Actividades laboratoriais (28 08 16)

Laboratórios de Física e de Química da Escola de Formação de Professores Comandante Cuidado, Malanje.

ACTIVIDADES LABORATORIAIS DE FÍSICA E DE QUÍMICA FORMAÇÃO CONTÍNUA DE PROFESSORES DE FÍSICA E DE QUÍMICA

Instrumento de trabalho elaborado no âmbito da formação de professores sobre o ensino das ciências, de Física e de Química, resultante da acção de formação que decorreu em Malanje na Escola de Formação de Professores Comandante Cuidado na semana de 22 a 27 de Agosto de 2016.

Formador: Carlos Gomes

ACTIVIDADES LABORATORIAIS DE FÍSICA E DE QUÍMICA

FORMAÇÃO CONTÍNUA DE PROFESSORES DE FÍSICA E DE QUÍMICA

PROGRAMA “SABER MAIS” Actividades

ÍNDICE 1Nota introdutória ............................................................................................................ 2 2-

Fundamentos teóricos .................................................................................................... 2

3-

Referências bibliográficas ............................................................................................... 4

4-

Exemplo da planificação de uma actividade laboratorial ............................................... 4 4.1- Determinação da energia cinética ao longo de um plano inclinado............................. 4 4.1.1- Questão problema ................................................................................................ 4 4.1.2- Questões pré-laboratoriais ................................................................................... 6 4.1.3- Actividade laboratorial ......................................................................................... 6 4.1.4- Questões pós-laboratoriais................................................................................... 6

5-

Actividades laboratoriais preparadas no âmbito da formação ....................................... 7 5.1- QUEDA LIVRE DOS CORPOS / ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE........................................ 8 5.2- LEI DE HOOKE / ............................................................................................................. 8 5.3- MOMENTO DE UMA FORÇA ......................................................................................... 8 5.4- PÊNDULO GRAVÍTICO ................................................................................................... 8 5.5- Atrito estático e cinético – forças e interacções........................................................... 9 5.6- Atrito estático e cinético .............................................................................................. 9 5.7- Circuitos eléctricos ....................................................................................................... 9 5.11- Lei dos gases ............................................................................................................... 9

laboratoriais Este documento de trabalho, inserido na formação contínua de professores de ciências em Angola, tem em conta um conjunto de actividade laboratoriais orientadas para o I Ciclo e II Ciclo do Ensino Secundário.

Pretende ser um contributo na procura de condições que optimizem o seu procedimento experimental conduzindo à implementação de práticas de sala de aula.

Começa com breves considerações teóricas e apresenta uma sugestão de abordagem metodológica no processo de ensino e aprendizagem, tendo como base a execução de actividades laboratoriais.

5.12- Circuitos eléctricos ................................................................................................... 10 5.13- EXPERIÊNCIA DE OERSTED........................................................................................ 10 5.14- GERADOR DE VAN GRAAFT ...................................................................................... 10 5.15- LINHAS DE CAMPO ................................................................................................... 10 5.16- PROPAGAÇÃO DO SOM NO AR ................................................................................. 11 5.17- OSCILOSCÓPIO.......................................................................................................... 11 5.18- Tubo de Newton ....................................................................................................... 11 5.19- VASOS COMUNICANTES ........................................................................................... 11 5.20- Modelos moleculares ............................................................................................... 11 5.21- Gravimetria .............................................................................................................. 12 5.22- Volumetria................................................................................................................ 12 5.23- GRAVIMETRIA ........................................................................................................... 12 5.16- Gravimetria ................................................................................................................... 12 6-

Recomendações............................................................................................................ 12

7-

… ................................................................................................................................... 14

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1- Nota introdutória Na sua dimensão científica, o ensino da Física e da Química deve contribuir para que os alunos possam adquirir conceitos, leis, teorias e modelos característicos destas áreas necessários à compreensão global dos fenómenos que ocorrem na natureza e no universo em geral, privilegiando os processos que lhe são inerentes. O contacto com as actividades experimentais de laboratório possibilitam aos alunos o desenvolvimento das capacidades de observação e facilitam a compreensão do mundo natural (Lunetta, Hofstein & Clough, 2007). O papel, cada vez mais proeminente, que o trabalho laboratorial (TL) tem assumido no ensino das ciências, assenta na investigação que tem sido desenvolvida nesta área de ensino. A sua relevância contribuiu para que o TL tenha sido inserido, desde finais do século XIX, nos currículos de alguns países (Barberá & Valdés, 1996). De acordo com o modelo de ensino em vigor, o TL assume importância, objectivos e tipologias diferenciadas, que se ajustam ao paradigma de base. Por exemplo, no modelo de ensino por transmissão/recepção, que a investigação considera característico do período que antecede a década de setenta, o TL subordinava-se à teoria previamente veiculada pelo professor, apoiando-se no manual escolar, e compreendia actividades de confirmação e ilustração (Hofstein, 1988). Nos anos do modelo de ensino por descoberta, até finais de 1980, o TL, afirmar-se como líder do processo de ensino-aprendizagem, com os alunos a fazerem ciência através de actividades laboratoriais que conduziriam, inevitavelmente, à compreensão da teoria subjacente (Bonito, 2001; Garcia Barros, 2000).

Tendo em conta as tendências construtivistas de aprendizagem por mudança ou troca conceptual, o TL apresenta objectivos de ensino e de aprendizagem mais amplos. Sendo um requisito inerente aos currículos de ciências apresenta grande potencial de aprendizagem na promoção de conhecimento conceptual, procedimental e metodológico especialmente, quando desenvolvido numa perspectiva de resolução de problemas (e.g.; Hodson, 2000; Hofstein et al., 2005; Leite, 2001).

Neste sentido, os professores devem estar conscientes que nos processos e métodos de ensino utilizados em sala de aula, assume particular importância a experimentação, a descrição quantificada e explicação de resultados de observações e experiências, a dedução das consequências de uma dada teoria, a previsão de resultados com base numa hipótese, o planeamento de uma experiência para testar uma ideia, a prática de ajuizar as incertezas introduzidas numa medição ou, ainda, a reflexão sobre os resultados experimentais. Assim, as AL devem ser entendidas numa perspectiva de construção de novos conhecimentos em vez de ser visto como uma definição para o verificação da informação factual (Tobin, 1990; Spencer, 1999).

Para além de estarmos conscientes, das principais dificuldades que sente a maioria dos professores Angolanos, no que respeita ao uso de equipamento e espaços laboratoriais nas escolas e às necessidades de formação destes para as práticas laboratoriais e experimentais, é necessária uma mudança de atitude por parte dos principais intervenientes no processo de ensino e aprendizagem das ciências em contexto de sala de aula. Se por um lado é fundamental que a formação dos professores tenha em conta o actual estado e as tendências mais relevantes provenientes da investigação efectuada no âmbito do ensino das ciências, por outro lado, é essencial ter em conta o contexto e as características do ensino em Angola e as particularidades de cada escola quer ao nível dos recursos materiais como dos recursos humanos.

2- Fundamentos teóricos Nos processos de ensino e de aprendizagem das ciências, os professores podem fazer uso de diversas estratégias e ferramentas para auxiliar o desenvolvimento das suas práticas didáctico-pedagógicas. O recurso a equipamentos tecnológicos, onde se destacam diferentes apetrechos laboratoriais para a promoção de actividades laboratoriais e ou experimentais, são meios que possibilitam ao aluno a observação de fenómenos da natureza por meio de evidências e constatações lógicas. Verifica-se que a grande maioria dos professores não utiliza atividades experimentais (AE) nas aulas, por terem opiniões equivocadas ou confusas sobre o(s) assunto(s). A resistência dos professores ao uso de AE são muito variadas. Falta de um espaço próprio para a concretização das AE; falta de recursos adequados (equipamentos); pequeno número de aulas semanais; vasto conteúdo a ministrar; excessivo número de alunos; professores com carga horária elevada inviabiliza dedicar tempo para preparar estas atividades.

Embora as actividades práticas laboratoriais/experimentais sejam o alicerce das ciências, ainda não são profusamente utilizadas ou exploradas nas escolas. Verifica-se, que a grande maioria dos professores não recorre às actividades experimentais (AE). Entende-se que na base desta ausência de realização de actividades experimentais nas escolas, são 2

as poucas oportunidades que os professores tiveram durante a sua formação, de vivenciar de forma positiva experiências práticas laboratoriais ou mesmo a ausência total de práticas no laboratório. Saliente-se, ainda, a fraca formação científica dos conteúdos por parte dos professores. Esta situação caracteriza a inexistência de actividades práticas em contexto de sala de aula ou o pouco uso de laboratórios. Verifica-se ainda, que algumas actividades práticas que são realizadas são conduzidas de qualquer forma, que não favoreçam a aprendizagem. Na generalidade, elas são usadas pelos professores numa perspectiva de demonstração do conhecimento.

De acordo com Hodson (1988), o trabalho prático é um excelente recurso didáctico à disposição do professor e inclui todas as actividades em que o aluno esteja activamente envolvido no domínio psicomotor; cognitivo e afectivo. O trabalho laboratorial corresponde às actividades que ocorrem dentro de um laboratório onde os alunos verificam na prática alguns fenómenos naturais bastante complexos. Já o trabalho experimental distingue-se das actividades laboratoriais por envolverem a manipulação e controlo de variáveis enquanto o trabalho de campo é realizado ao ar livre, onde, geralmente, os acontecimentos ocorrem naturalmente (Leite, 2001; Pedrinaci Sequeiros & Garcia 1992).

A figura seguinte esquematiza a relação entre trabalho prático, trabalho laboratorial, trabalho de campo e trabalho experimental.

A opção por parte do professor em fazer uso de uma destas tipologias de trabalho prático no âmbito do processo de ensino e aprendizagem, depende de vários factores como o tipo de instalações e a organização da sala; da existência de material disponível para vários grupos; dos hábitos de trabalho laboratorial dos alunos com domínios das técnicas de montagem; do tipo do conteúdo programático; entre outros factores.

De modo geral, a montagem e a execução de actividades laboratoriais e experimentais contribuem para a aquisição e o desenvolvimento de competências e habilidades de âmbito processual, conceptual e social, atitudinal e axiológico dos alunos. No entanto, os professores em formação devem, eles próprios, experienciar/adquirir este tipo de competências.

O professor que não desenvolva estas competências não se sente à vontade para promover junto dos alunos actividades práticas. Assim, é importante que a formação possibilite ao professor/formando o desenvolvimento de competências processuais, conceptuais e atitudinais/axiológicas.

A) 1) 2) 3) 4)

São exemplo de competências do tipo processual: Identificar material e equipamento de laboratório e explicar a sua utilização/função.

Construir montagens laboratoriais a partir de esquemas ou de descrições.

Manipular, com correcção e respeito por normas de segurança, material e equipamento laboratorial.

Recolher, registar e organizar dados de observações (quantitativos e qualitativos) de fontes diversas, nomeadamente em forma gráfica.

5) Exprimir um resultado com um número de algarismos significativos compatíveis com as condições da experiência e afectado da respectiva incerteza absoluta.

6) …

B) São exemplo de competências do tipo conceptual: 1) Discutir os limites de validade dos resultados obtidos respeitantes ao observador, aos instrumentos e à técnica usados.

2) Formular uma hipótese sobre o efeito da variação de um dado parâmetro.

3) Elaborar protocolos investigativos sobre actividades experimentais.

4) …

3

C) 1) 2) 3) 3-

São exemplo de competências do tipo social, atitudinal e axiológico Desenvolver o respeito pelo cumprimento de normas de segurança: gerais, de protecção pessoal e do ambiente.

Adequar ritmos de trabalho aos objectivos das actividades. …

Referências bibliográficas Almeida, A., et al. (2001). Ensino Experimental das Ciências (Re)Pensar o Ensino das Ciências. António Veríssimo, Arminda Pedrosa, Rui Ribeiro (Coord.), ISBN: 972-8417-73. Lisboa: Ministério da Educação.

Beaufils D. & Larcher C. (1999) L’experimental dans la classe. Aster, recherches en didactique des sciences expérimentales, 28, 3-8.

Carmen, L. (2000). Los trabajos práticos. In Perales J. & Cañal P. (Org.). Didáctica de las ciencias experimentales. Alcoy: Editorial Marfil.

Hodson, D. (1988). Experiments in science teaching. Educational Philosophy and Theory, 20(2), 53-66 Hodson, D. (1992). Redefining and reorienting practical work in school science. School Science Review, 73(264), 65-78.

Hodson, D. (2000). The place of practical work in Science Education. In Sequeira, M. et al. (Org.). Trabalho Prático e Experimental na Educação em Ciências (pp. 29-42). Braga: Universidade do Minho.

Hofstein, A., Navon, O., Kipnis, M., & Mamlok-Naaman, R. (2005). Developing Students’ Ability to Ask More and Better Questions Resulting form Inquiry-Type Chemistry Laboratories. Journal of Research in Science Teaching, 42(7), 791806.

Leite, L. (2001). Contributos para uma utilização mais fundamentada do trabalho laboratorial no ensino das ciências. In Caetano, H. V . et Santos, M. G. (Orgs). Cadernos Didácticos de Ciências 1. Lisboa: Departamento do Ensino Secundário, 79-97.

Lunetta, V. N., Hofstein, A., and Clough, M. P. (2007). Learning and teaching in the school science laboratory: An analysis of research, theory, and practice. Chap. 15, in S.K. Abell, and N.G. Lederman (Eds.) Handbook of Research on Science Education, (pp. 393-441). NJ: Lawrence Erlbaum Associates.

Pedrinaci, E., Equeiros, L. & Garcia, E. (1992). El trabajo de campo y el aprendizaje de la Geologia. Alambique, 2, 37-45.

Spencer, J.N. (1999). New directions in teaching chemistry: A philosophical and pedagogical basis. Journal of Chemical Education, 76, 566-569.

Tobin, K. G. (1990). Research on science laboratory activities: In pursuit of better questions and answers to improve learning. School Science and Mathematics, 90, 403-418.

4-

Exemplo da planificação de uma actividade laboratorial Neste ponto passa-se a exemplificar como é que uma actividade prática pode ser planificada numa perspectiva investigativa. A sequência usada constitui, ela própria, o formato de protocolo que pode ser usado na realização das actividades práticas de laboratório.

O professor deverá assegurar, antes do início da aula laboratorial, que os alunos tenham conhecimento teórico dos conteúdos e compreendam o objectivo da actividade de modo a que possam envolver-se na sua planificação que, após discussão e acerto, leve ao seu desenvolvimento. Com este tipo de actividades, pretende-se que os alunos participem e compreendam a Ciência.

4.1- Determinação da energia cinética ao longo de um plano inclinado 4.1.1- Questão problema Um carro encontra-se parado numa estrada com inclinação. Acidentalmente é destravado e começa a descer a estrada inclinada. Como se relaciona a energia cinética do centro de massa do carro com a distância percorrida ao longo da estrada?

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Pretende-se, com esta actividade, que o aluno calcule a energia cinética de um carro em vários pontos da trajectória ao longo de uma estrada inclinada (plano inclinado), de modo a relacionar a energia cinética com a distância percorrida, utilizando um gráfico e utilizando montagens experimentais diferentes.

(A questão problema pode sair de um contexto problemático preparado, tendo como propósito o assunto a tratar, pode surgir de uma notícia de jornal ou de um acontecimento vivenciado por um aluno ou pelo professor).

Antes de iniciarem a actividade laboratorial os alunos deverão:  Com a ajuda do professor, clarificar devidamente o que se pretende com o problema. Quais são os conteúdos necessários para responder ao problema, discutir quais as grandezas a medir directamente, os erros que as afectam e o modo de os minimizar.  Levantar hipóteses.  Planear a experiência de modo que as velocidades instantâneas sejam determinadas experimentalmente.  Construir e interpretar um gráfico da energia cinética em função da distância percorrida.

Objectos de Ensino  Velocidade instantânea  Energia cinética Objectivos de Aprendizagem  Determinar o valor da velocidade instantânea do carro em diferentes pontos do percurso ao longo da estrada inclinada (plano inclinado).  Relacionar a energia cinética do carro com a distância percorrida ao longo da estrada inclinada.  Relacionar a energia cinética do carro com a velocidade.  Relacionar a energia cinética do carro com a inclinação.

Competências a desenvolver pelos alunos com a realização desta questão problema.

A – Competências do tipo processual.  Construir a montagem laboratorial a partir do material disponível e tendo em conta as regras de segurança.  Identificar o material e equipamento de laboratório que vai ser usado na montagem e execução da actividade e explicar a sua utilização/função.  Recolher, registar e organizar dados de observações.  …

B – Competências do tipo conceptual.  Discutir os limites de validade dos resultados obtidos.  Formular hipóteses sobre o efeito da variação do valor da energia cinética ao longo da estrada inclinada (plano inclinado).  Elaborar o relatório.  …

C – Competências do tipo social, atitudinal e axiológico.  Desenvolver o respeito pelo cumprimento de normas de segurança.  Adequar ritmos de trabalho aos objectivos das actividades.  …

Fundamentos teóricos Deslocamento: Grandeza vectorial (Δr) que representa a variação do vector posição de um corpo num dado referencial.

Velocidade instantânea: Define-se velocidade, como o limite para que tende o quociente Δr/ Δt quando o intervalo de tempo Δt tende para um valor muito pequeno próximo do valor zero. É uma grandeza vectorial, que representa o modo como variam as posições, num intervalo de tempo muito curto, na vizinhança desse instante.

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Energia cinética: O valor da energia cinética está associado à velocidade e à massa do corpo através da equação: Ec = ½ m v2 Distância percorrida: É o comprimento do percurso efectuado.

Massa: Grandeza escalar que traduz a quantidade de matéria que constitui o corpo em estudo.

4.1.2- Questões pré-laboratoriais (Exemplo de questões que podem ser colocadas antes da realização da actividade laboratorial, para compreender o problema). (a) Que tipo de movimento é que o carro vai adquirir? (b) Qual o significado de velocidade instantânea? (c) Quais as grandezas que determinam a inclinação da estrada? (d) A maior ou menor inclinação de uma estrada, terá influência na velocidade com que o carro chega ao fim da estrada? (e) De que grandezas depende a energia cinética? (f) Qual é a força responsável pelo movimento do carro? (g) Como se designa o trabalho realizado por esta força? (h) Qual a relação entre o trabalho realizado por esta força e a variação de energia cinética?

Respostas (a) Movimento uniformemente acelerado. (b) É a velocidade que o carro possui num determinado instante (célula fotoeléctrica). (c) A altura e o comprimento da estrada. (d) Sim, quanto maior for a inclinação de uma estrada, maior será a velocidade com que o carro chega ao fim da rampa. (e) Depende da massa do corpo e da velocidade adquirida. (f) A força responsável pelo movimento do carro é o peso (px). (g) Trabalho positivo ou motor ou potente. (h) WFr = ΔEc 4.1.3- Actividade laboratorial Para a realização desta actividade laboratorial vai ser usado o seguinte material: Balança electrónica; carrinho com rodas e uma cartolina; célula fotoeléctrica; digitímetro; fios de ligação; régua; régua metálica graduada; suporte universal, noz e garras.

Com o material referido, planear a actividade experimental que permita lançar um carrinho ao longo de um plano inclinado com uma inclinação predefinida, com a finalidade de determinar a velocidade instantânea, indicando: a) todos os procedimentos a seguir; b) Após a montagem do equipamento, medir e registar numa tabela: i. as distâncias percorrida pelo CM do carrinho; ii. as grandezas necessárias ao cálculo da velocidade instantânea, iii. as grandezas necessárias ao cálculo da energia cinética.

Registos (efectuar três medições para cada registo) Mcarro

dcartolina

∆ x = xf – xi

∆t (s)

4.1.4- Questões pós-laboratoriais a. Descrever de forma sucinta, indicando todas as etapas, que conduziram à resolução do problema proposto inicialmente. b. Como se relaciona a energia cinética do centro de massa do carrinho com: i. a velocidade adquirida pelo carrinho ao longo da rampa; ii. a distância percorrida ao longo da rampa. c. Apresentar a tabela de registos de dados, as medidas efectuadas e os cálculos realizados. d. Obter o gráfico da variação da energia cinética em função da distância, determinando a equação da linha recta que melhor se ajusta ao conjunto de pontos experimentais. O gráfico pode ser obtido numa calculadora científica ou em alternativa no MSExcel. e. Interpretar a equação obtida. f. Comparar o valor da massa calculada por regressão linear com o valor da massa determinado na balança, discutindo a aproximação feita de o sistema ser conservativo.

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Respostas a. Descrição sucinta das etapas para a resolução do problema proposto i. Foi calculado o valor da velocidade instantânea do CM do carrinho nas diferentes posições, a partir da dcartolina = 0,7 cm = 0,007 m e o intervalo de tempo registado no digitímetro, para cada posição, (v = d / Δt). ii. De seguida, calculou-se o valor da energia cinética do CM do carrinho, sabendo o valor da massa e da velocidade instantânea, (Ec = ½ m.v2). b. … i. A energia cinética do centro de massa do carrinho aumenta com o valor da velocidade adquirida ao longo da rampa. ii. A energia cinética do centro de massa do carrinho aumenta com o valor a distância percorrida ao longo da rampa. c.

Tabela de registo de dados (efectuar medições para cada registo): ∆ x = xf – xi

∆t (s)

∆tmédio (s)

V (m/s-1)

Ec (J)

d. Representação gráfica. e.

…

A equação da linha recta (y =…x - …) que melhor se ajusta ao conjunto de pontos experimentais informa que o declive dessa recta é o valor de Px , isto porque, aplicando o Teorema da Energia Cinética, ΔEc = WFr »»» como Fr = Px »»» Ec = Px.d.cos α »»» declive = Px = … f.

…

Elementos do protocolo (síntese) A) Questão problema i. Objectivos de ensino ii. Objectivos de aprendizagem iii. Competências a desenvolver nos alunos iv. Fundamentação teórica B) Questões pré-laboratoriais (resposta às questões pré-laboratoriais) C) Actividade experimental (concretização da actividade experimental) D) Questões pós-laboratoriais (resposta às questões pós-laboratoriais e apresentação das principais conclusões)

5-

Actividades laboratoriais preparadas no âmbito da formação Neste ponto encontram-se identificadas as actividades concretizadas no âmbito desta formação “Actividades Laboratoriais em Física e em Química” realizada na Escola de Formação de Professores Comandante Cuidado em Malanje. Algumas actividades foram preparadas para demonstração de conceitos, princípios e leis.

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As fotografias que identificam as actividades foram tiradas nos laboratórios de Física e de Química da respectiva escola.

5.1- QUEDA LIVRE DOS CORPOS / ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE Questão problema (QP1) Como se relaciona a aceleração da gravidade de um corpo em queda livre, próximo da superfície da Terra, com a altura?

I Ciclo 9.ª Classe O movimento.

Queda livre dos corpos.

II Ciclo 10.ª Classe Gravitação universal.

Variações da aceleração da gravidade.

5.2- LEI DE HOOKE / Questão problema (QP1) Qual a relação entre a intensidade de uma força e a deformação que esta provoca nos corpos elásticos?

(QP2) Como se relaciona a força aplicada numa mola com a deformação que esta sofre?

I Ciclo 7.ª Classe Forças e interacções.

II Ciclo 10.ª Classe Diferentes forças da natureza.

5.3- MOMENTO DE UMA FORÇA Questão problema (QP1) Qual a condição de equilíbrio de dois corpos pendurados numa barra com fulcro no meio?

I Ciclo 8.ª Classe Energia, trabalho e máquinas simples.

Condição de equilíbrio.

II Ciclo

5.4- PÊNDULO GRAVÍTICO Questão problema (QP1) Qual a relação entre o módulo da aceleração e o módulo do deslocamento na oscilação de um corpo entre duas posições?

(QP2) Que relação existe entre a energia potencial e a energia cinética nas oscilações harmónicas?

I Ciclo

II Ciclo 11.ª Classe

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Movimento harmónico simples.

Movimento do pêndulo gravítico simples.

5.5- Atrito estático e cinético – forças e interacções Questão problema (QP1) Qual o valor do coeficiente de atrito cinético num plano horizontal?

I Ciclo 7.ª Classe Forças e massa.

Forças e interacções.

II Ciclo …

5.6- Atrito estático e cinético Questão problema (QP1) Qual o ângulo de escorregamento de um bloco num plano inclinado?

I Ciclo 7.ª Classe Forças e massas.

Forças e interacções.

II Ciclo 10.ª Classe Forças e movimentos.

Forças de atrito, coeficiente de atrito.

5.7- Circuitos eléctricos Questão problema (QP1) Existirá diferença na intensidade da corrente num circuito em série para um circuito em paralelo?

(QP2) Qual o papel de um reóstato num circuito eléctrico?

I Ciclo 9.ª Classe Energia eléctrica.

Resistência eléctrica. Lei de Ohm / Potência eléctrica. Lei de Joule.

II Ciclo 12.ª Classe Circuitos eléctricos.

5.8- Lei dos gases Questão problema (QP1) …

I Ciclo 7.ª Classe Pressão nos líquidos e nos gases / pressão dos gases.

II Ciclo 10.ª Classe Dinâmica de fluídos.

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5.12- Circuitos eléctricos Questão problema (QP1) Qual a diferença entre um circuito eléctrico em série e um circuito eléctrico em paralelo?

(QP2) Como identificar uma reacção de oxidação-redução de outras reacções químicas?

I Ciclo 9.ª Classe Energia eléctrica / Energia eléctrica e suas manifestações / Resistência eléctrica – Lei de Ohm / Potência e energia eléctrica – Lei de joule.

II Ciclo 11.ª Classe Electroquímica / Oxidação redução.

5.13- EXPERIÊNCIA DE OERSTED Questão problema (QP1) Que fenómenos ocorrem na experiência de Oersted e como explicálos?

I Ciclo 9.ª Classe Corrente eléctrica e efeitos magnéticos / Indução electromagnética.

II Ciclo

5.14- GERADOR DE VAN GRAAFT Questão problema (QP1) Qual a importância da descoberta de Van Graaft?

I Ciclo 9.ª Classe Processos de electrização / Fenómenos electrostáticos.

II Ciclo Campo eléctrico; diferença de potencial

5.15- LINHAS DE CAMPO Questão problema (QP1) Que informações podemos retirar das diferentes configurações das linhas de campo magnético?

I Ciclo 9.ª Classe Efeitos magnéticos.

II Ciclo

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5.16- PROPAGAÇÃO DO SOM NO AR Questão problema (QP1)

I Ciclo

II Ciclo

5.17- OSCILOSCÓPIO Questão problema (QP1) I Ciclo 9.ª Classe Corrente alternada.

II Ciclo 10.ª Classe Oscilação e ondas.

5.18- Tubo de Newton

5.19- VASOS COMUNICANTES Questão problema (QP1) Qual é o princípio de funcionamento dos repuxos de jardim e da distribuição da água nas habitações?

I Ciclo 7.ª Classe Pressão nos líquidos e nos gases.

Líquidos: vazos comunicantes.

II Ciclo

5.20- Modelos moleculares

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5.21- Gravimetria

5.22- Volumetria

5.23- GRAVIMETRIA

5.16- Gravimetria

6- Recomendações Perante a constatação da necessidade de organização dos espaços laboratoriais, da carência do corpo docente sobre conhecimento de como armazenar os produtos químicos e de outras regras de segurança dos equipamentos laboratoriais, sugere-se, em forma de recomendações, a melhoria das condições e segurança no trabalho.

Assim, as principais recomendações passam por: 1) Realização de uma acção de formação para responsáveis de laboratórios de Química e de Biologia sobre armazenamento e incompatibilidades de produtos químicos e destruição de resíduos.

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2) Realização de uma acção de formação sobre segurança e prevenção de acidentes no laboratório para professores de Química e professores de Biologia.

3) Elaboração de um manual de boas práticas para os laboratórios.

Tendo em conta a organização dos equipamentos/instrumentos de laboratório: 4) Realização de uma acção de formação para os professores de Física sobre inventariação de recursos e equipamentos com identificação de todas as peças associadas a cada equipamento e modo de funcionamento dos mesmos.

Sobre competências conceptuais 5) Realização de acções de formação sobre conceitos de Física, com recurso a práticas experimentais (verifica-se que a grande maioria dos professores formandos não apresentam no vê de Gowin a teoria, princípios e as leis associados ao tema que foi trabalhado. Esta dedução advém, uma vez que a partir da estrutura do Vê de Gowin, permite verificar a articulação dos vários lados do instrumento. O lado esquerdo refere-se a conceitos e sistemas conceituais “domínio conceptual”. Ali encontram-se os conceitos, propriamente ditos, e os sistemas conceituais usados, os quais geram princípios e leis que, por sua vez, dão origem a teorias. O lado direito do Vê tem a ver com eventos, registros e asserções. Este lado denomina-se de “domínio metodológico”, onde se encontra a parte metodológica do trabalho que se pretende desenvolver. A partir dos registros dos eventos chega-se a dados, os quais sofrem transformações metodológicas que servem de base para a formulação de asserções de conhecimento e asserções de valor. Registe-se que tudo que é feito no lado metodológico deste instrumento heurístico é guiado por conceitos, princípios, teorias e filosofias, ou seja, pelo “domínio conceptual”.

Existe uma constante interacção entre os dois lados do Vê. Essa interacção é necessária para que se chegue a respostas às questões básicas formuladas. Essas questões básicas ou questões problema encontram-se no centro do Vê uma vez que pertencem tanto ao “domínio metodológico” como ao “domínio conceitual”. A questão problema serve para ajudar a identificar o foco do trabalho, de interesse.

De facto, esta conexão entre eventos, factos e conceitos, dá informação sobre as dificuldades apresentadas pelos formandos.

Por outro lado, o mapa de conceitos, que são diagramas que indicam as relações entre conceitos, mais especificamente, podem ser interpretados como diagramas hierárquicos que procuram reflectir a organização conceptual de um corpo de conhecimento ou de parte dele. Ou seja, a sua existência deriva da estrutura conceptual de um dado conhecimento. Quer do ponto de vista unidimensional, onde podem ser vistos como listas de conceitos que tendem a apresentar uma organização linear vertical, como do ponto de vista bidimensional, onde se tira partido também da dimensão horizontal, permitindo, portanto, uma representação mais completa das relações entre os conceitos, ou ainda numa perspectiva multidimensional, que permite uma representação mais completa dessas relações e possibilitam a inclusão de outros factores que afectam/completam a estrutura conceptual do conhecimento, os mapas elaborados denotam dificuldades de organização conceptual do conhecimento por parte dos formandos.

A informação veiculada nos dois parágrafos anteriores, apontam para a necessidade de um acompanhamento próximo dos formandos a nível da sua formação científica e pedagógica, que pode ajudar a ultrapassar as dificuldades detectadas. Esse acompanhamento pode ser efectuado através de frequentes acções de formação.

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Sendo a Ciência uma forma de ver o mundo, que se baseia em métodos de investigação específicos, formas de pensamento, atitudes, e tradições próprias, tendo em conta o que se observa, entende-se que a formação de professores de ciências em práticas laboratoriais ou experimentais é urgente. Os professores devem ser familiarizados com os princípios da ciência, aprender os métodos de investigação científica e adquirir uma atitude reflexiva frente aos problemas científicos, para que na docência possam exercitar o que aprenderam. Face ao exposto, durante a realização das actividades experimentais, constatou-se, que os professores, na generalidade, apresentam uma postura inadequada. Desde logo, procuram apenas uma interpretação para o fenómeno, para

o experimento, em vez de serem ponderadas/exploradas várias possibilidades. Esta atitude demonstra que a actividade pelo professor é demonstrativa em vez de ser investigativa. Desta forma, usando actividades demonstrativas, o professor está a colocar a prática ao serviço da teoria, em vez de ser ao contrário, que é fazer uso da teoria para desenvolver a prática. Entende-se assim, que este género de formação deve contribuir para que o professor possa compreender e aprender no laboratório, mas essencialmente, deve ajudar o professor a fazer e aprender a fazer. Só desta forma, o professor estará apto para na sala de aula concretizar actividades experimentais com os alunos.

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