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Reorientação e reorganização do Material de apoio de Química do Pré-Vestibular Social CECIERJ Isabella Ribeiro Faria

Niterói • 2011


Proposta de reorientação e reorganização do material didático de Química utilizado no programa de Pré-Vestibular Social da Fundação Cecierj.

Isabella Ribeiro Faria

Niterói 2011


Este trabalho faz parte da dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação do Centro Universitário Plínio Leite, com o tema Ensino de Química e a abordagem ciência, tecnologia, sociedade e ambiente (CTSA): um estudo de caso em um curso de Pré-Vestibular Social como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ensino de Ciências da Saúde e do Ambiente.


Este material é produto final da dissertação que teve como proposta uma reorganização e reorientação do material de apoio utilizado no Pré-Vestibular Social da Fundação CECIERJ (PVS/ CECIERJ) com base nos estudos realizados e na pesquisa feita com os tutores que são, junto com os alunos, os protagonistas deste trabalho. A abordagem Ciência-Tecnologia-SociedadeAmbiente (CTSA) que pretendemos apresentar nesse material visa promover o interesse dos estudantes em relacionar a ciência com as aplicações tecnológicas, os fenômenos da vida cotidiana e o impacto nas questões ambientais. Essa abordagem no Ensino de Química representa uma tentativa de formar cidadãos científica e tecnologicamente alfabetizados podendo assim assumir uma postura transformadora da sua realidade. Assim, vamos apresentar uma série de sugestões de modificações no material já existente com intuito de estabelecer uma aproximação maior do enfoque CTSA, analisando os dois módulos desse material didático separadamente. As propostas de reorientação e reorganização desse material serão apresentadas para apreciação dos demais coordenadores de química desse programa objetivando a próxima edição do material didático.


M贸dulo 1 7


• Capítulo 1

Aspectos macroscópicos da matéria: o que se vê!

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: estados físicos da matéria, sistemas, densidades, substâncias puras e misturas, métodos de separação. O capítulo deve ser iniciado com um texto que apresente e questione o papel da Química na nossa sociedade, servindo assim como base para uma discussão inicial na sala de aula. O objetivo do texto é fazer um contraponto com o provável conceito que os alunos costumam trazer sobre a Química tais como: “Química só ocorre em laboratório”; “Produto bom é produto sem Química”, “Química é a responsável pela poluição” entre outros. Para iniciar os conteúdos desse capítulo devem-se tomar como ponto de partida os estados físicos da água, buscando com que os alunos indiquem as condições que conhecem desses diferentes tipos de agregação da matéria para desenvolver os tópicos seguintes previstos tendo a água como fio condutor. É fundamental para o desenvolvimento desse programa que os alunos tragam para sala de aula a sua experiência e vivência e cabe ao tutor promover essa participação principalmente no início do curso para desconstruir a idéia de que a dita complexidade da Química é um obstáculo que impede o aprendizado dessa ciência. O texto “Água uma questão de sobrevivência” deve ser utilizado como detonador do estudo de métodos de separação da matéria juntamente com esquemas de ETA e ETE. A diversidade de alunos em uma mesma turma de PVS abre a possibilidade de uma discussão rica sobre as diferentes formas de tratamento de água e esgoto que são realizados nos municípios do estado do Rio de Janeiro. Ao resolver os exercícios sobre esse conteúdo, os tutores devem estar atentos a diferentes soluções que possam ser apresentadas pelos alunos mediante experiências desses, na suas comunidades, apontando sempre para a noções de saneamento básico necessário em uma comunidade. 8


• Capítulo 2

Elementos e átomos: pensando nos detalhes

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: Átomos, Moléculas, Modelos atômicos, Elementos Químicos, Substâncias Simples e Compostas. O capítulo deve ser iniciado com um texto sobre a curiosidade, que move o homem desde o início das civilizações, sobre de que são feitas as coisas. Sendo assim um ponto de partida para definição de modelos e como esses modelos podem explicar alguns fenômenos. Nesse momento é importante que a simbologia da Química seja apresentada segundo o modelo de Dalton para possibilitar aos alunos a construção desse conceito abstrato. A Leis Ponderais deve ser acrescentadas a esse capítulo com intuito de criar significados para os conceitos de átomos e moléculas. Os tutores não devem priorizar os exercícios com excesso de cálculos matemáticos, pois as dificuldades desses cálculos podem prejudicar o entendimento e apreensão dos significados químicos que queremos abordar nesse momento. Na seção Fatos e Ideias desse capítulo são apresentados textos sobre nanotecnologia e aplicação de laser que são úteis para a discussão no estudo dos modelos atômicos que sucederam ao de Dalton. Uma das grandes dificuldades apresentadas pelos tutores na utilização de textos faz referência ao tamanho de alguns destes presentes no material do PVS. Propomos assim uma substituição de alguns textos que claramente estavam pesados não só em tamanho mas em profundidade de conteúdo, especificamente nesse ponto do material didático, resultando em um afastamento do alunos sobre os temas abordados. Assim o texto “Mais precisão na datação geológica” da seção Fatos e Idéias deverá ser substituído por textos menores e de mais fácil entendimento por abordarem temas mais relacionados ao cotidiano dos alunos, como aplicações de radioisótopos na medicina e na agricultura. 9


A seção Química em Foco desse capítulo que faz um estudo sobre o ozônio “Ozõnio- O manto protetor” será mantida assim como a seção Fatos e Idéias sobre protetores solares. A leitura do texto sobre ozônio deverá ser indicada como tarefa domiciliar para que na aula seguinte o tutor possa trabalhar com os alunos o espectro eletromagnético e apresentar as reações simplificadas da destruição da camada de ozônio através do “modelo de bolas”. O trabalho com material concreto irá facilitar a compreensão dos nossos alunos que, como já foi apresentado anteriormente, apresentam na sua maioria uma grande defasagem na sua formação escolar, o que normalmente acarreta em dificuldade de compreensão de conceitos abstratos.

• Capítulo 3

Revendo & Revivendo

Este capítulo apresenta apenas exercícios sobre os conteúdos apresentados. Alguns exercícios que privilegiam cálculos matemáticos deverão ser substituídos por exercícios que trabalham esses conteúdos de forma mais contextualizada e descritiva. A seleção dos exercícios que serão resolvidos em sala de aula ficará a critério do tutor pois entendemos que a dinâmica de uma aula é única e cabe ao tutor perceber as dificuldades daquele grupo naquele momento.

• Capítulo 4

Tabela Periódica: colocando os elementos nos seus devidos lugares!

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: organização da atual Classificação Periódica dos Elementos , propriedades periódicas e classificação dos elementos quanto ao caráter metálico. Esse capítulo inicia com um pequeno histórico sobre o trabalho desenvolvido por Mendeleiev que resultou na Tabela Periódica que trabalhamos atualmente. Consideramos importante que os alunos

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percebam que a construção de um conhecimento está inserida em um determinado momento histórico e que é por ele determinada. O estudo da Tabela Periódica tem como objetivo compreender a organização da mesma para a determinação de algumas propriedades dos elementos químicos. A classificação dos elementos como metais ou não metais devem ser apresentadas assim como as características dessa classificação. Na seção Química em Foco desse capítulo há uma apresentação da importância dos metais na história da humanidade e um mapa da ocorrência natural de alguns deles no Brasil. A interdisciplinaridade com História e Geografia se faz presente nesse momento e poderá ser trabalhada com base nas informações apresentadas. Ao final do capítulo é apresentada uma Tabela Periódica com ilustrações que mostram a utilização no nosso cotidiano de todos os elementos químicos. Essa tabela deverá ser comentada em sala de aula para que os alunos percebam a importância do estudo desses elementos e suas propriedades. Nesse ponto os tutores devem promover uma importante discussão sobre descarte de objetos que contenham elementos com alto grau de toxidade em lixões comuns acarretando contaminação do solo e da água da região e a possibilidade de reciclagem de materiais.

• Capítulo 5

Ligações químicas: arranjando uniões

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: estabilidade atômica, ligações interatômicas e intermoleculares. Os tutores devem trabalhar com alunos as representações das estruturas que servem para compreender as características das substâncias. Devem assim conduzir a aula para que os alunos entendam que a compreensão dessas interações é necessária para o entendimento de muitas propriedades como polaridade de moléculas.

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A solubilidade das substâncias é consequência do conceito de polaridade, o que permite uma a discussão sobre poluição em rios e mares por solventes resultantes de dejetos industriais ou domésticos sem os devidos tratamentos. A seção Química em Foco nesse capítulo tem um caráter mais conteudista ao discutir as interações intermoleculares e por não estar inserida no perfil que se propõe para essa seção temos a proposta de retirar esse conteúdo dessa seção substituindo por um texto que apresente alguns processos industriais e os dejetos resultantes desses processos e como alguns deles podem ser reutilizados ou reaproveitados.

• Capítulo 6

Revendo & Revivendo

Esse capítulo é constituído por exercícios de conteúdos apresentados nos capítulos anteriores. As orientações para esse capítulo são as mesmas apresentadas para o capítulo 3.

• Capítulo 7

Funções Inorgânicas: o mundo que ajuda o viver

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: ácidos, bases, sais e óxidos. Propomos que o texto “Acidez e Alcalinidade: escala e cores” da seção Química em Foco seja colocado no início do capítulo como detonador da discussão sobre esses conceitos que irão resultar na classificação das substâncias em diferentes funções químicas. Assim, essa classificação será apresentada como consequência das propriedades das substâncias. Os tutores devem levantar junto aos alunos as substâncias que eles utilizam no sue cotidiano que possam ser classificadas como ácidas ou básicas. Como atividade experimental

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pode-se pedir que uma aluno prepare o extrato de repolho roxo em casa e que outros tragam diferentes materiais de uso doméstico para se averiguar a acidez ou alcalinidade dos mesmos. Os efeitos conhecidos como chuva ácida e efeito estufa têm sido objetos de constante vinculação nos meios de comunicação e aquecem o debate sobre as consequências da ação do homem sobre o nosso planeta sedo assim de grande importância dentro do enfoque CTSA que pretendemos abordar. Esses temas estão diretamente associados ao conteúdo de funções inorgânicas logo, os textos “Chuva ácida: pingos que corroem” e “Efeito Estufa: uma grande incubadora” devem ser amplamente discutidos em sala de aula, procurando a participação dos alunos nessa discussão que transcende a apresentação de fórmulas e nomenclaturas.

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M贸dulo 2 15


• Capítulo 1

Reações Químicas: como ocorrem as transformações

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: reação e equação química, reação de neutralização , reação de óxidos e oxirredução. O tema de reação química deve ser abordado com intuito dos alunos compreenderem que uma reação constitui uma rearrumação de espécies químicas. O objetivo desse capítulo é que o aluno possa prever o resultado de algumas reações simples, mas de utilidade e aplicação na sua vida. A apresentação do funcionamento simplificado de uma pilha comum deve ser usada na apresentação de reações de oxirredução juntamente com a discussão sobre os descartes dos diferentes tipos de pilha. Para promover essa discussão o tutor deve trabalhar com os alunos nos textos da seção Química em Foco “Eletroquímica: entrando na pilha” e complementar com o texto “Você sabe o que fazer com pilhas usadas?” que se encontra na seção Fatos e Ideias desse capítulo. Ainda no tópico de oxirredução a reação de oxidação de álcoois deve ser acompanhada da discussão sobre o teste do bafômetro e a relação entre o nível de álcool no sangue e os efeitos no organismo de um motorista. Como a maioria das turmas é composta de jovens com idade para dirigir consideramos muito importante que essa discussão ocorra de forma franca em sala de aula. Na seção Fatos e Ideias apresentamos textos e tabelas que devem servir de subsídios para essa discussão.

• Capítulo 2

Relações numéricas

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: massa atômica, massa molecular, quantidade de matéria e volume molar. Os cálculos matemáticos, que estão associados aos conteúdos químicos que são trabalhados nesse capítulo, geralmente repre16


sentam uma dificuldade a mais para os alunos. É importante que o tutor não priorize esses cálculos para que o aluno não perca o foco do conteúdo químico que deve ser trabalhado. Utilize esquemas, desenhos e materiais concretos para facilitar o entendimento e apreensão dos conteúdos.

• Capítulo 3

Calculando massas, calor e velocidade das reações

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: estequiometria, calor de reação e fatores que alteram a velocidade de uma reação. Os aspectos quantitativos das reações químicas devem ser trabalhados nesse capítulo incluindo cálculos de massa e volume em problemas simples de estequiometria. A abordagem CTSA deve se apresentar nos exemplos e exercícios realizados podendo assim se discutir a eficiência de determinado processo ou a quantidade de material necessária para obtenção de determinado produto. Os tutores devem iniciar o estudo de calor de reação a partir dos conceitos de reações endotérmicas e exotérmicas trabalhando as diferentes unidades de medidas de calor. Nesse momento deve-se fazer uma discussão sobre o teor calórico dos alimentos, incluindo a distinção das diferentes unidades utilizadas pela indústria alimentícia. A combustão de diferentes tipos de combustíveis e o calor envolvido nessa combustão deve ser trabalhada de modo qualitativo e quantitativo promovendo a discussão sobre gases poluentes derivados dessa queima. Um texto sobre a dependência da nossa sociedade em relação a combustíveis principalmente os de origem fóssil deverá ser acrescentado nessa reorientação do material didático. Utilizando o conhecimento dos alunos sobre conservação de alimentos, os tutores devem discutir a influência da temperatura, superfície de contato e catalisadores nas velocidades das reações.

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• Capítulo 4 Soluções

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: classificação de soluções em iônica e molecular e diluída e concentrada, unidades de concentração e processo de diluição. Um texto sobre os diferentes tipos de águas encontradas no nosso planeta e os possíveis métodos de tratamento dessas águas deverá ser introduzido no início desse capítulo para ser o detonador das discussões sobre soluções. A proposta é que todos os conceitos sejam desenvolvidos utilizando água como tema central. A maioria dos municípios do interior do estado tem uma forte relação com os rios que cortam as cidades, assim seria a partir da realidade do aluno que o tema seria conduzido pelos tutores. É importante reforçar o que já foi discutido anteriormente sobre cálculos matemáticos. Os cálculos, que estão associados aos conteúdos químicos que são trabalhados nesse capítulo, geralmente representam uma dificuldade a mais para os alunos. É importante que o tutor não priorize esses cálculos para que o aluno não perca o foco do conteúdo químico que deve ser trabalhado.

• Capítulo 5 Química Orgânica

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: o átomo de carbono, cadeias carbônicas, principais funções orgânicas, isomeria e polímeros. Sabemos que um único capítulo não esgota o universo da química orgânica logo, a nossa proposta é que os alunos tenham uma noção dessa parte da química com o foco nas aplicações mais expressivas desse conhecimento na sua vida. Esse capítulo foi organizado de modo que um conteúdo seja apresentado associado a compostos conhecidos dos alunos como: os hidrocarbonetos utilizados como gás de cozinha, na discussão de cadeias carbônicas; etanol, formol, ácido acético entre outros na apresentação das funções. 18


Na seção Química em Foco deverá ser acrescentado um texto sobre petróleo, os principais produtos da sua destilação e os impactos ambientais de sua extração e utilização. A partir desse texto devese promover uma discussão sobre diferentes fontes de energia, seus prós e contras. A discussão sobre isomeria e polímeros está associada a textos sobre esses assuntos ao longo do capítulo. Ao final do mesmo é apresentado um material sobre a química das drogas lícitas e ilícitas. Nesse momento os tutores devem, a partir desse material, promover uma discussão sobre a atuação dessas drogas tanto no âmbito fisiológico como no âmbito social. Devido a complexidade da abordagem desse assunto em aula, nós durante a capacitação, discutiremos os melhores meios de trabalharmos essa realidade, pois um espaço de educação não pode se omitir de abordar um problema que atinge a todos os segmentos da nossa sociedade.

• Capítulo 6 Radioatividade

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: principais emissões radioativas, cinética das radiações (estudo de meia-vida), fissão e fusão nuclear. A grande discussão que devemos promover nesse capítulo é sobre as fontes de energia, o nível de consumo de energia da nossa sociedade e todos os fatores econômicos, políticos e ambientais que envolvem as opções sobre as diferentes formas de obtenção de energia. Para promover essa importante discussão um texto questionando todos os aspectos sociais, econômicos e ambientais deverá ser introduzido no início do capítulo. Na seção Química em Foco desse capítulo deverá ser acrescentado também um texto sobre aplicações de material radioativo para fins pacíficos. As discussões sobre energia, lixo nuclear, utilização de armamentos entre outros relacionados à radioatividade são fundamentais para atender aos objetivos de um Ensino de Química com enfoque CTSA.

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• CAPÍTULO 7

Equilíbrio Químico: a natureza dinâmica

Nesse capítulo são abordados os conteúdos: equilíbrio dinâmico e deslocamento de equilíbrio. O extenso programa de Química apresentado pelos concursos vestibulares e o nosso escasso número de aulas faz com que esse capítulo não seja trabalhado na maioria dos polos. Os tutores são orientados a incentivar os alunos que apresentam uma maior facilidade na aprendizagem de química e demonstram interesse por essa ciência a estudar sozinhos esse capítulo. Sendo assim, esse capítulo foi escrito e desenvolvido numa linguagem que permita esse estudo mais solitário por parte dos alunos. Nessa reorganização do material didático iremos acrescentar dois textos de fácil leitura que abordam diferentes aplicações do conceito de equilíbrio vinculadas ao nosso cotidiano.

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Polos 21


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Angra dos Reis

Resende Piraí

Itaguaí

Petrópolis

Saquarema

Caxias - CIEP 32 - Pilar Caxias - CIEP 369 - Jardim Primavera Caxias - Polo CEDERJ - 25 de Agosto Caxias - Xerém

Niterói

São Gonçalo

Campo Grande - Polo CEDERJ (I.E. Sarah Kubitscheck) Campo Grande (C.E. Jeannette Mannarino) Jacarepaguá - C.E. Stella Matutina Bangu - C.E. Bangu Santa Cruz - C.E. Barão do Rio Branco

Iguaçu Mesquita S.J. de Zona Meriti Oeste Penha

Cantagalo

Nova Friburgo

Rio Bonito

Teresópolis dos ima Que Duque de Magé Caxias Belford Roxo Nova

Paracambi

Barra do Piraí

Complexo do Alemão

Volta Redonda

Quatis

Três Rios Rio das Flores Miguel Pereira

Nova Iguaçu - Polo CEDERJ (antigo Fórum) Nova Iguaçu - I.E. Rangel Pestana

Polos Pré-Vestibular Social São Fidelis

São Pedro da Aldeia

Campos dos Goytacazes

Bom Jesus de Itabapoana

São Francisco de Itabapoana

Centro - Escola do Legislativo do Estado do RJ Madureira - I. E. Carmela Dutra

Rio de Janeiro (capital)

Macaé

Santa Maria Madalena

ara Itaoc

Itaperuna

Natividade


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Dissertação Isabella