICO Saneamento básico, tratamento de esgoto, estação de tratamento de água, custo e uso correto da água. CAPÍTULO 22 – AS DOENÇAS E A ÁGUA As doenças de veiculação hídrica: agentes causadores, métodos de transmissão, sintomas e profilaxia. Unidade 5 – O ar em torno da Terra CAPÍTULO 23 – A EXISTÊNCIA DO AR Composição e comprovação da existência do ar, a atmosfera da Terra, combustível e comburente. CAPÍTULO 24 – O AR E SUAS PROPRIEDADES O ar é matéria, conceitos de massa e peso, pressão do ar e pressão atmosférica, elasticidade do ar e vento. CAPÍTULO 25 – POLUIÇÃO DO AR Poluentes atmosféricos, gases poluentes, efeito estufa, aquecimento global, chuva ácida e camada de ozônio.

7o ano Unidade 1 – Meio ambiente e evolução CAPÍTULO 1 – BIOMAS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Ambiente, biomas, biosfera, clima, biodiversidade, ecossistema, população, desenvolvimento sustentável, preservação e degradação ambiental. CAPÍTULO 2 – BIOMAS BRASILEIROS: FLORESTAS Floresta Amazônica, Mata dos Cocais, Florestas Pluviais Costeiras, relevo, desmatamento, espécies endêmicas e mudanças climáticas. CAPÍTULO 3 – BIOMAS BRASILEIROS: FORMAÇÕES ABERTAS Formações abertas, Cerrados, Campos, Caatingas, características do solo, fronteiras agrícolas, morros isolados e desertos. CAPÍTULO 4 – BIOMAS BRASILEIROS: PANTANAL E MANGUEZAIS Pantanal, manguezais, inundações, pântano, caules escora, raízes respiratórias, garimpo, impacto ambiental, turismo ecológico e educação ambiental. CAPÍTULO 5 – AGRUPAMENTO DOS SERES VIVOS Classificação, critérios, agrupamento, sistema natural de Lineu, categorias de classificação, conceito de espécie e nome científico. CAPÍTULO 6 – EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS Características adquiridas e hereditárias, evolucionismo, pressões ambientais, evolução, fósseis, seleção natural, competição, adaptação e mecanismos de defesa. CAPÍTULO 7 – O PARENTESCO DAS ESPÉCIES Espécies ancestrais, ancestral comum, novidades evolutivas, filogenia e grau de parentesco. Unidade 2 – A origem da vida e os reinos Monera e Protoctista CAPÍTULO 8 – A ORIGEM DA VIDA Origem da vida, ciclo vital, geração espontânea, biogênese, microrganismos, pasteurização, esterilização e panspermia. CAPÍTULO 9 – A CÉLULA E A CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS Célula, árvore filogenética, reinos dos seres vivos, procarionte, eucarionte, unicelular, multicelular, autótrofo e heterótrofo. CAPÍTULO 10 – VÍRUS Pandemia, epidemia, vírus, material genético, viroses, vacinas e biotecnologia.

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7o ano Unidade 2 – A origem da vida e os reinos Monera e Protoctista CAPÍTULO 11 – REINO MONERA: BACTÉRIAS E CIANOBACTÉRIAS Bactérias e cianobactérias, reprodução assexuada e sexuada, divisão binária, conjugação bacteriana, estromatólitos e bactérias patogênicas. CAPÍTULO 12 – REINO PROTOCTISTA: PROTOZOÁRIOS Protozoários, fagocitose e digestão intracelular. CAPÍTULO 13 – REINO PROTOCTISTA: ALGAS Algas, talo, celulose, fitoplâncton, zooplâncton, plâncton, cadeia alimentar aquática e fotossíntese. Unidade 3 – Reino Plantae CAPÍTULO 14 – REINO PLANTAE: BRIÓFITAS E PTERIDÓFITAS Briófitas, pteridófitas, raiz, caule, folhas, vascular, avascular, gametas, fecundação, esporos, germinação e vasos condutores de seiva. CAPÍTULO 15 – REINO PLANTAE: GIMNOSPERMAS E ANGIOSPERMAS Angiospermas, gimnospermas, sementes, embrião, polinização, flores e frutos, tubo polínico, anéis de crescimento, inflorescência e infrutescência, pericarpo e pseudofrutos. Unidade 4 – Reino Fungi e reino Metazoa I CAPÍTULO 16 – FUNGOS Fungos, hifas, micélios, corpos de frutificação, esporos, decomposição e bioindicadores. CAPÍTULO 17 – PORÍFEROS E CNIDÁRIOS Poríferos, cnidários, brotamento, regeneração, medusas e pólipos, corais, tentáculos, cnidócitos, boca e cavidade gastrovascular. CAPÍTULO 18 – PLATELMINTOS E NEMATELMINTOS Platelmintos, nematelmintos, vermes cilíndricos e achatados, hermafroditismo, região posterior e anterior do animal. CAPÍTULO 19 – MOLUSCOS Moluscos, importância econômica e ecológica, alimentação humana e principais grupos: gastrópodes, bivalves, cefalópodes. CAPÍTULO 20 – ANELÍDEOS Anelídeos, principais grupos: oligoquetos, hirudíneos e poliquetos. CAPÍTULO 21 – ARTRÓPODES Artrópodes, apêndices articulados, corpo segmentado, importância ecológica e econômica, controle biológico, principais grupos: crustáceos, quelicerados e unirrâmeos. CAPÍTULO 22 – EQUINODERMOS Equinodermos, regeneração, sistema ambulacral, principais grupos: asteroides, crinoides, equinoides, holotiroides e ofiuroides. Unidade 5 – Reino Metazoa II CAPÍTULO 23 – CORDADOS Cordados, coluna vertebral, vértebras, esqueleto, filogenia dos cordados e craniados. CAPÍTULO 24 – PEIXES Peixes, adaptações à vida aquática, esqueleto ósseo e cartilaginoso, importância ecológica e econômica. CAPÍTULO 25 – ANFÍBIOS Anfíbios, bioindicadores ambientais, tetrápodes, classificação: anuros, ápodes e urodelos. CAPÍTULO 26 – RÉPTEIS Répteis, adaptações para a vida em ambiente terrestre, ectotérmicos, dinossauros, classificação: crocodilianos, quelônios, escamados e rincocéfalos. CAPÍTULO 27 – AVES Aves, penas, endotermia, adaptações para o voo, classificação: ratitas e carenadas. CAPÍTULO 28 – MAMÍFEROS Mamíferos, glândulas mamárias, metabolismo, pele com glândulas, classificação: monotremado, placentários e marsupiais. CAPÍTULO 29 – PRIMATAS Primatas, caracterização do grupo, contexto da evolução, origem da espécie humana.

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8o ano Unidade 1 – A organização do corpo humano CAPÍTULO 1 – DAS CÉLULAS AO ORGANISMO: OS NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO Células, tecidos, órgãos, sistemas, os níveis de organização do corpo humano. Unidade 2 – A função de nutrição e a defesa do corpo CAPÍTULO 2 – A ENERGIA DOS ALIMENTOS A vontade de comer, obesidade, desnutrição, alimentos – fontes de energia e dieta saudável. CAPÍTULO 3 – A COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS Água, carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas, sais minerais e alimentação equilibrada. CAPÍTULO 4 – SISTEMA DIGESTÓRIO O caminho dos alimentos, cavidade oral, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso. CAPÍTULO 5 – SISTEMA RESPIRATÓRIO Sistema respiratório, vias aéreas superiores e inferiores, inspiração e expiração, doenças que afetam o sistema respiratório e poluição do ar. CAPÍTULO 6 – SISTEMA CARDIOVASCULAR Sistema cardiovascular, pequena e grande circulação, principais doenças que afetam o sistema cardiovascular. CAPÍTULO 7 – O SANGUE Composição do sangue, glóbulos vermelhos, brancos e plaquetas, transfusão de sangue e tipos sanguíneos. CAPÍTULO 8 – SISTEMA IMUNITÁRIO Órgãos componentes do sistema imunitário, mecanismos de defesa, aquisição de imunidade e doenças do sistema imunitário. CAPÍTULO 9 – SISTEMA URINÁRIO Sistema urinário e seus componentes, doenças que afetam o sistema urinário. Unidade 3 – As funções de coordenação do corpo e de relação com o ambiente CAPÍTULO 10 – SISTEMA LOCOMOTOR Sistemas esquelético e muscular, características dos ossos, articulações, movimentos voluntários e involuntários e saúde do sistema locomotor. CAPÍTULO 11 – SISTEMA TEGUMENTAR Camadas da pele e doenças que afetam a pele. CAPÍTULO 12 – SISTEMA NERVOSO Organização do sistema nervoso e a ação das drogas, e algumas doenças que atingem o sistema nervoso. CAPÍTULO 13 – SISTEMA SENSORIAL Órgãos dos sentidos, interação dos sentidos, visão, audição e equilíbrio, tato, olfação e gustação. CAPÍTULO 14 – SISTEMA ENDÓCRINO Sistema endócrino e glândulas endócrinas. Unidade 4 – A função de reprodução e a sexualidade CAPÍTULO 15 – ADOLESCÊNCIA E DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA GENITAL Adolescência e puberdade, puberdade feminina e masculina, os órgãos do sistema genital. CAPÍTULO 16 – GRAVIDEZ E PARTO Gravidez, parto e amamentação. CAPÍTULO 17 – MÉTODOS ANTICONCEPCIONAIS Métodos contraceptivos naturais, de barreira, hormonais, cirúrgicos e intrauterinos. CAPÍTULO 18 – DOENÇAS SEXUALMENTE TRANSMISSÍVEIS Doenças sexualmente transmissíveis e métodos de prevenção. Unidade 5 – Hereditariedade CAPÍTULO 19 – GENÉTICA Mendel e as origens da Genética, cromossomos humano e sua constituição – DNA. CAPÍTULO 20 – GENÉTICA NO SÉCULO XXI Projeto Genoma, organismos transgênicos, clonagem, terapia genética e bioética.

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9o ano Unidade 1 – Os fundamentos da química e da física CAPÍTULO 1 – MATÉRIA E ENERGIA A matéria e suas propriedades, medidas e energia. CAPÍTULO 2 – CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA Conceituação e propriedade da matéria, mudanças de estado físico e densidade. CAPÍTULO 3 – TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA E DA ENERGIA As transformações da matéria e da energia. Unidade 2 – Introdução ao estudo da química CAPÍTULO 4 – SUBSTÂNCIAS E MISTURAS Substâncias puras e misturas na natureza, características das substâncias puras e das misturas, os tipos de mistura, processos de separação de misturas e aparelhos utilizados em laboratório. CAPÍTULO 5 – A MATÉRIA E OS ÁTOMOS A história da constituição da matéria, as leis ponderáveis, os modelos atômicos, filósofos gregos, substâncias puras e compostas. CAPÍTULO 6 – DESCOBRINDO A ESTRUTURA ATÔMICA Características elétricas da matéria, modelo atômico de Thomson e Rutherford, número atômico, número de massa, características dos átomos, elemento químico e íons. CAPÍTULO 7 – EVOLUÇÃO DO MODELO ATÔMICO E DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA. Modelo atômico de Rutherford-Böhr e distribuição eletrônica. CAPÍTULO 8 – BASES DA ORGANIZAÇÃO DOS ELEMENTOS Tabela periódica, definição de períodos, caracterização de famílias, classificação e propriedade dos elementos químicos. CAPÍTULO 9 – LIGAÇÃO IÔNICA Ligação química, teoria do octeto, ligações iônicas e compostos iônicos. CAPÍTULO 10 – LIGAÇÃO COVALENTE OU MOLECULAR Ligação covalente e representações das fórmulas dos compostos covalentes. CAPÍTULO 11 – LIGAÇÃO METÁLICA Formação de ligas metálicas, características e propriedades dos metais. CAPÍTULO 12 – FUNÇÕES INORGÂNICAS: ÁCIDOS E BASES Ácidos e bases: seus usos e aplicações. CAPÍTULO 13 – FUNÇÕES INORGÂNICAS: SAIS Sais e suas aplicações, obtenção de sais e reações de neutralização. CAPÍTULO 14 – FUNÇÕES INORGÂNICAS: ÓXIDOS Classificação e uso dos óxidos, comportamento dos óxidos na presença de água, efeito estufa, chuva ácida e poluentes atmosféricos. CAPÍTULO 15 – BALANCEAMENTO DAS EQUAÇÕES QUÍMICAS Equações químicas, balanceamento e métodos das tentativas. Unidade 3 – Introdução ao estudo da física CAPÍTULO 16 – O MUNDO SE MOVIMENTA Cinemática, repouso e movimento, ponto material e trajetória, descrevendo os movimentos, movimento uniforme e movimento variado. CAPÍTULO 17 – LEIS DE NEWTON Classificação das forças quanto à sua natureza, leis de Newton: princípio da inércia, princípio da proporcionalidade e princípio da ação e reação. CAPÍTULO 18 – ENERGIA, TRABALHO E POTÊNCIA Energia, interconversões e conservação de energia, energia cinética, potencial e mecânica. CAPÍTULO 19 – GRAVITAÇÃO O peso e a massa de um corpo, aceleração da gravidade, o Sistema Solar e a lei da gravitação universal. CAPÍTULO 20 – CALOR E SUAS MANIFESTAÇÕES Calor e temperatura, quantidade e processos de transmissão de calor. CAPÍTULO 21 – ONDULATÓRIA Ondas e suas características, natureza das ondas periódicas, ondas sonoras e eco. CAPÍTULO 22 – LUZ A dualidade da luz, óptica geométrica, luz invisível e fenômenos ópticos.

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9o ano Unidade 3 – Introdução ao estudo da física CAPÍTULO 23 – SISTEMAS ÓPTICOS Sistemas ópticos, espelhos planos, espelhos esféricos: côncavos e convexos, lentes convergentes e divergentes. CAPÍTULO 24 – ELETRICIDADE A história dos experimentos em eletricidade, eletrização, processos de eletrização: por atrito, por contato e por indução eletrostática, corrente elétrica, tensão ou diferença de potencial elétrico, resistência elétrica, e resistores. CAPÍTULO 25 – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Associação em série de resistores e associação em paralelo de resistores. CAPÍTULO 26 – ELETROMAGNETISMO Ímãs e eletromagnetismo, geração de energia elétrica. CAPÍTULO 27 – A ENERGIA NO COTIDIANO Energia no Brasil e no mundo, energia elétrica nas residências e o custo da energia elétrica.

A estrutura dos livros da coleção Cada livro da coleção é dividido em unidades temáticas, que por sua vez são organizadas em capítulos. A estrutura básica dos capítulos está descrita a seguir. Abertura do capítulo – os capítulos começam com leitura de imagens e questões instigantes. A intenção é que o estudo do tema parta dessa conversa inicial, avaliando os conhecimentos prévios dos estudantes. Ao final do capítulo, espera-se que tenham sido dados subsídios suficientes para que eles consigam respostas para esses questionamentos iniciais. Desenvolvimento do conteúdo – é a parte em que a temática do capítulo é desenvolvida. A linguagem busca proximidade com o estudante, sem perder de vista o rigor conceitual. Vale enfatizar que alguns conteúdos procedimentais considerados essenciais, como a interpretação e construção de gráficos e tabelas, o levantamento de dados e a observação de fenômenos naturais também são foco do desenvolvimento do capítulo. Informações adicionais (boxes) – ao longo do capítulo, o estudante encontrará alguns boxes explicativos de temas específicos, complementares ao tema central estudado. Entre eles, os quadros intitulados “Em pratos limpos” pretendem clarear algumas ideias e desfazer equívocos, muitas vezes comuns, que os estudantes possam ter. Nesse capítulo você estudou – quadro-resumo em que o estudante pode verificar os objetivos principais do capítulo. O(A) professor(a) poderá orientar o trabalhos dos estudantes com base no que foi ou não aprendido. Atividades – nessa seção, há exercícios para a sistematização e a verificação dos principais conteúdos (conceituais e procedimentais) apresentados no capítulo. Exercício(s)-síntese – essa seção traz uma ou mais atividades que sintetizam os principais conteúdos do capítulo. Pode servir ao(à) professor(a) como atividades a serem feitas em casa, para melhorar o aproveitamento das aulas, auxiliando os estudantes na sistematização do conteúdo. Desafio – essa seção, quando presente, traz um ou mais exercícios de aprofundamento no tema do capítulo.

Atividade prática – propõe atividades práticas que podem ser realizadas em sala de aula (no laboratório ou espaço próprio) ou, em alguns casos, na própria casa do estudante, com a devida orientação. Leitura complementar – apresenta um texto, muitos deles de fontes como jornais, revistas, livros e sites, com atividades de interpretação ou discussão do tema. Consulte também – ao final do livro, traz para o estudante sugestões bibliográficas e indicações de sites que complementam os temas abordados no capítulo.

A estrutura dos Manuais do Professor – Orientações Didáticas As seções que compõem a parte específica (capítulo a capítulo) dos Manuais do Professor são: Objetivos conceituais, objetivos procedimentais e objetivos atitudinais – relação dos principais objetivos que se espera alcançar no capítulo. Despertando o interesse do estudante – são apresentadas possibilidades de questões para iniciar a aula, de forma a levar em conta os conhecimentos prévios dos estudantes e como estes poderão ser confrontados ao longo do desenvolvimento da(s) aula(s). Desenvolvimento do capítulo – discussão que aborda a intenção do capítulo e propostas para desenvolver seus temas. Sugestões de atividades paralelas para o desenvolvimento do capítulo são comentadas nessa seção. Atividades extras – são apresentadas possibilidades extras de experimentos, leituras complementares, visitas, análises de diferentes formas de mídia, atividades, além de possíveis trabalhos interdisciplinares, quando pertinentes. Consulte também – indicações de livros, núcleos, sites e outras fontes de consulta para completar as aulas. Respostas – são apresentadas as respostas e os comentários das atividades dos blocos Atividades, Exercício(s)-síntese, Desafio, Atividade(s) prática(s), Leitura complementar.

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UNIDADE CAPÍTULO

OS FUNDAMENTOS DA QUÍMICA E DA FÍSICA

MATÉRIA E ENERGIA OBJETIVOS GERAIS

Apresentar matéria e diferenciar corpo de objeto. Entender as propriedades gerais da matéria e relacioná-las

com fatos cotidianos. Identificar e caracterizar as grandezas físicas. Relacionar as grandezas físicas com suas respectivas

medidas e seus respectivos instrumentos de medida. Reconhecer os padrões de unidades de medida. Converter medidas em seus respectivos múltiplos e

submúltiplos. Entender que é possível verificar o que a energia pode

causar, onde e como aparece e como interage com a natureza, mas que existem dificuldades em defini-la. Caracterizar energia em modalidades.

OBJETIVOS PROCEDIMENTAIS Coletar, registrar e tratar adequadamente dados de ativi-

dades práticas. Manipular instrumentos, aparelhos e outros materiais de

laboratório.

OBJETIVOS ATITUDINAIS Manter uma postura adequada durante a realização de

atividades práticas.

DESPERTANDO O INTERESSE DO ESTUDANTE O ar que nos envolve também é matéria?

R: O ar apresenta massa e ocupa lugar no espaço, portanto, também é matéria. No ar que respiramos existe água? R: Sim. No ar atmosférico há vapor-d’água, em diferentes quantidades, dependendo do dia e da localização. Em um dia chuvoso, a quantidade de vapor-d´água no ar atmosférico é maior do que em dias não chuvosos. Por que fazemos medidas? R: Realizamos medidas para ter noção quantitativa de uma grandeza. Assim, podemos ter uma melhor definição sobre um fenômeno estudado, ou seja, podemos descrevê-lo, reproduzi-lo e até prever outros fenômenos.

Podemos realizar medidas com qualquer instrumento?

R: Não, para cada medida é necessário um instrumento específico. Indiretamente podemos utilizar um instrumento de medida de uma grandeza física para medir outra, como usar uma régua para medir o volume. Qual a finalidade de se utilizar diferentes unidades ou múltiplos e submúltiplos de uma unidade para se medir a mesma grandeza física? R: Em determinadas situações, algumas unidades se mostram inconvenientes para descrever uma grandeza física, por exemplo, utilizar a unidade metro (m) para medir as distâncias em uma rodovia. Neste caso, é mais conveniente utilizar seu múltiplo, o quilômetro (km). Há também o aspecto regional/ cultural, pelo qual determinadas unidades são mais usadas que outras como no caso da temperatura: nos EUA são utilizados graus Fahrenheit (ºF) e no Brasil, os graus Celsius (ºC). Vale lembrar também a utilização da caloria (cal), uma unidade de energia bastante comum, embora a unidade de energia no SI seja o joule (J). Onde encontramos energia? De que maneira ela se manifesta? R: Há presença de energia em tudo. Assim, para cada situação ela pode se manifestar de uma maneira específica, definindo a sua modalidade (mecânica, luminosa, sonora, elétrica etc). Como “surge” o movimento? R: Pela definição que propomos neste capítulo, podemos dizer que, em geral, o movimento “surge” quando há transformação de uma modalidade de energia em outra, ocorrendo forças que realizam trabalho, produzindo/alterando/modificando movimentos. Na maioria das análises sobre movimento nota-se relação na sequência: fonte de energia ⇔ força ⇔ movimento.

DESENVOLVIMENTO DO CAPÍTULO Partindo de conhecimentos anteriores dos estudantes, aproveite o contexto do espaço físico da sala de aula e faça uma análise dos objetos presentes, com a finalidade de definir matéria a partir de características que podem ser observadas. Nesse momento é importante mostrar a importância do rigor científico apresentando a diferenciação entre corpo e objeto.

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Ainda seguindo com a análise dos objetos, pergunte: Dois objetos da sala (como as carteiras e a cadeira ou as

mochilas e os livros) podem ocupar, ao mesmo tempo, o mesmo lugar no espaço? R: Essa pergunta permite caracterizar a impenetrabilidade da matéria. Esses objetos poderiam ser divididos em partes menores? R: Essa pergunta permite caracterizar a divisibilidade da matéria. Nomeie e conceitue essas duas propriedades da matéria e apresente as demais: inércia (que será estudada também em Física, no capítulo 17 – Leis de Newton), massa, extensão, compressibilidade, elasticidade e descontinuidade. Siga a análise mostrando a importância dessas características para a descrição e a explicação dos fenômenos naturais. Ressalte que as informações sobre determinado material ou fenômeno ficam mais completas quando se juntam dados qualitativos e dados quantitativos. Apresente de forma sucinta não só a diferença entre dados qualitativos e quantitativos mas também como eles se completam ao se trabalhar as diferentes grandezas físicas. Chame a atenção para os instrumentos de medida. Uma estratégia eficiente é preparar, com a participação da classe, um quadro como o exemplificado abaixo:

Grandeza Física

Instrumento de medida

Unidade utilizada

Temperatura

Termômetro

ºC (em alguns países)

Comprimento

Régua

Tempo

Cronômetro

min

Velocidade

Velocímetro

km/h

Utilize grandezas e respectivas unidades mais comuns para a sua região e de fácil reconhecimento pelos estudantes, considerando a faixa etária. Apresente o Sistema Internacional de unidades (SI) fazendo uso da mesma tabela construída anteriormente, adicionando a ela a coluna de unidade indicada no SI. Introduza o assunto “múltiplos e submúltiplos”. É interessante o trabalho em paralelo com os(as) professores(as) de Matemática, desenvolvendo as relações matemáticas entre múltiplos e submúltiplos, e História, abordando a evolução das medidas e sua necessidade na comercialização de mercadorias em diversas civilizações. Essa relação com a Matemática e a História pode revelar aos estudantes outra visão da Física, permitindo uma abordagem mais agradável e uma melhor compreensão da ciência ao longo do tempo. O trabalho com o(a) professor(a) de História cabe como uma ferramenta para a melhor compreensão da utilização das medidas ao longo do tempo. É importante que se dedique um tempo da aula para discutir, no processo histórico, a necessidade da elaboração de “medidas”.

Da Pré-história aos dias de hoje, as medidas de espaço, volume e massa foram de tal forma incorporadas às nossas vidas que é impossível imaginar a civilização sem elas. Seria muito importante para a formação dos estudantes conhecer os bastidores dessa história de erros, acertos e acirradas disputas de poder. Um excelente artigo para consulta é o de Maria Fernanda Vomero, publicado na revista Superin teressante. (Fonte: Vomero, Maria Fernanda. Medidas extremas. Superinteressante, São Paulo – SP: [s.n.], v.17, n.186, p. 42/46, 2003). Pode-se solicitar pesquisas sobre esse assunto em diferentes fontes como estratégia para ampliar a discussão e socialização de informações, por exemplo, informações em remédios (mais comuns são os xaropes) onde estão em destaque a relação de quantidade de massa por unidade de volume (em mg/mL). Isso permite complementar a avaliação dos estudantes quanto ao interesse, participação e compromisso com a busca e o confronto de informações. Uma atividade de visita à feira pode mostrar na prática a utilização das medidas no comércio e possibilitar uma melhor compreensão histórica. Um debate ou uma redação sobre o assunto também pode avaliar o aprendizado. O último tema do capítulo, energia e suas modalidades, é bem abrangente e, em geral, chama a atenção do estudante. Cabe a você fazer uso disso para torná-lo mais “convidativo” e não tão formal, uma vez que o detalhamento desses conceitos se dará no Ensino Médio. Neste contexto vamos trabalhar energia com base no movimento produzido, o que facilitará o estudo da energia mecânica. É importante frisar as interconversões de uma modalidade de energia em outras, pois isso pode despertar o interesse dos estudantes, facilitando a introdução do conceito de transformações de energia, tema do capítulo 3. Use exemplos do cotidiano. Desenvolva o tema com a finalidade de preparar os estudantes para a definição do princípio da conservação de energia, que será tratado no capítulo 3. Os estudantes devem compreender que a todo instante a energia está se manifestando em uma modalidade ou outra de forma dinâmica. Podem ser sugeridas pesquisas sobre esse tema como forma de avaliação ou até mesmo iniciar a organização de uma feira de ciências, já pensando que tal tema será desenvolvido ao longo do ano todo.

ATIVIDADE EXTRA Atividade prática: As medidas na cozinha É uma atividade que pode ser utilizada de forma lúdica. Uma sugestão, caso seja adequado para a infraestrutura da escola, é levar a classe para fazer uma “experiência” na cozinha. Trata-se da execução de uma receita de bolo onde os estudantes se envolvam com a sua elaboração, mas com um enfoque mais científico na determinação de medidas.

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Abaixo há uma receita de bolo de cenoura que pode ser uma opção para tal finalidade: Ingredientes da massa 3 cenouras de tamanho médio 2 xícaras de chá de farinha de trigo 2 xícaras de chá de açúcar 1/2 xícara de chá de óleo 2 colheres de sopa de margarina ou manteiga sem sal 2 ovos 1 colher de sopa de fermento em pó Como fazer Aqueça o forno a 180 ºC. Unte a forma de bolo.

Ingrediente

Corte as cenouras em rodelas e bata-as no liquidificador

com os ovos, óleo e margarina. Depois, transfira tudo para uma tigela para misturar com a farinha e o açúcar. Ao final, adicione o fermento em pó. Ponha a massa dentro da forma e leve ao forno por aproximadamente 40 minutos ou até estar assado. Sugestão: utilizar cobertura de brigadeiro. Fica a seu critério, considerando a sua disponibilidade de tempo. Enquanto o bolo assa, sugere-se como avaliação o preenchimento da tabela abaixo, determinando as relações entre as unidades da cozinha e as unidades de medida científica:

Quantidade utilizada (unidade usual de cozinha)

Quantidade utilizada (unidade científica)

Farinha de trigo

2 xícaras

280 g

Açúcar

2 xícaras

400 g

Óleo

½ xícara

85 g

Margarina ou manteiga

2 colheres de sopa

30 g

Fermento em pó

1 colher de sopa

11 g

A seguir deixamos uma tabela de referência das medidas:

Relação entre medidas usuais na cozinha e volume Unidade de medida

Volume correspondente (mL)

Xícara de chá padrão

250

Colher de sopa

Colher de sobremesa

7,5

Colher de chá

Colher de café

2,5

Relação entre medidas usuais na cozinha e massa Unidade de medida

Massa correspondente (em gramas) Açúcar

Farinha de trigo

Manteiga

Arroz

Fermento em pó

Xícara

200

140

220

200

—

Colher de sopa

—

Colher de chá

—

Observação: Pode-se indagar quais são as outras grandezas físicas utilizadas na execução da receita. R: Temperatura do forno (180 ºC) e tempo de cozimento (40 min). Como uma receita pode ser pouco para turmas grandes, pode-se dobrar ou triplicar as quantidades, aproveitando a oportunidade para discutir proporcionalidade.

CONSULTE TAMBÉM Artigo RAMOS, F. A. e RAMOS, E. M. F. Oficinas para o ensino de Física: o lúdico aplicado à formação de professores.

Amido de milho

Azeite

100

170

Sal — 15

—

isponível em: <www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvii/ D sys/resumos/t0361-1.pdf>. Acesso em: maio 2015. Nesse endereço você encontrará informações sobre construção de materiais didáticos experimentais.

Sites Acessos em: maio 2015 BIPM. Disponível em: <www.bipm.org>. Site em francês do Instituto Internacional de Pesos e Medidas. Inmetro. Disponível em: <www.inmetro.gov.br>. Portal do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), apresenta informações e notícias sobre sistemas de medidas. Unidades de medida. Disponível em: <www.inmetro.gov.br/consu midor/unidLegaisMed.asp>. Página que apresenta nomes e símbolos das principais unidades do SI.

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Ipem. Disponível em: <www.ipem.sp.gov.br>. Site do Instituto de Pesos e Medidas do Estado de São Paulo (Ipem) apresenta conceitos básicos de metrologia e um conversor de unidades.

Exercício-síntese

A metrologia no Brasil. Disponível em: <http://www.ipem.sp. gov.br/index.php?option5com_content&view5article&id515: breve-historia-da-metrologia-no-brasil&catid565&Itemid5268>. Página conta brevemente a história da metrologia no Brasil.

B) 72 kg 5 72 000 g. Portanto, a indicação é 72 000 vezes maior

C) Energia potencial gravitacional

Modalidades de energia. Disponível em: <http://www.eletronuclear. gov.br/SaibaMais/Espa%C3%A7o doConhecimento/Pesquisa escolar/Oque%C3%A9energia.aspx>. Artigo no site da Eletrobrás que discute energia e apresenta as modalidades de energia.

A) massa que a unidade (51 grama).

Desafio

A) Volume 5 90 000 litros 5 90 m3

V 5 c ? I ? a

Livro

90 m3 5 12 m ? 5 m ? a

RONAN, C. A. História ilustrada da ciência. Rio de Janeiro: Zahar, 1987.

90 m3 5 60 m2 ? a

RESPOSTAS Atividades 1 Matéria: tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e tem massa. Todas as fotografias apresentadas na atividade são exemplos de matéria. Exemplo: pedra-sabão. Corpo: porção limitada da matéria. Exemplo: fotografia de um pedaço de pedra-sabão. Objeto: corpo produzido pelo ser humano. Exemplo: fotografia da estátua do profeta Daniel, de Aleijadinho, esculpida em pedra-sabão.

a 5

90 m3 60 m2

→ a 5 1,5 m

A profundidade média da piscina deverá ser de 1,5 m (profundidade 5 altura)

B) Quantidade de cloro por litro 5 5 mg ou 0,005 g

Cloro usado por tratamento 5 90 000 ? 0,005 g 5 450 g Cloro usado por mês 5 450 g ? 9 5 4050 g ou 4,05 kg 196,00 Custo de 1 kg de cloro (em reais) 5 5 8,00 reais 24,5 Custo mensal de cloro (em reais) 5 8,00 ? 4,05 5 32,40 reais Cloro usado por mês 5 4,05 kg; e quantidade do galão 5 5 24,5 kg Tempo de tratamento de um galão 5

24,5 4,05

5 6,04 meses

2 Massa – D; inércia – C; impenetrabilidade – A e divisibilidade – B.

Atividade prática

3 A) trena e fita métrica

Sugere-se que a atividade seja realizada em grupos

B) termômetro digital

de 4 ou 5 estudantes. Observe o desenvolvimento dos

C) béquer e proveta

procedimentos feitos por eles, auxiliando-os no uso dos

D) cronômetro

instrumentos de medida, garantindo a precisão solicitada.

Não deixe de fazer uma síntese da atividade, colocando

E) balança de prato e balança eletrônica

na lousa uma tabela para que cada grupo indique o

4 A) 5 mL ? 4 5 20 mL 1 000 mL 5 1 L 20 mL 5 0,02 L

B) Ha 0,15 L 5 150 mL em cada frasco. O tratamento todo consumirá 5 mL ? 4 vezes ao dia ? 10 dias 5 200 mL.

resultado obtido. Como forma de avaliação, peça aos estudantes que montem um relatório simples e comuniquem aos demais os resultados obtidos e a que conclusão chegaram. Durante a discussão da atividade, aproveite para diferenciar

Portanto, serão necessários dois frascos.

grandezas físicas como massa e volume associando-as com as

C) Sim, 100 mL do segundo frasco.

respectivas unidades de medida e seus múltiplos e submúltiplos.

D) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes percebam que ainda há muita discussão sobre quem deve se responsabilizar pelo descarte do medicamento. Discute-se que as próprias indústrias farmacêuticas deveriam implantar projetos de logística reversa, para captar esse medicamento de volta. As empresas discutem que a implantação desse projeto é caro e o gasto com ele seria repassado ao consumidor, no preço final dos medicamentos, que em sua maioria já são caros. O consumidor também deve ter um papel fundamental nesse processo, que é o de destinar o medicamento aos postos de coleta.

5 A) energia luminosa B) energia cinética C) energia térmica D) energia elétrica

1a Parte – Medindo o volume com a régua

A) e B) Professor(a), oriente os diferentes grupos para que possam medir a embalagem com exatidão.

C) Basta dividir o volume obtido em cm3 por 1 000 (lembrar que 1L 5 1 000 mL ou 1 000 cm3)

D) É possível que diferentes resultados sejam obtidos nos grupos. Lembre-os primeiramente que o volume total da caixa foi medido considerando a parte externa da caixa, o que provavelmente dará um volume um pouco maior do que indicado na embalagem.

Caso apareçam resultados muito diferentes entre os grupos, discuta com os estudantes que pode haver erros de medida, daí a importância da precisão do instrumento utilizado e o cuidado com as medidas realizadas.

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2a Parte – Medindo o volume com uma proveta

volume de uma pedra e posteriormente colocar a rolha na proveta e sobre ela a pedra, fazendo com que os dois corpos

Professor(a), atente que, nesta atividade, o corpo que será

fiquem submersos deslocando a água; deste modo, subtrai-se

medido deve ser sólido, e que deve ficar submerso na água.

do volume total da água deslocada o volume da pedra e então

Utilize, para um mesmo grupo, sólidos diferentes como:

se obtém o volume aproximado da rolha de cortiça.

bolinha de vidro, de aço, pedra pequena etc. Antes mesmo de mergulhar o corpo na proveta com água

indicado na proveta.

A) Utilizando uma proveta de 100 mL deverão colocar na proveta 50 mL de água.

é interessante discutir como se observa o volume de água

B) O volume de água deslocada dependerá do volume do objeto inserido na proveta.

Se quiser provocar uma discussão interessante, peça para medirem (observando o deslocamento de água em uma

C) O volume dependerá do objeto escolhido para a atividade.

proveta) o volume de uma rolha de cortiça. Apresente a eles

esse desafio e deixe que discutam a solução. Provavelmente

Aproveite para retomar a unidade usual litro (L) e seus

CAPÍTULO

chegarão a alguma ideia interessante, por exemplo, medir o

D) Será o mesmo valor. Lembre-se que 1 mL 5 1 cm3. submúltiplos mais usados no dia a dia.

CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA OBJETIVOS GERAIS

Compreender que a matéria é constituída de átomos. Compreender que as representações de átomos e de

moléculas apresentadas são modelos. Diferenciar e relacionar as características de cada estado

físico da matéria com a organização de suas partículas. Conhecer as mudanças de estado físico da matéria. Relacionar as variações de temperatura e de pressão com

as mudanças de estado físico. Interpretar e construir os diagramas de mudanças de

estado físico. Conhecer o conceito de densidade e suas aplicações.

OBJETIVOS PROCEDIMENTAIS Coletar e registrar adequadamente os dados das atividades

experimentais. Levantar hipóteses. Relacionar os conhecimentos científicos com o mundo

ao redor.

OBJETIVOS ATITUDINAIS Manter postura adequada durante a realização de ativi-

dades práticas. Passar a atuar como agente observador e crítico frente à

qualidade do etanol vendido em postos de combustíveis.

DESPERTANDO O INTERESSE DO ESTUDANTE Os materiais presentes no nosso dia a dia estão em qual

estado físico?

R: Encontramos, em nosso corpo e ao nosso redor, substâncias químicas nos três estados físicos, por exemplo: gasoso: ar; líquido: água; sólido: feijão. Um mesmo material pode ser encontrado em diferentes estados físicos? R: Sim, um exemplo é a água, que está presente no ar na forma de vapor-d’água, no estado líquido que utilizamos para beber e no estado sólido, na forma de gelo. Por que o óleo flutua na água? R: O óleo flutua na água porque é menos denso que ela.

DESENVOLVIMENTO DO CAPÍTULO Para resgatar o conhecimento e evidenciar as mudanças de estado físico da água (estudadas no livro do 6 o ano desta coleção) sugere-se que, em classe, sejam mostradas e discutidas duas situações: 1. Cubos de gelo em um pires ou em uma placa de Petri. Mostre o sistema no início da aula e após as explicações teóricas. No início, a água estará no estado sólido. Ocorrerá a fusão do gelo. Ressalte que, durante a fusão da água sólida, a temperatura permanece constante – cujo valor deverá ser igual a 0º C se consideradas as condições de pressão “ao nível do mar”. Um termômetro poderá ser utilizado para acompanhar o fenômeno. Explique que cada substância pura tem uma temperatura de fusão que lhe é característica. 2. Cubos de gelo em um copo ou béquer. O(A) professor(a) deverá mostrar o sistema no início (copo seco por dentro e por fora) e colocar os cubos de gelo. Após algum tempo, com o aparecimento de água líquida nas paredes externas do copo, explicar que a água presente no ar atmosférico no estado de vapor, ao encontrar a superfície mais fria (menor temperatura) do copo, se condensa, ou seja, passa para o estado líquido.

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ATIVIDADES EXTRAS Densidade é um conceito difícil de ser assimilado pelos estudantes. As atividades práticas propostas a seguir permitem a fixação do conceito e exigem que o estudante faça relações entre o conteúdo e os conhecimentos trazidos com experiências vividas em seu cotidiano.

I – Atividade prática: Observando o comportamento da água e do óleo de cozinha Materiais: 50 mL de óleo de cozinha 50 mL de água Copo de vidro transparente Procedimento: Colocar inicialmente 50 mL de óleo no copo de vidro transparente e posteriormente os 50 mL de água e observar o sistema. Levantar hipóteses sobre as seguintes questões: 1. Por que o óleo ficou em cima? R: Porque apresenta menor densidade. 2. Os volumes são iguais? E as suas massas? R: Os volumes são iguais, porém as massas são diferentes.

3. Com base nas observações pode-se concluir que água e óleo são líquidos miscíveis ou imiscíveis? R: Líquidos imiscíveis. 4. Dados os valores de densidade do óleo dóleo 5 0,80 g/mL e da água dágua 5 1,0 g/mL, calcule a massa dos volumes utilizados. d5

m V

dóleo 5 0,80 g/mL 5

50 mL

m 5 0,80 ? 50 5 40 g dágua 5 1,0 g/mL 5

m 50 mL

m 5 1,0 ? 50 5 50 g

II – Atividade prática: O ovo flutua ou afunda? Materiais: 2 copos transparentes Açúcar comum Água 2 ovos

Procedimento: No dia anterior à execução da atividade prática prepare uma solução aquosa de açúcar usando 100 g de água (100 mL) e 100 g de açúcar. Em sala, comece a demonstração mostrando dois copos com metade do volume ocupado por líquidos diferentes e diga aos estudantes que um contém água e o outro uma solução aquosa de sacarose. Pergunte aos estudantes de que modo poderiam ser identificados os conteúdos de cada copo. Ressalte que provar o sabor (e até mesmo sentir o odor) é um procedimento incorreto e perigoso, que pode causar acidentes graves. Exemplifique citando soluções aquosas de ácido clorídrico e soda cáustica, que são incolores. Discuta com os estudantes as sugestões apresentadas. A seguir, coloque um ovo em cada copo e peça que os estudantes observem. Os dois copos terão os seguintes aspectos:

água com açúcar

ovo

água

ovo

RODVAL MATIAS

Essa mudança de estado físico, chamada condensação ou liquefação, se dá com perda de calor (energia) e é o oposto da vaporização, que se dá com absorção de calor. Explique que a vaporização pode acontecer de maneiras diferentes: Evaporação: ocorre lentamente, à temperatura ambiente. Exemplos: roupa molhada exposta ao calor e ao vento; poça-d’água no chão. Ebulição: ocorre rapidamente, com aquecimento e formação de bolhas. Nesse caso, cada substância muda de estado a uma dada temperatura constante e característica: a temperatura de ebulição. Calefação: ao jogarmos gotas de água sobre uma chapa superaquecida, a parte inferior das gotas passa para o estado de vapor, formando uma camada de vapor entre as gotas e a chapa. Auxilie os estudantes na construção de gráficos de aquecimento de substâncias puras e da ocorrência dos dois patamares (TF e TE), ressaltando que, para uma mesma substância pura, a temperatura na qual ocorre o ponto de fusão é a mesma em que ocorre a solidificação. Nos gráficos de aquecimento de misturas comuns, não existem os patamares, ou seja, as misturas não apresentam TF e TE constantes. Essas mudanças de estado ocorrem em uma faixa de valores de temperatura. Nesse momento, os estudantes devem ser convidados a interpretar tabelas e gráficos e a construir gráficos com as informações de uma tabela e vice-versa. É importante também perceberem que uma substância é mais bem caracterizada quanto maior o número de propriedades conhecidas sobre ela. O conceito de densidade pode ser abordado realizando os experimentos da seção Atividades extras.

Peça que, com base no aspecto visual, respondam às seguintes questões, feitas em sequência: 1. Qual deve ser a substância contida no copo onde o ovo afundou? R: Água. 2. Qual o nome da propriedade física que permitiu essa dedução? Como ela pode ser calculada? R: Densidade. Pode ser calculada fazendo-se a relação entre massa e volume.

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3. Qual a densidade da solução aquosa de sacarose, sabendo que seu volume é de aproximadamente 165 mL e foi preparada dissolvendo 100 g de açúcar em 100 g de água? R: Massa da solução 5 100 g de sacarose 1 100 g de água 5 200 gramas. Volume da solução 5 165 mL volume 200 5 5 1,2 g/mL Densidade 5 massa 165

2. Faça uma previsão sobre a posição do ovo no copo, se agitarmos o sistema. Justifique sua previsão. R: Deve ser deslocado em direção ao fundo porque a concentração da solução inicial de água 1 açúcar diminuirá. Se, ao testar essa atividade, o(a) professor(a) concluir que ele é de difícil execução ou muito demorado, a seguir mostramos outra que pode ser usada para estudar a densidade.

4. Qual a faixa de valores em que deve estar a densidade do ovo? R: Entre 1 g/mL e 1,2 g/mL. 5. Coloque em ordem crescente de densidade os três materiais usados na atividade. R: Água, ovo, solução de água e açúcar. 6. Indique uma maneira de comprovar se a resposta do item 5 está correta. R: Sugestão: Para comprovar a ordem crescente de densidade, dágua , dovo , dsolução, devemos colocar lentamente água de uma pisseta, usando uma colher com a face côncava para baixo e encostada na face interna do copo, no sistema formado pela solução de açúcar e ovo.

III – Atividade prática: Comparando densidades

Pisseta

ovo água ILUSTRAÇÕES: RODVAL MATIAS

água 1 açúcar

A água também pode ser colocada sob a casca do ovo, porém sempre muito lentamente, para que a água adicionada não se misture com a solução. Após a adição de uma certa quantidade de água, o sistema terá o seguinte aspecto:

água

água com açúcar

Assim, fica demonstrado que: dágua , dovo , dsolução Se achar apropriado, faça as seguintes perguntas: 1. Por que a água foi colocada lentamente? R: Para impedir que os líquidos se misturassem.

Materiais: 2 copos Água Álcool comum, de preferência 96° GL Cubos de gelo 2 pires

Procedimento: A comparação de densidades pode ser feita colocando uma pedra de gelo em um copo contendo água e outra pedra de gelo em um copo contendo álcool. Coloque volumes iguais de álcool e água em copos diferentes e mude-os várias vezes de lugar. A seguir, pergunte aos estudantes de que maneira pode-se identificar seus conteúdos. Entre as sugestões iniciais e mais frequentes, surge: “cheirar ou beber o conteúdo dos copos”. Comente e enfatize que pode ser extremamente perigoso cheirar ou beber uma substância desconhecida, a ponto de ser letal. Colocar fogo também é um procedimento perigoso, mas que uma pessoa com conhecimentos de práticas de laboratório poderia fazê-lo. Coloque algumas gotas de cada líquido separadamente em dois pires e, a seguir, com o uso de fósforos de segurança, tente acender os dois líquidos contidos nos pires. Rapidamente, coloque o pires contendo água sobre o outro que contém o álcool em combustão. Após apagar o fogo, pergunte aos estudantes: 1. Cite alguns materiais que, assim como o álcool, têm a propriedade de combustibilidade (pegar fogo). R: Gasolina, querosene, óleo diesel. 2. Cite as matérias-primas usadas para produzir os combustíveis mencionados. R: Petróleo. 3. Por que o álcool apagou ao colocarmos um pires sobre ele? R: Porque houve impedimento do contato com o gás oxigênio. A cada uma dessas perguntas, após ouvir as respostas, você poderá acrescentar comentários ou aprofundar o assunto. Entre outras respostas, provavelmente aparecerá: “deixar evaporar”. Cite o nome correto da propriedade volatilidade e pergunte: a) Como poderíamos verificar experimentalmente a diferença de volatilidades? R: Comparando o tempo de evaporação de quantidades iguais das duas amostras.

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b) A volatilidade dos dois líquidos pode ser comparada usando o copo contendo álcool em um dia frio, ao nível do mar, e o copo contendo água em um dia quente, em uma cidade localizada em montanhas? R: Não. A comparação deve ser feita nas mesmas condições. Peça uma justificativa e explique a necessidade de estabelecer condições semelhantes. Como esse experimento geralmente é apresentado após o estudo das mudanças de estado físico, é muito provável que boa parte dos estudantes cite como diferenciação as temperaturas de fusão e de ebulição. Apresente os dois gráficos de aquecimento a seguir, explicando que as TF e as TE são obtidas em tabelas construídas com dados experimentais, obtidos ao nível do mar. BIS

T (oC) água

Para finalizar, você pode fazer mais perguntas relacionadas, semelhantes às sugeridas na Atividade extra II. Observação: Como se deve evitar descarte no ambiente, o uso do álcool comum deve ser feito na quantidade conveniente para cada atividade e o álcool não utilizado deve ser direcionado para uso na limpeza. Não se deve retornar ao frasco os reagentes não utilizados, por problemas de contaminação. Seria interessante explicar isso aos estudantes.

CONSULTE TAMBÉM Artigos Acessos em: maio 2015. S ILVA, C. E. da e MARQUES, A. J. O ensino da mudança de fase: uma abordagem interdisciplinar entre a física e o meio ambiente. Disponível em: <www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/ snef/xvi/cd/resumos/T0326-2.pdf>.

100

MAZALI, I. O. Determinação da densidade de sólidos pelo método de Arquimedes. Disponível em: <http://lqes.iqm.unicamp.br/ images/vivencia_lqes_meprotec_densidade_arquimedes.pdf>.

SAINT´PIERRE, T. D. Densidade. Disponível em: <http://web. ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/ conteudos/SL_densidade.pdf>.

d 5 1,0 g/mL

Sites

T (oC)

Acessos em: maio 2015.

álcool comum

Os estados físicos. Disponível em: <http://educacao.uol.com. br/quimica/estados-fisicos-da-materia-solido-liquido-e-gasoso. jhtm>. Informações sobre os estados físicos da matéria. Artigos sobre densidade. Disponível em: <http://www.cienciamao.usp.br/tudo/busca.php?key5o que e densidade?>. Lista de recursos didáticos disponíveis no portal “Ciência à mão”, sobre densidade.

78,5

2117 d 5 0,80 g/mL

Pergunte agora qual equipamento doméstico permitiria identificar os conteúdos dos copos. Muitos estudantes já sabem que no congelador a água congela, mas o álcool não congela. Afirme que existe outra propriedade que permite diferenciar a água do álcool: a densidade. Para demonstrar esse fato, coloque um cubo de gelo em cada copo. A ilustração representa o aspecto de cada copo:

Gás × vapor. Disponível em: <http://www.mundoeducacao.com/ quimica/diferenca-entre-gas-vapor.htm>. Nesse site há um texto sobre a diferença entre gás e vapor.

RESPOSTAS Atividades 1 Evaporação: fotografia de varais com roupas penduradas ao sol.

RODVAL MATIAS

Ebulição: fotografia da lava de um vulcão chegando ao mar e formando vapor. Condensação: fotografia de espelho de banheiro embaçado

gelo

e fotografia de nuvens.

álcool comum

I. A) 328 °C.

B) 1 620 °C.

gelo

C) sólido. D) sólido 1 líquido.

água

E) líquido. F) líquido 1 vapor. G) vapor.

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II. A) 1 620 °C.

2 A) Gasoso.

B) 328 °C.

B) O vapor-d’água presente no ar se condensa ao entrar em

3 A) Sólido.

contato com uma superfície mais fria.

B) Líquido.

C) Gás oxigênio.

C) Sugestão de resposta: colocando uma amostra dos metais

D) Em uma grande cidade onde normalmente o ar é mais poluído.

em cada uma das mãos. O metal que sofrerá fusão é o

3 Y , Z , X

gálio, pois a sua temperatura de fusão é menor do que a

Observando o sistema em Z notamos que a esfera B está no fundo e a esfera A flutua. Logo, podemos concluir que as

temperatura corpórea.

densidades: B . Z e A , Z. Temos então que a densidade de

4 A) D , C , A , B B)

Z é intermediária às densidades de A e B. No sistema Y observamos que as duas esferas estão no fundo. Logo, podemos concluir que as densidades:

BIS

T(oC)

A e B . Y.

Relacionando os dois sistemas, temos que Y , Z.

No sistema X as duas esferas flutuam. Logo, temos que as

218

densidades: A e B , X.

Relacionando, temos que A e B . Y; A e B , X e A , Z , B.

Portanto, temos que Y , Z , X.

4 A água congela antes, pois a sua temperatura de solidificação (fusão) é maior do que a do álcool. Para o álcool congelar é necessário resfriá-lo a 2117 ºC e nenhum congelador

doméstico chega a essa temperatura.

Desafio 1

A pepita não é de ouro, pois tem uma densidade diferente da

6 A) V 5 3,14 ? (0,25 cm)2 ? 1,25 cm

densidade do ouro (19 g/cm3). m 28,5 d 5 d 5 cm3 V 3 d 5 9,5 g/cm3

V 5 0,245 cm3

2 A – água; B – álcool. O álcool é mais volátil (evapora mais

5 A água evapora dos recipientes espalhados aumentando a umidade do ar na casa.

rápido) que a água, pois apresenta menor temperatura de

m 5 d ? V 5 1,04 g/cm3 ? 0,245 cm3 m 5 0,2548 g

B) Resposta pessoal. Ovos e carne vermelha são alimentos que contêm colesterol. Diminuição do LDL e aumento do HDL: uso do azeite de oliva extravirgem, caminhadas

ebulição.

3 Não, pois trata-se de uma mistura. A água do rio contém, além de água, uma série de substâncias dissolvidas.

4 Álcool, pois se o gelo afunda no líquido é porque sua densidade é maior que a do líquido.

diárias por 40 minutos pelo menos.

5 Estão corretas as afirmativas I e IV. Em A, temos álcool

Exercícios-síntese 1

puro ou uma mistura de álcool e água cuja densidade é menor que a do gelo (e contém então mais álcool do que

I. A) A e J

água). Em B, temos água pura ou uma mistura de álcool e

B) C – H

água cuja densidade é maior que a do gelo (e contém então

C) E – F

mais água do que álcool). Em C, temos obrigatoriamente uma mistura de água e álcool com a mesma densidade

D) B – I

que a do gelo. A fusão do gelo ou adição de água aumenta

E) D – G

a densidade do líquido; a adição de álcool diminui a

II. A) t1 B) t2 C) t2

densidade do líquido.

Atividade prática

D) t1

III. Absorção

2 Não, as densidades serão iguais pois a relação

IV. Liberação

densidadeóleo < densidadeágua < densidadeágua 1 sal constante.

massa é volume

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CAPÍTULO

TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA E DA ENERGIA OBJETIVOS GERAIS

Conceituar e identificar uma transformação física. Compreender que nas transformações físicas não ocorre

a formação de novas substâncias. Conceituar e identificar uma transformação química. Relacionar as transformações químicas com as reações

químicas. Saber relacionar as transformações físicas e químicas com

eventos do seu dia a dia. Reconhecer reagentes e produtos em uma reação química. Realizar a leitura e a interpretação de uma equação química. Identificar a energia envolvida nas transformações físicas

e químicas. Reconhecer as interconversões de energia. Compreender a lei da conservação de energia.

OBJETIVOS PROCEDIMENTAIS Representar reações químicas por meio de uma equação

química. Realizar leitura e interpretação de modelos de representação de partículas (como átomos e moléculas). Realizar leitura e interpretação de textos de divulgação científica.

OBJETIVOS ATITUDINAIS Estar atento à prevenção e aos riscos de incêndios.

DESPERTANDO O INTERESSE DO ESTUDANTE Uma pedra de gelo derretendo e uma floresta queiman-

do são exemplos de transformações sofridas pela matéria. Vocês conseguem diferenciar esses dois tipos de transformações? R: Uma pedra de gelo derretendo representa uma transformação física, pois a substância é a mesma, mas em estados físicos diferentes. Na queimada da floresta temos transformações de substâncias, o que caracteriza uma transformação química. Se picarmos uma casca de ovo estaremos provocando na matéria uma transformação física ou química? Justifique. R: É uma transformação física, pois a substância permanece a mesma. Se a casca de ovo for colocada em um copo contendo vinagre iremos notar certa efervescência. Neste caso a transformação é de que tipo? Por quê? R: A transformação é química. Nesse processo são formadas novas substâncias.

De onde vem e para onde vai a energia?

R: A energia não é criada nem destruída, apenas transformada de uma modalidade em outra. Quais as relações entre as diferentes modalidades de energia? R: Ocorrem transformações entre as diferentes modalidades de energia em muitas situações com relativa facilidade, mas sempre por meio da ação de uma força. Pode-se criar ou destruir energia? R: Pode-se encontrar energia no dia a dia em diferentes modalidades. Convém relembrar que, de acordo com o princípio da conservação de energia, ela não é produzida nem gasta nos processos em que participa. As modalidades de energia são convertidas/transformadas umas nas outras. Ninguém conseguiu criar ou destruir qualquer quantidade de energia, sob modalidade alguma. Apenas se pode obtê-la por transformações. Este é um dos mais importantes princípios da Física: A energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada. Nesse processo, frequentemente ela muda de modalidade, contudo a energia total é sempre a mesma. Interessante discutir frases como: “acabou a energia”, ou “você gastou muita energia”, ou ainda “a pilha acabou”. Na verdade, como a energia não é criada nem destruída, ela não se gasta nem se acaba. Ela é transformada de uma modalidade em outra. Outro fato a se observar é que, durante as transformações, uma parte da energia é liberada/perdida, sendo dissipada para o meio ambiente sob a forma de luz, som e principalmente calor.

DESENVOLVIMENTO DO CAPÍTULO Inicie o capítulo recordando e descrevendo as transformações que ocorrem no ciclo da água. Na natureza, a água está em constante transformação, mas continua sempre sendo água, a mesma substância. Nesses fenômenos não ocorrem transformações da matéria, ou seja, são transformações físicas. Uma transformação química pode ser exemplificada com a formação da ferrugem em objetos feitos de ferro. A formação da ferrugem ocorre quando o ferro reage com o gás oxigênio e o vapor-d’água presentes no ar atmosférico. Nesse fenômeno, forma-se uma substância que não estava presente antes: a ferrugem. A transformação de uma substância em outra ou outras caracteriza uma transformação química. Comente com seus estudantes que a formação da ferrugem, classificada como uma oxidação do

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ferro, causa prejuízos em todo mundo e pode colocar em risco a vida de pessoas ao corroer estruturas metálicas de prédios e de pontes. Para evitar as consequências da oxidação do ferro, é comum pintar objetos feitos de ferro, evitando o contato direto deste material com o gás oxigênio e com a água. As transformações químicas ou reações químicas são representadas por meio de equações químicas. A formação da ferrugem pode ser representada da seguinte maneira: Reagentes

Ferro 1 gás oxigênio 1 água

Produto

Ferrugem

Este capítulo também permite a realização de atividades práticas que demonstram a transformação de uma ou mais substâncias em outra ou outras, usando materiais de fácil obtenção. Você pode, em sala, colocar uma colher de chá de fermento químico (bicarbonato de sódio) em um pires, pedir para os estudantes observarem e, a seguir, pingar no sistema algumas gotas de limão. Pergunte aos estudantes como podemos interpretar a efervescência observada. Ela corresponde à liberação de um gás (gás carbônico), formado no fenômeno. Este momento é o ideal para a discussão da Atividade 3. Antes de falar das transformações de energia, vale a pena relembrar as várias modalidades de energia estudadas no capítulo anterior. Utilize exemplos de interconversões de energia que ocorrem no cotidiano. Se considerar adequado, faça uma demonstração sobre turbina elétrica utilizando um cooler (ventoinha) de computador e ligando a ele uma pequena lâmpada de lanterna (2,2 V) ou LED. Na internet podem ser encontrados diversos projetos desse tipo; a maioria é criação de estudantes para feiras de ciências. (Veja como exemplo o vídeo disponível em <http://www.youtube.com/watch?v5IodPFmui278>, acesso em maio 2015). Desenvolva o tema com a finalidade de chegar à definição do princípio da conservação de energia. Os estudantes devem compreender que a todo instante a energia é transformada de uma modalidade para outra, de forma dinâmica. Assim como no capítulo 1, podem ser sugeridas pesquisas sobre esse tema como forma de avaliação ou até mesmo iniciar a organização de uma feira de ciências. Explique aos estudantes que não são apenas as máquinas que realizam o processo de transformação de energia. Os animais também o fazem quando se alimentam, por exemplo. É um bom momento para retomar o estudo da fotossíntese.

ATIVIDADE EXTRA I – Atividade prática: Formação da ferrugem Essa atividade deve ser realizada pelo menos uma semana antes das explicações sobre as transformações da matéria. Os resultados devem ser obtidos apenas alguns

dias após a montagem do experimento, o que deve coincidir com a aula teórica. Materiais: 2 pregos de ferro 2 pires de porcelana ou de plástico Água Esponja de aço

Procedimento: Com a esponja de aço, com muito cuidado para não se espetar, esfregue os pregos até ficarem brilhantes. Coloque um prego em um pires e despeje um pouco de água, apenas para molhá-lo. No outro pires, coloque o outro prego seco. Deixe o sistema em um local seco por alguns dias e depois examine os pregos e responda às questões: 1. Descreva o que aconteceu com os pregos. R: O prego que ficou no seco permaneceu igual. O prego que ficou molhado enferrujou um pouco. 2. Em qual prego ocorreu uma transformação química? Justifique. R: No prego que enferrujou. 3. Você acha que se o prego que não sofreu uma transformação química fosse deixado em uma região com grande umidade no ar, como no litoral, também haveria formação da ferrugem? Justifique. R: Sim, haveria formação de ferrugem. A umidade presente no ar acelera o processo de formação de ferrugem no prego.

CONSULTE TAMBÉM Site Acesso em: maio 2015. Transformações físicas e químicas. Disponível em: <http:// educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/fenomenos-fisicosquimicos.htm>. Nesse endereço, você encontrará definições das transformações física e química.

Artigos Acessos em: maio 2015. GREF. Leituras de Física. 21 a 26. Disponível em: <http://www. if.usp.br/gref/mec/mec3.pdf>. MERÇON, F., GUIMARÃES, P. I. C. e MAINIE, F. B. Corrosão: um exemplo usual de fenômeno químico. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a04.pdf>. Nesse artigo da revista Química Nova na Escola, você encontrará informações sobre corrosão.

Livro GOVONE, O. A. & KLÜPPEL, Z. E. Os fenômenos físicos e químicos. Montes Claros: Nova Didática, 2001. O livro relaciona tópicos de eletricidade e conteúdos químicos com situações do cotidiano como a eletrização de um corpo, condutores e isolantes elétricos, efeitos da corrente elétrica no cotidiano e os perigos do choque elétrico.

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RESPOSTAS Atividades 1

A) Fotografia A. Vaporização. A substância de dentro do frasco passou do estado líquido para o estado gasoso.

B) Fotografia B. Após a queima da substância líquida, houve formação de novas substâncias.

2 Ilustração A. 3 A) Transformação física. Não ocorre formação de novas substâncias. B) Transformação química. Ocorre formação de novas substâncias.

Transformação física: II, IV, V, VIII, IX, XII Transformação química: I, III, VI, VII, X, XI

5 A: Energia elétrica em luminosa e térmica.

Situação III: Energia elétrica, energia luminosa, energia sonora e calor. B) Situação I: A energia química da pilha transforma-se em energia elétrica, que aciona o motor e produz energia cinética (movimento); a energia elétrica ainda se transforma em energia luminosa (acende as luzes) e em energia sonora (toca a sirene). Situação II: A energia elástica da corda ou mola de aço transforma-se em energia cinética no pêndulo ou “balanço” do relógio, que é transferida aos ponteiros e ao martelinho que, por sua vez, bate na campainha fazendo soar o alarme, produzindo energia sonora. Situação III: A energia elétrica transforma-se em energia luminosa (imagens), em energia sonora e energia térmica (calor).

Desafio

B: Energia elétrica em cinética (mecânica), sonora e térmica.

C: Energia elétrica em térmica.

2 Verdadeiras: I – II – IV – V; Falsa: III.

A lousa riscou o giz.

D: Energia quimica em luminosa e térmica. E: Energia elétrica em luminosa, sonora e térmica.

Exercícios-síntese 1

Leitura complementar 1

Substância que é queimada.

2 Substância que alimenta a combustão.

Transformação física: I; Transformação química: II – III.

3 Gás oxigênio.

4 Álcool (etanol), gasolina, madeira.

A) Fotografia I Energia solar. Transformação física. B) Fotografia II Energia solar. Transformação química.

3 A) Situação I: Energia química, energia elétrica, energia cinética, energia luminosa e energia sonora. Situação II: Energia potencial elástica, energia cinética e energia sonora.

5 Visão e tato. Professor(a), o olfato também pode detectar combustão.

6 Verificar se há vazamento de gás. 7 I - oxigênio; II - calor; III - combustível

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UNIDADE CAPÍTULO

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA QUÍMICA

SUBSTÂNCIAS E MISTURAS OBJETIVOS GERAIS

Caracterizar uma substância pura em função de suas

propriedades. Diferenciar uma substância pura de uma mistura. Perceber que na natureza prevalecem as misturas. Classificar as misturas em função de seu aspecto visual. Conhecer o conceito de fases. Identificar o número de fases de uma mistura. Identificar o número de componentes de uma mistura. Conceituar e diferenciar misturas homogêneas e he-

terogêneas. Conhecer alguns processos de separação de misturas

heterogêneas: atração magnética, dissolução fracionada, filtração, decantação (sifonação e centrifugação), flotação e funil de bromo. Conhecer alguns processos de separação de misturas

homogêneas: evaporação, cristalização fracionada, destilação simples, destilação fracionada e cromatografia. Conhecer alguns aparelhos de laboratório utilizados em

análise imediata e relacioná-los com os processos de separação.

OBJETIVOS PROCEDIMENTAIS Levantar hipóteses. Associar princípios e conceitos aos fenômenos naturais. Relacionar os processos de separação com atividades

realizadas na vida cotidiana. Manipular de forma adequada instrumentos, aparelhos

e outros materiais de laboratório.

OBJETIVOS ATITUDINAIS Adotar comportamentos adequados ao realizar ativida-

des práticas. Desenvolver a capacidade de observação de resultados

laboratoriais. Desenvolver a consciência de alguns problemas socioe-

conômicos do Brasil.

DESPERTANDO O INTERESSE DO ESTUDANTE O que é uma substância pura?

R: É uma substância formada por um único tipo de molécula ou átomos. Você consegue diferenciar uma substância pura de uma

mistura? R: Resposta pessoal. Uma substância pura apresenta temperaturas de fusão e ebulição constantes a uma dada pressão e o mesmo não ocorre quando se trata de uma mistura. Ao nosso redor existem mais substâncias puras ou misturas?

R: Principalmente misturas; por exemplo, o ar é uma mistura de gases, e na água potável encontramos água e vários sais e gases dissolvidos. Um copo contendo água de torneira tem um aspecto

contínuo (homogêneo) ou descontínuo (heterogêneo)? R: A água da torneira tem, em geral, um aspecto contínuo (homogêneo), e é considerada uma mistura homogênea (solução). Como você define uma mistura?

R: Resposta pessoal. Esclareça aos estudantes que uma mistura é formada por mais de uma substância. Catação é um processo utilizado para separar os com-

ponentes de uma mistura. Este tipo de separação é feito manualmente. Esse método é adequado para separar arroz de feijão? Por quê? R: Tanto o arroz como o feijão são sólidos e apresentam aspectos diferentes podendo ser separados por catação. Para preparar um café em casa utiliza-se um filtro de

pano ou papel. O que passa pelo filtro e o que fica retido? Qual é o nome desse processo de separação? R: O que fica retido é denominado resíduo e o que passa é o filtrado. O processo é denominado filtração. Vocês conhecem algum método para separar os com-

ponentes das misturas: de água e óleo e de água e sal dissolvido? R: A água e o óleo podem ser separados utilizando uma aparelhagem conhecida por funil de bromo ou funil de separação e a mistura água e sal pode ser separada por destilação simples.

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DESENVOLVIMENTO DO CAPÍTULO Utilizando os conhecimentos prévios dos estudantes, pode ‑se iniciar o estudo deste capítulo fazendo uma série de perguntas sobre o ar atmosférico seco e sem partículas sólidas: O ar atmosférico é formado por um único gás? R: Não, o ar é formado por uma mistura de gases. Você considera o ar como uma mistura ou uma substância? R: O ar é formado por uma mistura de gases. Quais gases constituem o ar atmosférico? R: Os principais gases que compõem o ar são o gás nitrogênio (aproximadamente 78%) e o gás oxigênio (aproximadamente 21%). Você vê o ar seco e sem partículas sólidas? R: Não, o ar atmosférico é uma mistura gasosa invisível. Após obter as respostas, você pode dizer que existem processos que permitem separar os gases que compõem o ar. Desse processo, podemos obter principalmente: Gás oxigênio (O2). Cite alguns usos para esse gás, como a sua importância fundamental para a respiração celular e para a queima (combustão) de combustíveis. Gás nitrogênio (N2). Cite alguns usos para esse gás, como a sua utilização na fabricação de fertilizantes e explosivos. Gás argônio (Ar). Cite que ele é usado para preencher o bulbo de lâmpadas incandescentes. Cada um desses gases separados é uma substância pura e é caracterizado por um conjunto de propriedades como temperatura de fusão (TF), temperatura de ebulição (TE) e densidade. Seguindo a mesma proposta, e sempre atuando como mediador(a), use como exemplo a água para fazer outra série de perguntas: Qual gás é usado pelos peixes para respirar? R: Gás oxigênio. Dentro de um aquário com peixes vivos existe gás oxigênio? R: Sim, o gás oxigênio participa do processo de respiração celular dos peixes e é essencial para a manutenção da vida. Você vê o gás oxigênio dissolvido na água? R: Não conseguimos ver os gases, nem os sais dissolvidos na água. Na água da torneira só existe água? R: Na água de torneira, além da água, encontramos vários sais e gases dissolvidos. Por que a água fervida não tem o mesmo sabor que a água sem ferver? R: No processo de fervura, vários gases são liberados para o ambiente, o que altera o sabor da água. Como é possível provar que a água mineral gaseificada não é formada somente por água? R: Quando a água mineral é colocada em um copo, percebemos a liberação de gás pela formação de bolhas. Na água da torneira e na água mineral não gaseificada você vê as substâncias dissolvidas? R: Não, tudo o que está dissolvido não é perceptível. Discuta o número de componentes de vários sistemas, usando os exemplos do Livro do Estudante e as atividades.

Estimule a percepção dos estudantes acerca da necessidade que o ser humano teve de aprender a separar os componentes de misturas, uma vez que raramente são encontradas substâncias puras na natureza. Este tema dá a oportunidade de realizar várias atividades práticas. Os materiais necessários para demonstrar a maioria dos processos estudados no texto do capítulo são de fácil obtenção. Paralelamente à realização de atividades práticas deve ser explorada a interdisciplinaridade com as áreas de História, Geografia e Sociologia, além de discutir condições de trabalho e alterações do ambiente usando, por exemplo, o garimpo de Serra Pelada. A exploração em Serra Pelada foi feita de maneira desordenada, expondo os mineradores a condições desumanas de trabalho e provocando alterações no ambiente. De qual classe social são originários os trabalhadores? Por que eles se sujeitaram a essas condições? De quem seria a obrigação de organizar o trabalho e propiciar condições de trabalho dignas aos trabalhadores? Nessas condições o trabalho é seguro? A técnica usada é rudimentar ou mecanizada? Ainda sobre a exploração do ouro, podemos discutir o Ciclo do Ouro no Brasil, abordando os itens: Em que região localizavam-se as minas de ouro? De qual região do país vieram as primeiras pessoas a explorarem o ouro? Qual foi a forma de trabalho usada nas minas? Por que nessa época e nessa região houve um grande desenvolvimento artístico com a arte barroca? Qual foi um dos grandes artistas dessa época? De qual material eram feitas suas obras? Se possível, demonstre o processo de dissolução fracionada presente no Livro do Estudante. Leve para a sala uma mistura de sal e areia, informando sua composição aos estudantes, e a seguir peça que eles sugiram procedimentos para separar seus componentes. Com base nas respostas, pode-se discutir a solubilidade em água de algumas substâncias e também discutir a possibilidade de a evaporação ser mais rápida se aquecermos o sistema. O processo de separação é feito hoje em dia em vários setores da sociedade, como os catadores de material reciclável, que entre outros materiais separam as latas de alumínio. Após informar aos estudantes que o Brasil é o país que mais recicla alumínio no mundo, promova uma discussão sobre os seguintes itens: A posição do Brasil em reciclagem de alumínio deve-se a qual ou quais dos fatores abaixo: −− separação doméstica do lixo; −− programas de coleta seletiva; −− conscientização da população; −− fatores sociais, por exemplo, falta de escolaridade, falta de oportunidades, falta de qualificação profissional que resultam em mais pessoas que assumem o papel social de catadoras. Esse trabalho deveria ser reconhecido como uma profissão? Esses trabalhadores deveriam ser amparados pelas leis trabalhistas? Após a motivação, frise que o método de separação varia em função das características das misturas: homogêneas e

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heterogêneas, e apresente os processos descritos no Livro do Estudante. Pela importância, 3 processos devem ser enfatizados: filtração, destilação comum e destilação fracionada. Pela sua importância na indústria, em processos biológicos e mesmo no cotidiano, deve-se dar maior atenção ao processo de filtração. Esse processo pode ser mais bem explorado com a realização, pelo(a) professor(a), da Atividade extra IV. É importante relacionar a destilação fracionada com a sociedade atual, baseada em grande parte na energia obtida de derivados do petróleo. Pode-se detalhar o uso de cada uma das frações do petróleo mencionadas, ou mesmo pedir aos estudantes que realizem uma pesquisa sobre as frações do petróleo (que são todas misturas). Se a escola não tiver um laboratório que permita a montagem de um aparelho de destilação, você pode trabalhar com ilustrações e também pedir aos estudantes a criação de painéis. A Atividade prática: Cromatografia em papel pode ser facilmente realizada e desperta interesse nos estudantes. Explique que o trajeto das moléculas no papel de filtro depende do tamanho e da massa.

ATIVIDADES EXTRAS I – Atividade prática: Descobrindo as fases Esta atividade é bastante eficiente para mostrar o conceito de fases. Se houver interesse pode-se aproveitar a atividade também para discutir novamente o conceito de densidade. Materiais: 3 béqueres Detergente líquido Mel Óleo de cozinha 1 proveta 2 pregos iguais Procedimento: 1. Coloque nos 3 béqueres, separadamente, volumes iguais dos 3 materiais. 2. Com cuidado, coloque na proveta inicialmente o óleo, a seguir o detergente, e por último o mel. 3. Pergunte aos estudantes o número de aspectos visualmente diferentes (fases) que o sistema apresenta. A resposta esperada é: 3 fases. 4. A seguir, coloque no sistema um dos pregos e faça a mesma pergunta novamente. A resposta esperada é: 4 fases. 5. Por último, coloque o segundo prego e pergunte aos estudantes: o que aconteceu com o número de fases? Possibilite a discussão entre os estudantes e explique que os dois pregos têm o mesmo aspecto visual e, portanto, constituem uma única fase. Caso você ache oportuno, alguns comentários sobre os materiais usados na atividade prática podem ser feitos. Óleo de cozinha: qualquer óleo usado na alimentação é uma mistura de várias substâncias chamadas lípides ou lipídios. Os óleos podem ser de origem animal ou vegetal, assim como as gorduras. Os óleos na temperatura

ambiente são líquidos e as gorduras são classificadas como semissólidos. Os profissionais da saúde recomendam que as gorduras, na alimentação humana, sejam substituídas por óleos. Mel: é também uma mistura, constituída principalmente por água, carboidratos (açúcares) e algumas vitaminas. Detergentes: são misturas formadas por substâncias produzidas do petróleo e da água. Podem também apresentar corantes e aromatizantes.

II – Atividade prática: Garimpo de Serra Pelada Um trabalho interdisciplinar pode ser desenvolvido com os(as) professores(as) de Geografia e Biologia, aprofundando os conhecimentos sobre o garimpo de Serra Pelada e a pesquisa realizada na atividade Desafio 8. Nesse trabalho podem ser estudados os seguintes itens: características físicas do local do garimpo; tipo de ambiente do local; espécies animais e vegetais características da região; doenças endêmicas da região; doenças mais frequentes dos garimpeiros; alterações no garimpo e no ambiente pelo uso de mercúrio; maneira pela qual o mercúrio é introduzido nos organismos animais e as consequências sobre a saúde dos seres humanos. Esse trabalho pode ser baseado no filme: Serra Pelada: esperança não é sonho. Direção: Priscilla Brasil. São Paulo: Fundação TV Cultura, 2007. 52 min. Na década de 1980, Serra Pelada foi considerado o maior garimpo a céu aberto do mundo. No auge da exploração, cerca de 80 mil homens trabalhavam para extrair uma tonelada de ouro por mês. Vinte anos depois, a vila de Serra Pelada é formada por cerca de 7 mil pessoas que vivem em condições precárias em busca do sonho da reabertura do garimpo ou de alguma indenização do governo. Peça também aos estudantes para que pesquisem sobre a possibilidade da reabertura do garimpo de Serra Pelada e em quais condições ela deve ocorrer.

III – Atividade prática: Separação de misturas Utilizando materiais simples, você pode fazer algumas misturas e solicitar dos estudantes sugestões para a separação dos componentes. Nos processos de separação, os estudantes poderão usar água e ímã. Após ouvir as sugestões dos estudantes, para cada sistema mostrado, diga o nome de cada processo e formalize a situação em que ele pode ser utilizado. Materiais: Arroz Feijão Pregos pequenos de ferro Areia Sal Serragem ou pequenas aparas de madeira Água Ímã

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Procedimento: Mistura 1: arroz 1 feijão Nome do processo: catação Mistura 2: arroz 1 feijão 1 pregos Peça que os estudantes descrevam dois processos de separação dos componentes: catação e catação 1 separação magnética. Mistura 3: areia 1 aparas de madeira Nesse caso a água não dissolve nenhum dos componentes, mas separa-os pela diferença de densidades. Explique o nome do processo (flotação) e quando é usado.

IV – Atividade prática: Filtração Com a realização desta atividade, o estudante perceberá a ação de diferentes tipos de filtro, bem como a influência do tempo no processo de extração. Materiais: 2 funis 2 béqueres ou copos de vidro Filtro de papel para coar café Filtro de papel de laboratório Pó de café

classificação dos plásticos produzidos do petróleo em

biodegradáveis e não biodegradáveis, explicando o significado desses termos; impacto ambiental e social dos plásticos não biodegradáveis; localização das principais jazidas de petróleo da camada pré-sal no Brasil; significado da expressão camada pré-sal; consequências econômicas e sociais no Brasil da exploração dos campos petrolíferos da camada pré-sal; o que são royalties do petróleo. A avaliação pode ser feita pela análise de um texto ou por cartazes a respeito de cada um dos itens pedidos. A divulgação da pesquisa deve ser elaborada pelo grupo. Em caso da divulgação por cartazes, estes devem ficar expostos na escola e os estudantes devem ser incentivados a explicá-los à comunidade escolar. A seguir, indicamos alguns endereços eletrônicos que podem ser sugeridos aos estudantes para a elaboração da pesquisa. Acessos em: maio 2015. <http://www.petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/are as-de-atuacao/exploracao-e-producao-de-petroleo-egas/pre-sal/> <www.royaltiesdopetroleo.ucam-campos.br>

Água fervendo

Procedimento:

<http://economia.estadao.com.br/noticias/economia,

Acrescentar, simultaneamente, água em ebulição aos dois sistemas representados na figura – no sistema A, usa-se filtro de coar café; no sistema B, filtro de laboratório. filtro de papel para coar café

filtro de papel de laboratório

RODVAL MATIAS

pó de café

CONSULTE TAMBÉM Sites Acessos em: maio 2015.

funil

copo

entenda-as-regras-da-divisao-dos-royalties-do-petro leo-,88947,0.htm>

Comparar, em cada um dos processos, o tempo de extração e o sabor do café obtido sem a adição de açúcar ou adoçantes.

V – Pesquisa: Petróleo Ressalte a importância atual do petróleo pedindo que, em grupo, realizem uma pesquisa sobre esse recurso energético. Os itens que devem ser abordados são: como são feitos a extração, o transporte e o refino do petróleo; quais são os principais derivados do petróleo e seus usos; consequências ambientais pelo uso dos derivados de petróleo; quais materiais podem ser produzidos dos derivados do petróleo, dando ênfase aos plásticos, tecidos, borrachas sintéticas etc.;

Encontro das águas. Disponível em: <http://www.clubedaquimica. com/index.php?option5com_content&view5article&id556: encontro-das-aguas&catid534:experimentos&Itemid553>. O encontro das águas é uma das principais atrações turísticas da cidade de Manaus. Por uma extensão de mais de 6 km, as águas dos rios Negro e Solimões correm lado a lado sem se misturar. Nesse endereço eletrônico há uma simulação do encontro das águas. Mistura homogênea e heterogênea. Disponível em: <http:// educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/mistura-homogeneaheterogenea.htm> NICOLIELO, B. Introdução ao estudo de misturas em Química. Disponível em: <http://revistaescola.abril.com.br/ciencias/ pratica-pedagogica/introducao-ao-estudo-misturas-quimica611927.shtml>. Gincana. Disponível em: <http://cienciahoje.uol.com.br/blogues/ bussola/2011/09/quimica-investigativa>. Nesse endereço pode conseguir orientação de como organizar uma gincana de Química investigativa. Experimentos em química. Disponível em: <http://www.cdcc.sc. usp.br/quimica/experimentos/separac.html>. Nesse site são sugeridos vários experimentos que podem ser utilizados para desenvolver esse capítulo, tais como: cromatografia, filtração, imantação e destilação.

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Separação de misturas. Disponível em: <http://www.infoescola. com/quimica/separacao-de-substancias-misturas>. Nesse site há informações sobre várias aplicações de separação de misturas, tais como: tratamento de esgotos, tratamento de água, separação de lixo e dessalinização da água do mar.

Imiscível é aquilo que não se dissolve, resultando em uma

Artigos

3 A) I.

Acessos em: maio 2015. DIAS, S. M. e da SILVA, R. R. Perfumes: uma química inesquecível. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc04/quimsoc.pdf>.

B) II. Dois componentes (água e sal).

SARTORI, E. R., BATISTA, E. F., dos SANTOS, V. B. e FATIBELLO-FILHO, O. Construção e aplicação de um destilador como alternativa simples e criativa para a compreensão dos fenômenos ocorridos no processo de destilação. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc31_1/10-EEQ-0308.pdf>. O artigo descreve a construção de baixo custo de um destilador e a aplicação na destilação de uma mistura de água e corante. OLIVEIRA, A. R. M. de; SIMONELLI, F. e MARQUES, F. A. Cromatografando com giz e espinafre: um experimento de fácil reprodução nas escolas do ensino médio. Disponível em: <http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/sbq/ QNEsc07/exper2.pdf>. Descreve um experimento simples de extração de substâncias do espinafre e separação por cromatografia utilizando giz. Pode ser usado para o Ensino Fundamental II. NARLOCH, L. Serra Pelada: um sonho, sete brasileiros. Disponível em: <http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/historia/serrapelada-sonho-sete–brasileiros-434251.shtml>.

C) Mais densa, por isso é a fase que permanece mais abaixo na mistura querosene 1 gasolina 1 água.

4 Homogêneas: I – II – IV

Heterogêneas: III – V

5 I – E; II – C; III – D; IV – A; V – B. 6 A) Mistura B) Das folhas e da água. C) Extração. D) Não, a extração de substâncias da erva-mate com água quente é mais rápida. E) Preparar café, por exemplo.

7 A) Substâncias sólidas, não dissolvidas na água. B) Não, ainda é uma mistura, contendo substâncias dissolvidas.

Exercícios-síntese 1

Frasco C: fases 5 1; componentes 5 2

A – III; B – II; C – I.

3 Aparelhagem I – C

JONES, L. e ATKINS, P. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 968 p.

Desafio

Animação Acesso em: maio 2015. Cromatografia de papel. Disponível em: <http://www.lapeq. fe.usp.br/labdig/animacoes/papel_ani.php>. Animação sobre cromatografia.

RESPOSTAS

Báltico são: Dinamarca, Suécia, Finlândia, Rússia, Estônia, Letônia, Lituânia, Polônia e Alemanha. O Mar Vermelho localiza-se entre a África e a Ásia. É um golfo do Oceano Índico.

A água do mar é uma mistura de água e sais dissolvidos.

O gás oxigênio.

4 Como a água do Mar Vermelho tem uma maior quantidade de sais dissolvidos, para um mesmo volume, apresenta maior massa, ou seja, A desce e B sobe.

5 III, VI. Como a água do Mar Vermelho é a que tem maior quantidade de sais dissolvidos, para um mesmo volume, apresenta uma massa maior do que a água do litoral brasileiro. Como a água do Mar Báltico é a de menor salinidade, um mesmo volume apresenta menor massa do que a água do litoral brasileiro.

Substância pura: IV (cloreto de sódio) – VI (cobre) Misturas: I – II – III – V

2 A) Miscível é aquilo que se dissolve, resultando em uma mistura homogênea.

Aparelhagem III – A

O Mar Báltico fica na Europa. Os países com costa no Mar

Atividades 1

Frasco B: fases 5 2; componentes 5 2

Aparelhagens II e III – B

KOTSCHO, R. Serra Pelada: uma ferida aberta na selva. São Paulo: Brasiliense, 1984. O livro reúne reportagens sobre a história e o contexto do garimpo de Serra Pelada, com relatos e personagens.

Frasco A: fases 5 2; componentes 5 2

Livros

HALL, N. e colaboradores. Neoquímica: a química moderna e suas aplicações. Porto Alegre: Bookman, 2004. 392 p.

LUIS MOURA

BELTRAN, M. H. R. Destilação: a arte de “extrair virtudes”. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc04/ historia.pdf>. O artigo dá destaque à destilação, uma técnica muito antiga mas que ainda é importante nas indústrias e em laboratórios químicos.

mistura heterogênea. B) 2 fases.

1 L de água 2 40 g de sais

103 L de água 2 x x 5 40 ? 103 5 40 kg de sais

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40 kg 2 100% y 2 80% y 5 32 kg de cloreto de sódio

8 Resposta pessoal. Professor(a), auxilie os estudantes na produção do texto, incentive a busca e a troca de informações. Se achar adequado, proponha uma discussão em sala de aula sobre os

AgCℓ, NaCℓ, PbCℓ2 Sólidos

dados encontrados, antes da produção do texto. A Atividade

1 água quente (dissolução fracionada)

para enriquecer essa pesquisa.

AgCℓ sólido 1 NaCℓ, PbCℓ2 dissolvidos

Atividade prática

Filtração Sólido AgCℓ

Filtrado NaCℓ, PbCℓ2

Resfriamento (cristalização fracionada) PbCℓ2 sólido NaCℓ dissolvido

CAPÍTULO

Sólido PbCℓ2

extra II deste capítulo traz informações que podem ser usadas

2 e 3 Respostas variáveis. O número de componentes, as cores observadas e a cor mais afastada variam de acordo com as tintas utilizadas.

4 O componente que se encontrar na parte superior da tira terá partículas (moléculas) menores.

Filtração

5 Resposta variável. O tempo transcorrido depende das

Filtrado NaCℓ

diferentes velocidades dos diferentes componentes em solventes diferentes.

A MATÉRIA E OS ÁTOMOS OBJETIVOS GERAIS

Entender o conceito de átomo proposto pelos filósofos

gregos. Compreender e relacionar a lei da conservação da massa

e das proporções definidas. Caracterizar o modelo atômico de Dalton. Interpretar uma fórmula química. Diferenciar substâncias simples de composta. Reconhecer misturas.

OBJETIVOS PROCEDIMENTAIS Analisar e interpretar dados para construção de novos

conhecimentos.

DESPERTANDO O INTERESSE DO ESTUDANTE Vocês sabem o significado da palavra átomo (a-tomo)?

R: Na palavra átomo a vogal a é de negação (não) e tomo significa divisão, assim a palavra átomo significa não divisível. Vocês acham que a balança foi um instrumento impor-

tante para o desenvolvimento da Química? R: A lei da conservação da massa foi enunciada por Lavoisier, que realizou vários experimentos utilizando uma balança.

DESENVOLVIMENTO DO CAPÍTULO Mencione algumas realizações atuais, como artérias de plástico, marca-passo, naves espaciais etc., e explore com os estudantes como a evolução da Química aconteceu, mostrando que o conhecimento é acumulativo e se desenvolve com contribuições de diversos pensadores e pesquisadores ao longo do tempo. Esclareça aos estudantes que antigamente nem todos aceitavam a existência de átomos. Havia uma corrente que negava a existência dessa partícula e propunha que tudo era constituído por quatro elementos: água, terra, fogo e ar. E foi com base nessa ideia que os alquimistas descobriram muitas substâncias e técnicas de laboratório, porém, nunca atingiram os objetivos de transformar qualquer metal em ouro ou de produzir o elixir da longa vida. Deve-se esclarecer também que, uma vez descobertas essas substâncias, a necessidade de quantificar a matéria tornou-se importante. Pode-se acrescentar que, por causa disso, passou-se a pesar as substâncias em balanças e daí derivaram as leis ponderais. Relacione a existência das leis ponderais com a teoria de Dalton e o surgimento do primeiro modelo atômico. Apresente aos estudantes os símbolos da linguagem química criada por Dalton. Para demonstrar a validade da lei de Lavoisier, você poderá pesar em separado um balão volumétrico com água e um balão de borracha contendo antiácido triturado. Acople o balão de borracha ao balão volumétrico, despejando o

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antiácido na água. A ocorrência da reação é evidenciada pelo desprendimento de gás (o que proporciona o enchimento do balão de borracha). Em seguida, pese o sistema final. Quanto à ideia de Dalton, existem várias maneiras de mostrar aos estudantes que, em uma reação química, os átomos simplesmente se arranjam. Uma delas, apropriada para a faixa etária dos estudantes, é montar um sistema formado por um parafuso, duas porcas e uma arruela de pressão. Mostrar inicialmente essas peças separadas e, depois, unidas. Assim, pode-se estabelecer uma proporção entre a quantidade de parafusos, porcas e arruelas por unidade no sistema e também indicar que existe uma proporção de massa, atribuindo massas arbitrárias às peças.

CONSULTE TAMBÉM

2 Mistura. 3

5 H2O. 6

4 moléculas de H2 e 2 de O2.

8 átomos de H e 4 átomos de O.

4 moléculas.

8 átomos de H e 4 átomos de O.

Conservação do número de átomos.

Sim, pois ocorre conservação do número de átomos.

Exercícios-síntese 1

Sites

Substância pura.

4 H2 e O2.

A) x 5 44 g; a 5 6 g; b 5 160 g; y 5 220 g.

Acessos em: maio 2015.

B) Lei da conservação das massas, de Lavoisier.

Transformações químicas. Disponível em: <http://educacao.uol. com.br/disciplinas/quimica/transformacoes-quimicas-relacoesentre-as-quantidades-envolvidas.htm>. Site com informações sobre as relações entre quantidades envolvidas em uma reação química.

C) Lei das proporções definidas, de Proust.

Leis ponderais. Disponível em: <www.infoescola.com/quimica/ leis-das-reacoes-quimicas-leis-ponderais>. Texto interessante com exemplos explicando as leis ponderais. Constituição da matéria. Disponível em: <www.brasilescola.com/ quimica/constituicao-materia.htm>. Texto sobre a constituição da matéria e teoria atômica de Dalton.

2 Como os produtos da reação dispersaram-se na atmosfera, a impressão que se tem é de que houve perda de matéria, o que só é possível porque a reação química está ocorrendo em um sistema aberto que permite a troca de materiais com o ambiente.

Desafio 1

Experimento I: alternativa a. O carbono reage com oxigênio e se transforma em gás carbônico (gasoso).

Experimento II: alternativa c. O ferro reage com o oxigênio e se transforma em óxido de ferro.

Artigos Acessos em: maio 2015. FIGUEIRAS, C. A. L. Duzentos anos da teoria atômica de Dalton. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc20/v20a 07.pdf>.

Experimento III: alternativa b. O gás carbônico formado não escapa e continua sobre o prato A, mantendo a mesma massa que B.

2 A) Mistura.

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Programa tudo se transforma: história dos modelos atômicos. Disponível em: <http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/video/tudo%20 se%20transforma/historiadaquimica/m_atomicos/guiaDidatico. pdf>. Guia didático sobre a história dos modelos atômicos.

B) O2, CO2 e H2O.

Livros

3 Segundo a lei de Lavoisier, a matéria não pode ser criada

C) O2. D) CO2 e H2O. E) 10 moléculas. F) 26 átomos.

GEPEQ – Grupo de Pesquisa em Educação Química. Interações e transformações I: elaborando conceitos sobre transformações químicas. São Paulo: Edusp, 2001.

nem destruída, assim, a semente que germina não é capaz

VANIN, J. A. Alquimistas e químicos: o passado, o presente e o futuro. São Paulo: Moderna, 1999.

aparecerem as primeiras folhas verdes, a planta continua

de criar matéria. Durante germinação a planta se alimenta das reservas de nutrientes armazenados na semente. Ao seu desenvolvimento usufruindo de substâncias que obtém do meio e realizando fotossíntese.

RESPOSTAS Atividades 1

A) a 5 4 g ; b 5 120 g ; c 5 160 g

B) Lei da conservação das massas, proposta por Lavoisier. C) Lei das proporções definidas, proposta por Proust.

4 Aproximadamente 60 g.

Leitura complementar 1

A lei da conservação das massas.

2 Porque lançou uma publicação que é considerada o marco da química moderna, intitulada “Tratado Elementar da Química”.

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