OT de Química - 24/04/2012

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Apresentação da Profa. Cida Temple, PCNP de Química, para os professores das escolas da DE Leste 4, do material a ser distribuído pela SEE às escolas de Ensino Médio - "Oficinas Temáticas no Ensino Público", em 24/04/2012, no Núcleo Pedagógico.

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OT de Química - 24/04/2012

  1. 1. DIRETORIA DE ENSINO LESTE 4 JOSÉ CARLOS FRANCISCO DIRIGENTE REGIONAL DE ENSINO ORIENTAÇÃO TÉCNICA DE QUÍMICA“OFICINAS TEMÁTICAS NO ENSINO PÚBLICO” PCNP Cida Temple – 24/04/2012
  2. 2. Autoria do material“Oficinas Temáticas no Ensino Público”: GEPEQ/USP
  3. 3. Contextualização no ensino de química: possibilidadesGEPEQ – grupo de pesquisa em educação química Instituto de Química USP
  4. 4. GEPEQ – grupo de pesquisa em educação química Instituto de Química USP Fábio Luiz de Souza Luciane H Akahoshi Miriam P Carmo Alexandra Epoglou Maria Eunice R Marcondes Dayse P Silva (CENP)
  5. 5. Ensino de química deve contribuir para a formação da cidadania ética e crítica  Conhecimentos para a interpretação da realidade e o exercício da cidadania  Conhecimentos para o desenvolvimento pessoal
  6. 6. Contextualização no Ensino de química Diferentes perspectivasAplicação do conhecimento químico (AC) –ilustrações e exemplos de fatos do cotidiano ouaspectos tecnológicosDescrição científica de fatos e processos (DC) –explicações para fatos do cotidiano e detecnologias, estabelecendo ou não relação comquestões sociais. A Temática é escolhida em funçãodos conteúdos
  7. 7. Contextualização no Ensino de química Diferentes perspectivasCompreensão da realidade social (CRS) – Oconhecimento químico é utilizado como ferramentapara o enfrentamento de situações problemáticas Transformação da realidade social (TRS) –discussão de situações problemas de interessesocial, buscando que o aluno se posicione eproponha formas de intervenção. Os conteúdosestão em função da problemática em estudo
  8. 8. Abordagem temática Possíveis objetivos tema como pretexto para o desenvolvimento dos conteúdos químicos informação sobre o mundo físico, processos produtivos conhecimento da realidade, julgamento e intervenção
  9. 9. Abordagem temática abrangência do tema restrita – cotidiano ampla – sociedade
  10. 10. rupturas
  11. 11. Contextualização social dos conteúdos químicos Organização do conteúdo a partir de um tema – relevante socialmente (escolha nossa)AIKENHEAD, G. S.The social contract of science: implications for teaching science. In: SOLOMON, J. eAIKENHEAD, G. (Eds.), STS education - International perspectives on reform. New York: TeachersCollege Press, 1994.
  12. 12. Os três momentos pedagógicos – (Delizoicov,Angotti e Pernambuco, 2002) PROBLEMATIZAÇÃO ORGANIZAÇÃO DO APLICAÇÃO DO INICIAL CONHECIMENTO CONHECIMENTO Motivador Desenvolvimento dos Conteúdo escolar é conteúdos a partir do usado para -Ligação entre o conhecimento reinterpretar as conteúdo e situações científico questões reais que os alunos problematizadorasconhecem e vivenciam -Percepção de outras iniciais explicações para as -Manifestação das questões concepções prévias problematizadas sobre as questões -Novas questões colocadas para a -Comparação entre os que podem problematização conhecimentos para transcender o resolução das cotidiano do aluno -Professor atua como questões desafiadoras um problematizador
  13. 13. Organização de uma oficna temática Problema ambiental, social, político, PROBLEMATI- econômico, industrial ZAÇÃO INICIAL relacionado à química Visão geral do problema ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTO Visão específica ligada à química APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO Nova leitura do problema
  14. 14. contextualização social dos conteúdos químicos Organização do conteúdo a partir de um tema – relevante socialmente (escolha nossa)AIKENHEAD, G. S.The social contract of science: implications for teaching science. In: SOLOMON, J. eAIKENHEAD, G. (Eds.), STS education - International perspectives on reform. New York: TeachersCollege Press, 1994.
  15. 15. contextualização social dos conteúdos químicos Currículo do Estado de São Paulo• deve contribuir para a formação da cidadania ética e crítica Conhecimentos para a interpretação da realidade e o exercício da cidadania Conhecimentos para o desenvolvimento pessoal
  16. 16. temáticas sócio- conteúdos em nívelcientíficas que de complexidadedialoguem com o compatíveis com acontexto da escola, currículo maturidade esperávelcom a realidade do de da faixa etária de cadaaluno e que Química sérietranscendem seuuniverso vivencial atividades com participação ativa dos alunos, preferencialmente demandando consulta e cooperação entre osBaseado em Menezes, 2011 pares
  17. 17. contextualização social dos conteúdos químicos Currículo do Estado de São Paulotemáticas sócio- Compromisso comcientíficas que conteúdos explícitos nodialoguem com o currículocontexto da escola,com a realidade do  restrição conceitualaluno e que  amplitude social,transcendem seu tecnológica ou ambientaluniverso vivencial  refletir a “química real”
  18. 18. Exemplo de utilização do material:Metais: propriedades e utilização
  19. 19. Objetivos:Compreender a importância histórica dos metais no desenvolvimento das civilizações. Estudo dos metais visando a construção de conceitos químicos de maneira contextualizada e interelacionadas com as questões tecnológicas, ambientais e sociais.Entender as propriedades dos metais com estreita relação de sua aplicabilidade no cotidiano e sistema produtivo.
  20. 20. Analisando a condutibilidade elétrica de alguns materiaisPrecauções:• Cuidado com choques elétricos.• Quando do manuseio do aparelho de condutibilidade elétrica.• Ao testar o aparelho unindo os fios desencapados.• Cada vez que for limpar os terminais com palha de aço, desligar da tomada o aparelho.
  21. 21. Conceitos que podem ser construídos com o experimento Ligas metálicas Modelo atômico Condutores e isolantes elétricos Condutibilidade elétrica Simbologia Ligação química metálica Propriedades físicas
  22. 22. Questões para provocar interesse e evocação das idéias Quais os materiais utilizados?Complete a tabela indicando os materiais que permitem que a lâmpada acenda ou não: Acende a lâmpada Não acende a lâmpada O aço pintado conduz a corrente elétrica? O que apresentam em comum os materiais que conduzem a corrente elétrica?
  23. 23. Questões para provocar interesse e evocação das idéiasCompare o latão e o aço: o que apresentam em comum? O que são ligas metálicas?Compare a condutibilidade elétrica da água do mar com a dos metais que permitam que a lâmpada acenda? Por que alguns materiais não conduzem a corrente elétrica como nos metais?
  24. 24. Outras sugestões de trabalho considerando a a condutibilidade elétrica como foco: Corrosão dos metais Emprego dos metais no cotidiano ( Construção de tabelas do tipo)metais Alguns usos símboloOuro jóias, uso dentário, dispositivos Au eletrônicosPrata jóias, utensílios de casa AgFerro aço, uso em construção, máquinas FeAlumínio utensílios de casa, fabricação de Al aviões, em construçãoCobre fios elétricos CuMercúrio termômetros, dentário, em Hg lâmpadasurânio usinas e armas nucleares U
  25. 25. Analisando a densidade de alguns materiais Objetivo:Compreender o conceito de densidade e verificar a densidade de alguns metais.
  26. 26. Analisando a densidade de alguns materiaisRecomendações Técnicas: Organize grupos de no máximo 4 alunos. Oriente os alunos para anotarem a massa da amostra, o volume inicial da água na proveta antes da adição da amostra na água. A amostra deverá ter diâmetro menor do que o de uma proveta de 25mL. O volume inicial da água deve ser tal que possa cobrir totalmente a amostra. Auxilie os alunos a organizarem uma tabela para anotação dos dados.
  27. 27. Analisando a densidade de alguns materiais
  28. 28. Questões para provocar interesse e evocação das idéias Quais metais você conhece e para que são utilizados? Como podemos identificar os metais? Você já deve ter ouvido falar que o ferro é mais denso do que o alumínio. Como você explica este fato? Compare os valores obtidos da densidade do metal por você obtida com a tabela a seguir e identifique este metal.
  29. 29. METAL DENSIDADE (g/cm3) METAL DENSIDADE (g/cm3)Alumínio 2,7 Mercúrio 13,5Chumbo 11,3 Níquel 8,9 Cobre 8,9 Ouro 19,3Estanho 7,2 Platina 21,4 Ferro 7,8 Prata 10,5Magnésio 1,7 Titânio 4,5Tabela 1- Densidade de alguns metais. (Handbook of Chemistry and Physics).
  30. 30. Conceitos químicos que podem serdesenvolvidos com o experimento: densidade Massa e Densidade extensão volume dos metais Propriedades específicas (dureza; P.F, PE)
  31. 31. Outras sugestões de trabalho considerando a densidade dos metais como foco: Aplicações do metais na sociedade de acordo com a densidade. Substituição dos metais por outros materiais, tais como: plásticos, destacando os aspectos positivos e negativos. Reciclagem de metais Dilatação térmica dos metais. Os metais e o meio Ambiente
  32. 32. Analisando a reatividade dos metais Objetivo: Interação dos metais com outras substâncias e o problema da corrosão.Classificar metais segundo sua reatividade, através da reação com ácido (HCl)
  33. 33. Reação dos metais com ácidoPrecauções e recomendações técnicas:Orientar o aluno : A respeito das técnicas e regras de segurança no manuseio do HCl. Para observar com detalhes os metais: cor, brilho, maleabilidade, etc. Identificarem cada tubo de ensaio e o respectivo metal. Colocarem ao mesmo tempo os metais nos tubos de ensaio. Não inalaram os vapores desprendidos pelo experimento. Cuidados com o descarte dos materiais..
  34. 34. Reação dos metais com ácido
  35. 35. Questões para provocar interesse e evocação das idéias O que aconteceu? Ocorreu uma transformação química? Qual a evidência? Que gás liberou? O que aconteceu com o metal? O que tem na solução após a interação do metal com o ácido? O que provocou a formação do gás? Por que o H2(g) não ficou na solução?
  36. 36. Questões para provocar interesse e evocação das idéias Muitos acabamentos metálicos de ferro, como os de portões, grades, recebem antes da pintura uma camada de zarcão. Qual a finalidade desta camada? Justifique. Você já deve ter tido contato com: uma colher de aço, uma medalha de bronze, um utensílio de latão. O que significa para você as palavras aço, bronze e latão?
  37. 37. Conceitos químicos que podem serdesenvolvidos com o experimento: Transformações químicas Reatividade/ Tabela Oxidação/ periódica redução Reatividade dos metais com ácido Reações exotérmicas corrosão Rapidez da reação
  38. 38. Metais - ReatividadeSugestão de tabela para organização dos dadostubo Metal Transformação Rapidez da reação com HCl (aq)1234
  39. 39. Metais - Reatividade. Discussões: Mg (S) + HCl (aq.) MgCl2 (aq.) + H 2(g) Zn (S) + HCl (aq.) ZnCl2 (aq.) + H 2(g) Fe (S) + HCl (aq.) FeCl2 (aq.) + H 2(g) Cu (S) + HCl (aq.) x•Ordem crescente de reatividade: Mg>Zn>Fe>Cu
  40. 40. Oficina:Água do Mar
  41. 41. Devemos considerar que: Os conceitos químicos devem...Os experimentos:  Ser abordados em um Provoquem a nível suficiente para especulação de idéias. entendimento; Possibilitem a  Ser retomados em outros Construção de níveis de conceitos . aprofundamento. Possibilitem o Estabelecimento de relações conceituais
  42. 42. Sugestões para o desenvolvimento da Atividade Experimental• Focalizar no objetivo do tema• Questões para o provocar interesse e evocação de idéias.• Conceitos químicos que podem ser abordados.• Ações Pedagógicas.• Recomendações Técnicas.• Sugestões de trabalhos a partir do tema.
  43. 43. Salinidade da água do marObjetivo: Conhecer a composição e algumas propriedades físicas e químicas da água do mar (maior parte da água que compõe nosso planeta). Salinidade é definida como a massa de sais, em gramas,dissolvidos em 1kg de água do mar.
  44. 44. Precauções:Segurança no manuseio da lamparina a álcoolCabelos compridos amarrados.Cuidados com manuseio de vidro quente.Utilização da água do mar filtrada.
  45. 45. Questões para o provocar interesse e evocação de idéias.• 1. O que você entende pelas expressões: água doce e água salgada?• 2. Ao receber um recipiente contendo água do mar, como você determinaria a quantidade de sais dissolvidos nessa água?• 3. Como você separaria o sal da água do mar?• 4. Você já pensou sobre a composição química da água do mar? Sabe dizer qual é?
  46. 46. Mediação do Professor:Questões do tipo:O que significa, teor de sal na água do mar?O que fizeram?Quanto pesaram?O que aconteceu com a massa que pesaram?O que aconteceu durante o aquecimento?Depois da evaporação quanto restou do sal?(Sugestão: faça um levantamento dos dados com os alunos e uma média dos valores obtidos)
  47. 47. Por exemplo: 0,31g ; 0,43g(duas vezes) ; 0,36gMédia= 0,475gLogo: 0,36g → 10g de água x → 1000g x= 36g/1000gExplicar este valor: < 35 (proximidade da água doce) > 35 ( proximidade da água salgada)
  48. 48. Conceitos químicos que podem ser desenvolvidos com o experimento Mistura de substâncias fases Cálculo deconcentrações soluções Salinidade solubilidade Densidade
  49. 49. Outras sugestões de trabalho considerando a salinidade como foco:• Interpretação da qualidade e quantidade de salinidade da água mineral por intermédio da análise de rótulos.• Texto ou tabela com dados sobre a composição da água do mar, para que se possa explorar sua composição em termos de íons presentes e a importância destes.• Comparação da salinidade (interpretando tabelas) de diferentes águas naturais,• propondo exercícios que permitam o desenvolvimento do raciocínio proporcional.• Discussão de técnicas de separação de misturas nos sistemas produtivos.(veja: “Química e a Sobrevivência: Hidrosfera - Fonte de Matérias”1 ).1-GEPEQ/IQ-USP, Química e a Sobrevivência: Hidrosfera – fonte de materiais. São Paulo: Edusp, 2005.
  50. 50. Solubilidade e a densidadeObjetivo:Relacionar as propriedades solubilidade e densidade com estreita relação ao desenvolvimento da vida no nosso planeta.Relacionar a solubilidade dos sais com a alteração de propriedades da água, com foco na mudança de densidade.
  51. 51. O que essa atividade possibilita:• Ampliação do conceito de solubilidade.• Considerar as concepções que os alunos já apresentam sobre densidade alternativas).• Abordagem conceitual em níveis diferenciados dependendo do público alvo (1ª,2ª ou 3ª séries do E.M)
  52. 52. Precauções:• Uso simplificado da linguagem química reforçando concepções alternativas.
  53. 53. Questões para o provocarinteresse e evocação de idéias.• 1) O que ocorre quando colocamos uma colher de sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl) em um copo com água? E se continuarmos adicionando outras colheres de sal o que ocorrerá?• 2) Quando adicionamos uma colher do sal carbonato de cálcio (CaCO3) em pó em um copo com água e agitamos, observa- se que a mistura torna-se turva e que o sal após algum tempo se deposita no fundo do copo. Explique essa observação.• 3) Quando colocamos um cubo de gelo em um copo com água, observa-se que o cubo não afunda ficando na superfície do líquido. Como você explicaria esse fato?
  54. 54. Conceitos químicos que podem ser desenvolvidos com o experimento Determinação da densidade de plásticos Cálculo deconcentrações soluções Solubilidadee densidade solubilidade Densidade
  55. 55. Mediação do Professor:Questões do tipo:• Chamar atenção para as mudanças que ocorrem em cada béquer.• O que cada sal causou na água?• O cal dissolve ou não?• O que ocorreu no sistema 3 que não ocorreu no sistema 2?
  56. 56. Outras sugestões de trabalhoconsiderando a solubilidade e a densidade como foco:• Estabelecer relações entre a densidade e a utilização de alguns tipos de plásticos.• Pesquisa sobre a concentração do Mar Morto, explicando por que uma pessoa não afunda no mesmo.
  57. 57. Dissolução de gás em águaObjetivo: Conhecer sobre a dissolução de gases em água para o entendimento de muitos fenômenos e processos observados na natureza e no sistema produtivo.
  58. 58. Precauções: Segurança no manuseio da lamparina a álcool Cabelos compridos amarrados. Cuidados com manuseio de vidro quente.
  59. 59. Questões para o provocarinteresse e evocação de idéias. Ao abrir duas garrafas de refrigerante, uma gelada e outra em temperatura ambiente, observa-se maior liberação de gás no refrigerante que está em temperatura ambiente. Como você explicaria esse fato? Você acha que gases se dissolvem em água? Explique. Como os peixes respiram sob a água?
  60. 60. Conceitos químicos que podem serdesenvolvidos com o experimento Transformação química Ácidos e bases soluções Solubilidade dos Gases em água pH solubilidade Densidade
  61. 61. Observando o Experimento1- água de cal + CO2 + indicador universal pH≈ 10CO2(g) + H2O(l) ═ H2CO 3 (aq) H2CO3(aq) ═ HCO3- (aq) + H +(aq) ═ CO3 2-(aq) + 2H+ (aq) CaO (s) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)Ca 2+ (aq) + CO3- (aq) → CaCO3 (s)H+ (aq) + OH- (aq) → H2O (l)
  62. 62. Padrão de cores para indicador universal verde2- água do mar + CO2 + indicador universal pH≈ 8 →6/7
  63. 63. Observando o Experimento Com a dissolução de CO2 na água domar observa-se a mudança mais lenta do pHdevido a presença de íons que provocamefeito tampão, o qual é responsável pelaresistência à variação de pH. O efeito tampão é caracterizado pelamistura de ácidos fracos e suas basesconjugadas como, por exemplo, o sistemaHCO3-/CO32- que é um dos responsáveis poresse efeito na água do mar.
  64. 64. Observando o Experimento 3- água de torneira+ CO2 + indicador universal pH≈ 7→4CO2(g) + H2O(l) ═ H2CO 3 (aq) H2CO3(aq) ═ HCO3- (aq) + H +(aq) ═ CO3 2-(aq) + 2H+ (aq)
  65. 65. Mediação do Professor:Questões do tipo: Chamar atenção para as mudanças que ocorrem em cada erlenmeyer? Na escala, qual o pH de cada frasco? O que fizeram depois? O que aconteceu com o CO2 em água?Frasco- 1O que ocorreu com o cal?Que evidência pode ser observada?Frasco -2Por que o pH inicial não abaixa para menor que 6?Frasco-3O que ocorreu quando se introduziu o CO2?Depois de aquecer o frasco o que ocorreu?
  66. 66. Outras sugestões de trabalho considerando a solubilidade dos gases como foco:A importância da solubilidade dos gases em ambientes marinhos A formação de corais e estalactites.A dissolução dos gases em processos industriais.
  67. 67. Condutibilidade elétrica da água do marObjetivo: Reconhecer a condutibilidade elétrica como uma propriedade importante para o entendimento de fenômenos que ocorrem na natureza e nos processos. Compreender o fenômeno da dissolução como um processo de interação entre as partículas constituintes da mesma.
  68. 68. Precauções :• Segurança no manuseio do aparelho de condutibilidade elétrica, evitando choque elétrico.• Desligar o aparelho a cada Dispositivo para teste de condutibilidade elétrica de materiais teste realizado para evitar acidentes.• Cuidados quando da lavagem das pontas de teste do aparelho de condutibilidade.
  69. 69. Questões para o provocarinteresse e evocação de idéias.A água do mar conduz eletricidade. Como você pode justificar essa afirmação? Para que a água seja condutora de eletricidade, é preciso que substâncias sejam dissolvidas nela. Comente esta frase.
  70. 70. Conceitos químicos que podem serdesenvolvidos com o experimento Sólidos: iônicos Eletrólitos Ligações químicas Condutibilidade elétrica da águadissociação do mar iônica solubilidade pH Interações interpartículas
  71. 71. Tabela para auxiliar as discussõesSubstância Lâmpada de maior Lâmpada de menor potência potência1-Água destilada _ +2- Água destilada + _ +açúcar3- Água destilada + CaO _ +5- Água destilada + + +NaCl6- Água do mar + +
  72. 72. Mediação do Professor: Questões1. O que tem em comum o grupo de substâncias que acenderam a lâmpada de menor potência do aparelho de condutibilidade elétrica?2. O que tem em comum o grupo de substâncias que acenderam a lâmpada de maior potência do aparelho de condutibilidade elétrica?3. Porque a condutibilidade elétrica do CaO + água destilada é baixa?4. Por que a condutibilidade elétrica da água destilada é muito baixa? A água pode ser classificada como boa ou má condutora de eletricidade?5. Por que a solução de sacarose acende somente a lâmpada de menor potência?4- O açúcar ionizou ou dissociou ?6. Por que a condutibilidade elétrica da água do mar é alta?
  73. 73. Outras sugestões de trabalho considerando a condutibilidade elétrica da água como foco: A importância da água no mundoExtrapole com a atividade, permitindo ao aluno refletir sobre a existência de processos industriais que aproveitam este fenômeno para gerar outros produtos de importância para a sociedade (cloro, soda cáustica). Retome os outras questões com base no conhecimento adquirido neste experimento: ( Mar Morto/ solubilidade de gás em água)
  74. 74. Obrigada por suaparticipação! Prof.ª Cida Temple PCNP de Química Núcleo Pedagógico Diretoria de Ensino Leste 4

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