Prévia do material em texto
SUMÁRIO MATERIAL PARA O(A) PROFESSOR(A) ...................................................................... pág 01 APRESENTAÇÃO ........................................................................................................... pág 02 BIOLOGIA ...................................................................................................................... pág 03 Planejamento 1: O surgimento da Biologia e as suas grandes descobertas ...... pág 03 Planejamento 2: Introdução ao método científico e suas etapas ...................... pág 07 Planejamento 3: Como a vida surgiu? ........................................................... pág 17 Planejamento 4: Fundamentos da evolução biológica ..................................... pág 28 Planejamento 5: A organização hierárquica da vida e a nutrição dos ecossistemas ......................................................................................... pág 34 FÍSICA ......................................................................................................... pág 42 Planejamento 1: A importância de saber medir as grandezas físicas ................ pág 42 Planejamento 2: Fenômeno ou Fato? ............................................................ pág 50 Planejamento 3: Estou parado ou em movimento, em relação a quadra da escola? ....................................................................................... pág 55 Planejamento 4: Estimando o tempo de queda das peças enfileiradas de um dominó ............................................................................................. pág 61 Planejamento 5: Medindo a altura sabendo apenas o tempo de queda ............ pág 66 QUÍMICA ..................................................................................................... pág 74 Planejamento 1: Somos um universo de átomos ou muitos átomos no universo? .................................................................................................. pág 74 Planejamento 2: Somos formados por poeira estelar e “a culpa é das estrelas”? .................................................................................................. pág 82 Planejamento 3: Todos os corpos emitem radiação, isso inclui nós, humanos? ................................................................................................. pág 88 MATERIAL PARA O ESTUDANTE ................................................................................... pág 95 APRESENTAÇÃO ........................................................................................................... pág 9t BIOLOGIA ...................................................................................................................... pág 97 Atividade 1: O surgimento da Biologia e as suas grandes descobertas ............ pág 97 Atividade 2: Introdução ao método científico e suas etapas ............................ pág 100 Atividade 3: Como a vida surgiu? .................................................................. pág 104 Atividade 4: Fundamentos da evolução biológica............................................ pág 111 Atividade 5: A organização hierárquica da vida e a nutrição dos ecossistemas ......................................................................................... pág 117 FÍSICA ......................................................................................................... pág 125 Atividade 1: A importância de saber medir as grandezas físicas ....................... pág 125 Atividade 2: Fenômeno ou Fato? ................................................................... pág 128 Atividade 3: Estou parado ou em movimento, em relação a quadra da escola? ....................................................................................... pág 131 Atividade 4: Velocidade média ...................................................................... pág 134 Atividade 5: Movimento retilíneo uniformemente variado ................................ pág 136 QUÍMICA ..................................................................................................... pág 140 Atividade 1: Somos um universo de átomos ou muitos átomos no universo? .................................................................................................... pág 140 Atividade 2: Somos formados por poeira estelar e “a culpa é das estrelas”? .................................................................................................... pág 144 Atividade 3: Todos os corpos emitem radiação, isso inclui nós, humanos? ................................................................................................... pág 148 2 Prezado(a) Professor(a), No intuito de contribuir com o seu trabalho em sala de aula, preparamos este caderno com muito carinho. Por meio dele, você terá a oportunidade de ampliar o trabalho já previsto em seu planejamento. O presente caderno foi construído tendo por base os Planos de Curso 2024, que foram elaborados a partir das competências e habilidades estabelecidas na BNCC e no CRMG a serem desenvolvidas e trabalhadas por todas as unidades escolares da rede pública de Minas Gerais. Aborda os diversos componentes curriculares e para facilitar a leitura e manuseio foi organizado de forma linear. Contudo ao implementá-lo em sala de aula, você poderá recorrer aos planejamentos de forma não sequencial, atendendo às necessidades pedagógicas dos estudantes. É preciso atentar-se, apenas, para os conhecimentos que são pré-requisitos, ou seja, aqueles que foram trabalhados nos planejamentos anteriores e que precisam ser retomados com os estudantes para a construção do novo conhecimento em questão. Como o principal objetivo deste material é o trabalho com o desenvolvimento de habilidades, este caderno vem com o propósito de dialogar com sua prática e com o seu planejamento dentro das habilidades básicas - aquelas que devemos assegurar que todos os nossos estudantes aprendam. Destacamos ainda, que o livro didático continua sendo um instrumento eficiente e necessário, principalmente por não anular o papel do professor de mediador insubstituível dentro dos processos de ensino e de aprendizagem. Coracini1 (1999) nos diz que “o livro didático já se encontra internalizado no professor (...) o professor continua no controle do conteúdo e da forma (...)”, reafirmando que, o que torna o livro didático e o que torna os Cadernos MAPA eficientes, é justamente a maneira como o professor utiliza-os junto aos estudantes. Desejamos a você, professor(a), um bom trabalho! Equipe da Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores 1 CORACINI, Maria José. (Org.) Interpretação, autoria e legitimação do livro didático. São Paulo: Pontes, 1999. 3 REFERÊNCIA 2024 MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS – MAPA COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Introdução à Biologia. (EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostas em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias aceitas atualmente. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: O surgimento da Biologia e as suas grandes descobertas A) APRESENTAÇÃO: No início do 1o ano do EM, é muito importante explicar ao estudante como se desenvolveu o estudo da Biologia ao longo da história. Dessa maneira, o estudante poderá compreender que a ciência se estabelecea partir das observações, dos questionamentos, do debate de ideias, das experimentações, todos estruturados a partir do método científico. Portanto, discutir sobre como os pensadores e os cientistas buscavam explicações racionais para os fenômenos naturais, cada um em sua época, pode proporcionar ao estudante o entendimento de que a ciência evolui e que o conhecimento não é definitivo e tampouco absoluto, mas se modifica à medida em que surgem novos fatos e novas descobertas. Neste sentido, a melhor indicação para o presente tema de estudo é desenvolver a habilidade EM13CNT201, voltada para a compreensão do surgimento da Biologia (com grandes estudiosos da história). Uma maneira interessante de mostrar a história da Biologia é estabelecer uma linha do tempo apontando como o ser humano reconheceu aspectos biológicos em seu entorno desde a pré-história, passando pelo século IV a.C. com Aristóteles, depois, século XVII d.C. com a descoberta dos microrganismos pelo estudioso Antony van Leeuwenhoek em 1650, até chegar, finalmente, nos tempos atuais. Esse planejamnto auxiliará você, educador(a), a construir essa proposta. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. Biologia 4 Neste momento inicial, destaque a atuação de Aristóteles, no século IV a.C., ao observar os diferentes seres vivos, classificando os animais como os que possuíam sangue e os que não possuíam sangue. Na Idade Média, alguns estudiosos descreviam aspectos observados em vegetais e animais, gerando fontes de informações que são usadas até a atualidade. A partir de 1650, com a descoberta dos microrganismos por Antony van Leeuwenhoek, os cientistas aprofundaram mais seus estudos na biologia, como o inglês Robert Hooke (1635-1703), criador do termo célula. A partir daí, faça uma pergunta para uma maior participação dos estudantes: quais outros grandes estudos ou descobertas foram realizadas ao longo do tempo no estudo da biologia? Estimule-os a se lembrarem de outros grandes estudiosos, tais como: Lineu (1735), que formou o sistema de taxonomia e nomenclatura dos organismos vivos, as ideias evolucionistas de Lamarck em 1809, a proposta sobre a evolução das espécies feita por Charles Darwin em 1859, com o livro sobre a origem das espécies, Gregor Mendel com a hereditariedade e as descobertas mais recentes da genética e da biologia molecular. Para isso, um texto que você, educador, pode-se basear, está disponível no QR code da Imagem 1 (ou direto pelo link nas referências desse planejamento). Na lousa, descreva uma linha do tempo com o nome dos pensadores e cientistas com os respectivos anos em que foram desenvolvidos seus estudos e/ou suas descobertas. Imagem 1: QR code de acesso ao texto sobre o histórico da biologia Fonte: (Moraes, 2023) 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. Neste momento, faça uma interação mais dinâmica com os estudantes sobre as grandes descobertas da Biologia. Monte uma tabela na lousa com algumas dessas grandes descobertas científicas e dialogue com a turma sobre o tema. Pergunte aos estudantes em qual época eles acham que aquelas descobertas aconteceram, em outros momentos questione qual o nome do cientista que promoveu aquele estudo, ou ainda, indague sobre qual a descoberta realizada por aquele estudioso e quais os benefícios dela para o nosso cotidiano. Juntos, professor e estudantes devem preencher a tabela, comentando a importância de tais descobertas para nossa sobrevivência e qualidade de vida dos dias atuais. 5 Tabela 1: exemplo de uma tabela com informações sobre alguns cientistas que pode ser incrementada pelo professor: Cientista Descoberta Época da descoberta Benefícios para a ciência Antonie van Leeuwenhoek Leeuwenhoek foi o primeiro a visualizar os micróbios. Ele se referiu a eles como animálculos = “minúsculo animal”. Através de suas experiências, ele foi o primeiro a determinar relativamente seu tamanho. A maioria dos “animálculos” são agora conhecidos como organismos unicelulares. 1674 Contribuiu para o melhora- mento do microscópio e suas observações auxiliaram para o avanço da biologia celular. Carl Linnaeus Ele desenvolveu o sistema para nomear e organizar organismos vivos que ainda usamos hoje. Por causa dessa e de suas outras descobertas científicas, ele é conhecido como o pai da taxonomia moderna e da ecologia moderna. 1735 Por causa de suas descober- tas científicas, ele é conhecido como o pai da taxonomia e contribuiu para o estudo da ecologia moderna. Charles Darwin Escritor do Livro “A origem das espécies” e propositor da Teoria da Evolução que tem como alicerces a seleção natural e a ancestralidade comum. 1859 Forneceu inúmeras informa- ções sobre como as espécies se modificam ao longo do tempo. Louis Pasteur Entre seus feitos mais notáveis podemos citar: -A criação da primeira vacina contra a raiva (vacina antirrábica). -Refutou a hipótese da geração espontânea (no mundo microscópico) com um experimento envolvendo caldos nutritivos. -Invenção da pasteurização - técnica de tratamento do leite e outros líquidos para evitar a contaminação bacteriana. 1885 1861 1862 Redução da mortalidade, diminuição de infecções alimentares e contribuiu para o entendimento de que o ser vivo somente é formado a partir de outro ser vivo preexistente (biogênese). 6 Gregor Mendel Ele realizou experimentos com ervilhas que estabele- ceram muitas das regras de hereditariedade, conhecidas hoje como as Leis de Men- del (ou Leis da Hereditarie- dade), ele determinou que algumas características eram dominantes e outras recessivas. 1865 Possibilitou às gerações pos- teriores uma melhor compre- ensão do cruzamento de animais e plantas, permitindo- lhes favorecer certos traços desejáveis. James Watson, Francis Crick e Maurice Wilkins Descobriram como é a estrutura tridimensional da molécula de DNA, a dupla hélice, quando trabalhavam em Cambridge, no Reino Unido. 1953 A descoberta da estrutura do DNA foi um ponto de virada na ciência do século XX. Foi a partir dela que se descobriu que o material genético pode ser copiado e replicado, podendo ser passado de geração em geração. Fonte: (Campos, 2023) Em seguida, peça aos estudantes, como tarefa de casa, que se aprofundem em pesquisar sobre um dos estudiosos. Porém, oriente-os a descreverem como o cientista escolhido conseguiu chegar às conclusões de sua descoberta e qual a importância dela para nossa vida. Posteriormente, peça que socializem a pesquisa perante a turma e concilie os resultados trazidos por eles com os aspectos trabalhados na(s) aula(s). 7 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Método científico. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT302) Comunicar, para públicosvariados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. (EM13CNT304X) Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias bélicas, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Introdução ao método científico e suas etapas A) APRESENTAÇÃO: Neste planejamento, serão trabalhadas habilidades que estarão aplicadas para o entendimento do estudo do método científico, sobretudo no campo das Ciências da Natureza. Para iniciar o diálogo sobre o método científico, trabalhe construindo com os estudantes a percepção sobre a diferença entre senso comum e pensamento científico. Será propício mostrar que o senso comum é um conjunto de conhecimentos que são transmitidos pelas experiências de vida e, muitas vezes, aceitos como verdadeiros por determinados grupos sociais. Esses conhecimentos abrangem tradições, famílias, aspectos religiosos e, até mesmo, preconceitos que acabam sendo repassados ao longo das gerações. Assim, afirmar que o senso comum não é racional e não apresenta cunho científico é de grande relevância para que o estudante entenda o que, de fato, é a ciência. Por outro lado, o 8 educador deve mostrar que foi a partir do senso comum que se desenvolveu o pensamento científico, o qual gerou a criticidade e a metodologia. Em seguida, aborde as etapas do método científico, destacando com os estudantes que esta sequência é usualmente inserida no campo de estudo das Ciências da Natureza, porquanto não há um método “engessado” para todas as áreas do conhecimento. Por exemplo, as Ciências Humanas podem usar outros tipos de etapas quando comparadas à Biologia, apesar disso, não deixa de ser considerado um método científico. Por fim, discuta com os estudantes sobre as questões éticas que envolvem a construção da ciência e da tecnologia. O estudo do presente tema conectado à conceitos teóricos e práticos será fundamental para que o estudante possa realizar, ao longo do ano letivo, uma análise crítica dos estudos científicos. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. Inicie a aula demonstrando a diferença entre o senso comum e pensamento científico, conforme já sugerido na apresentação inicial deste planejamento. Explique que o senso comum, apesar de ser repassado por muitos grupos de pessoas, não pode ser afirmado como algo válido ou inválido. Além disso, é importante entender que o senso comum não necessariamente está ligado à religião, mas está relacionado a crenças. Essas crenças podem ser falsas, ou até mesmo podem condizer com a realidade, mas, todas elas, são informações que ainda não foram provadas. Algo interessante relacionado à crenças (falsas ou verdades desconhecidas), é que são costumeiramente aceitas pelas pessoas e constantemente compartilhadas por elas. Por outro lado, o conhecimento científico é diferente, porquanto é desenvolvido por meio de um processo sistemático de investigação, utilizando métodos científicos que envolvem observação, experimentação, análise de dados e revisão por pares. Ele é baseado na objetividade, na verificabilidade e na fundamentação teórica. Para deixar mais claro, dê um exemplo de senso comum e um exemplo de conhecimento científico. Senso comum - Exemplo: “o Sol gira em torno da Terra”. Explique que esta é uma ideia comumente aceita por muitas pessoas baseada na observação diária do sol, a qual aparentemente move-se no céu, mas é equivocada. Conhecimento científico - Exemplo: “a Terra gira em torno do Sol". A ciência sabe que é a Terra que gira em torno do sol, o movimento de translação possibilita as estações do ano no nosso planeta. Atualmente, esse movimento pode ser observado com auxílio de telescópios que estão presentes no espaço. Logo após essa explicação proponha uma atividade prática aos estudantes para entenderem melhor a distinção entre o senso comum e o conhecimento científico. Para isso, trabalhe com eles um experimento simples: Efeitos na água com a adição de sal. Primeiro, leve somente um recipiente com água e peça aos estudantes que observem suas características, como cor, transparência, odor, temperatura, entre outros. Em seguida, solicite que os estudantes formulem suas hipóteses sobre o que acontecerá se uma colher de sal for dissolvida na água. Então, pergunte: “Qual será o efeito da adição de uma colher de sal na água?” 9 Os estudantes compartilharão suas opiniões com base no senso comum, como "a água ficará mais salgada", "a água terá uma cor diferente", ou "a água ficará quente". O professor pode anotar essas respostas no quadro para referência posterior. Após isso, divida a turma em grupos com 4 integrantes e forneça os materiais necessários para realizar a experiência. Os estudantes terão a oportunidade de dissolver uma colher de sal na água e observar o que acontece. Materiais: ● Água pura. ● Sal de cozinha (cloreto de sódio). ● Copos transparentes ou frascos de vidro.T ● Termômetro. ● Colher de sopa. ● Geladeira ou freezer. Os procedimentos para o experimento são os seguintes: ● Meça a mesma quantidade de água pura em dois copos diferentes. ● Adicione uma quantidade específica de sal em um dos copos. Por exemplo, pode-se adicionar uma colher de sopa de sal em um copo e não adicionar em outro copo. ● Mexa bem o sal com a água no copo até que o sal esteja completamente dissolvido. ● Coloque um termômetro em cada copo e observe a temperatura da água em cada recipiente. ● Coloque ambos os copos na geladeira ou freezer e aguarde um período de tempo pré- determinado (por exemplo, 30 minutos). ● Verifique a temperatura da água em cada copo após o tempo de resfriamento ter decorrido. ● Observe se houve o congelamento da água sem sal (que deve estar com a temperatura próxima de 0 °C) e se houve a formação de gelo na água com sal (que deve apresentar uma temperatura abaixo de 0 °C). Durante o experimento, o professor pode auxiliar no processo de observação, buscando que os estudantes aperfeiçoem suas técnicas de registro e anotação. Instigue os estudantes a refletirem sobre o experimento. Aos poucos, com a mediação do professor, os estudantes poderão perceber que, à medida que a colher de sal for adicionada, será possível perceber que o sal se dissolve gradualmente na água, formando uma solução salina. A água pode ficar mais turva devido a presença das partículas de sal, mas ela ainda permanece transparente. Além disso, discuta sobre a mudança no ponto do congelamento da solução. A adição de sal à água diminui o seu ponto de congelamento de modo que é possível observar que a solução de água com sal permanece líquida mesmo em temperaturas abaixo de 0 °C, enquanto a água pura congelaria nessas condições. Mencione que essas são apenas algumas observações científicasque podem ser feitas ao misturar água em um copo com uma colher de sal. Então, proponha uma discussão reflexiva, comparando os resultados obtidos no experimento com as opiniões iniciais baseadas no senso comum. Os estudantes poderão perceber que algumas de suas suposições não se confirmaram cientificamente, enquanto outras poderão ser comprovadas. Essa atividade prática permitirá aos estudantes vivenciarem o método científico, comparando suas crenças iniciais com os resultados obtidos por meio de um processo de investigação e análise de dados. Aproveite essa oportunidade para mostrar a importância do método científico na obtenção de conhecimentos mais confiáveis e rigorosos. Mencione que o método científico utiliza a observação, Imagem 1: Mistura de água com uma colher de sal Fonte: (Dias 2023) 10 experimentação e a busca por evidências para elaborar explicações mais coerentes e precisas que superem as limitações do senso comum. Posteriormente, para consolidar o estudo do método científico, relembre por aquilo que foi discutido no experimento, a importância da observação e da problematização (formular uma pergunta sobre um fenômeno observado), como sugestão use a Imagem 2. Depois, explique que o questionamento viabiliza a formulação de uma hipótese, conceitue “hipótese” e dê exemplos, esclareça que ela deve ser testada por um experimento, repetidas vezes e controlada. Elucide o significado das possíveis variáveis nos experimentos e suas importâncias, então, a partir daí, discuta como se analisa os resultados dos experimentos, e que nesta etapa, a hipótese deve ser julgada, podendo ser abandonada, mantida ou remodelada. Uma hipótese será entendida como verdadeira, se os resultados revelados forem ao encontro do que se previa com a hipótese proposta. Com isso, se constrói uma explicação a partir dos dados obtidos e as hipóteses testadas, que é a conclusão. Imagem 2: Etapas do método científico Fonte: (Lima, 2023) É necessário, também, explicar como um conjunto de hipóteses pode, ao longo do tempo, desvelar uma teoria. A teoria é a melhor explicação sobre um determinado fenômeno em um certo momento, além disso, ela possibilita a realização de previsões testáveis. No entanto, é fundamental frisar que uma teoria é tratada como teoria científica de fato, por ser considerada falseável, quer dizer, ela não pode ser uma verdade final e absoluta, pelo contrário, a teoria pode, inclusive, ser substituída por uma outra elucidação, desde que seja melhor amparada por fatos e ideias. Portanto, toda teoria científica passa por um processo de análise de falseamento. As leis científicas também são falseáveis. Elas são descrições apoiadas por um grande corpo de evidências que descrevem sobre um certo fenômeno. Sugere-se que, neste momento, o professor diferencie categoricamente os conceitos de hipótese, lei científica e teoria científica. Para finalizar, dê exemplos de cada conceito abordando o estudo da Biologia, tais como: hipótese: (Panspermia); lei científica: (Lei de Mendel); teoria: (Teoria da Evolução), entre outros. 11 2º MOMENTO Organização da turma Em grupos de 3 estudantes. Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. Inicie este momento revisando os conceitos já trabalhados. Em seguida, para estimulá-los a aplicarem o método científico, faça uma atividade prática com os estudantes de modo que eles mesmos possam descrever cada etapa. Para isso, explique resumidamente a maneira pela qual o médico e pesquisador escocês Alexander Fleming descobriu a Penicilina. Disponibilize de forma impressa ou projete na lousa, as imagens 3 e 4. A imagem 3 representa a placa repleta de bactérias que Fleming havia preparado, já a imagem 4 trata da mesma placa, a qual foi infectada de forma acidental pelo fungo Penicillium. A ideia aqui é que o professor instigue os estudantes a desenvolverem o senso investigativo, ou seja, que eles consigam elucidar a descoberta de Fleming usando o método científico a partir da observação e do questionamento. Portanto, ao invés do professor já trazer a informação pronta de que "as bactérias morrem na presença do fungo", questione-os durante a observação das fotos das placas, conforme o passo 1. Passo 1: Apresentação das imagens. Divida a turma em grupos de 3 integrantes e exiba as imagens das placas observadas por Fleming, mostrando claramente a diferença entre as áreas onde o mofo cresceu e as áreas onde as bactérias foram inibidas. Pergunte: “o que houve na placa de Petri com a presença do fungo? Essa mesma observação ocorreu na placa de Petri sem a presença do fungo?” Ouça o que os estudantes observaram a respeito disso. Gradativamente, o professor deve auxiliar os estudantes a identificarem o que é a observação, o que é a pergunta central, o que é a hipótese, o que é a experimentação, etc. Assim os estudantes protagonizarão melhor a construção das informações. Imagem 3: Foto da placa de cultura bacteriana Imagem 4: Foto da placa de cultura bacteriana com o fungo Penicillium Fonte: (Hollanda 2023) Fonte: (Martinez, 2023) Fungo Penicillium. Bactérias por toda a placa. 12 Passo 2: Peça que discutam sobre o que eles podem inferir a partir das imagens e da descoberta de Fleming. Encoraje-os a formular perguntas e hipóteses sobre o fenômeno observado e sua possível aplicação. Passo 3: Hipóteses e experimentação. Peça para que cada grupo formule uma hipótese explicando o que eles acreditam ser a causa da inibição bacteriana observada. Em seguida, explique que o próximo passo do método científico é testar essas hipóteses através de experimentos. Passo 4: Planejamento do experimento. Ajude os grupos a criarem um plano de experimento para testar suas hipóteses. Eles podem, por exemplo, elaborar um planejamento para tentar isolar e cultivar o mofo observado por Fleming, expondo-o a diferentes tipos de bactérias para verificar sua capacidade de inibição. Durante a atividade, estimule os estudantes a relembrarem os conceitos estudados do método científico e instigue-os a definirem: o que foi observado, qual a pergunta ideal para o fenômeno visto, qual hipótese poderia ser aplicada e que experimento poderia ser realizado para chegar em um certo resultado. Abaixo, um modelo das etapas do método científico (da observação até a fase de experimento) com relação ao que foi encontrado por Fleming para auxílio do professor. ▪ Observação: As bactérias morrem na presença do fungo. ▪ Pergunta: Por que as bactérias estão morrendo? ▪ Hipótese: O fungo produz componentes químicos que causam a morte das bactérias. ▪ Experimento: Colocar o fungo em contato com outras colônias bacterianas para verificar se o fenômeno se repete. Isolar as substâncias químicas presentes nos fungos que estão em contato com as bactérias. Testar separadamente cada uma das substâncias isoladas em colônias bacterianas. Identificar qual das substâncias tem efeito antibiótico. Ao final deste momento dê um feedback aos estudantes sobre a construção do método científico que cada grupo realizou a partir das informações preliminares. Esta atividade desenvolve a habilidade EM13CNT301. 3º MOMENTO Organização da turma Em 6 grupos de estudantes. Recursos e providências Texto de divulgação científica: “Microrganismos são alternativas sustentável para recuperação de áreas contaminadas”. Até aqui, o professorpromoveu um diálogo com os estudantes sobre como a ciência se desenvolve e como ela contribui para o progresso da sociedade e do mundo à nossa volta. Além disso, foi abordado que a metodologia científica é uma estrutura lógica que nos permite buscar o conhecimento, resolver problemas e realizar novas descobertas. No entanto, a partir de agora, será muito importante levar os estudantes a compreenderem um outro aspecto fundamental para a ciência, que é a maneira pela qual são comunicados os resultados encontrados, ou seja, como fazer uma divulgação científica efetiva para a sociedade sobre o que é descoberto. Como um material de auxílio ao professor, abaixo está o QR Code de um vídeo que aborda as falhas da comunicação dos cientistas com o público. Trata-se de um vídeo da pesquisadora da USP, Natália Pasternak, bióloga e divulgadora científica. 13 Imagem 5: QR code de acesso ao vídeo sobre as falhas da comunicação dos cientistas com o público Fonte: (A Ciência brasileira e síndrome de Cassandra/ Natália Pasternak, 2023). A proposta, portanto, para este momento é que seja utilizado um texto de divulgação científica, o qual pode ser acessado em uma revista eletrônica de jornalismo científico, cujo QR code está ilustrado na imagem 6, ou então, é possível acessá-lo pelo link das referências bibliográficas deste planejamento. Sabe-se que, textos de divulgação científica tornam a ciência mais acessível e melhor compreendida, porquanto traduzem pesquisas complexas em uma linguagem que pode ser entendida por um público bem mais amplo. Isso precisa ficar claro para os estudantes! O texto, então, vai tratar sobre: os microrganismos numa perspectiva sustentável para recuperação de áreas contaminadas, o avanço da microbiologia (o uso de fungos e bactérias) no tratamento de poluentes, o emprego da técnica da biorremediação, os dados e gráficos de uma alternativa sustentável que ainda é pouco utilizada, os seus investimentos, etc. Imagem 6: QR code de acesso ao texto sobre Biorremediação Fonte: (Caires, 2023) A leitura desse texto promoverá discussões e interpretações em torno de um importante tema da ciência que colabora para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT302 e da habilidade EM13CNT301. Após o período de debate, solicite que os estudantes se organizem em 6 grupos. Posteriormente, peça a eles que planejem a produzam uma divulgação científica com temas da Biologia. Proponha aos estudantes alguns temas, para que eles possam produzir algum tipo de divulgação científica, como por exemplo: ● Poluição do ar e saúde. ● Vacinas. ● Verminoses. ● Sustentabilidade, lixo e reciclagem. ● Transgênicos. ● Conservação de alimentos. 14 O professor deve destacar aos estudantes que é fundamental a inserção de dados em forma de tabelas e gráficos, explicação de conceitos de forma clara e objetiva e informações atuais que sejam relevantes ao público. É interessante que o professor incentive os estudantes a pesquisarem de forma profunda sobre o assunto escolhido, a expressarem o que acharam sobre o tema e o que gostariam de abordar antes de construírem o trabalho. Desse modo, o professor poderá nortear os estudantes quanto ao que é plágio e quais são as fontes de informação que não são possíveis confiar. Com relação aos tipos de divulgação científica, proponha aos estudantes as seguintes possibilidades: confecção de panfleto ou uma cartilha educativa, formação de um infográfico contemplando gráficos e/ou tabelas com dados significativos, produção de vídeos curtos explicativos que podem ser postados nas redes sociais, criação de entrevistas, ou até mesmo de podcasts, etc. Proponha aos professores de Artes e Língua Portuguesa uma participação nesta atividade, de modo que trabalhem com os estudantes a escrita, a oralidade e o desenvolvimento artístico dos estudantes no modelo de divulgação científica escolhido. A interdisciplinaridade proporcionará um trabalho mais robusto e com maior envolvimento. Dê um prazo de alguns dias para os estudantes organizarem a atividade, e depois, peça que cada grupo socialize a divulgação científica escolhida com a produção da atividade. Assim, o educador poderá avaliar, independentemente do tipo de material construído, a compreensão dos estudantes sobre a divulgação científica, o tema escolhido e a importância de se propagar o conhecimento científico. Atividade esta que se relaciona com o desenvolvimento da habilidade EM13CNT303, de modo que esse momento possibilitará aos estudantes, o exercício do pensamento crítico e científico. 4º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa, pincel para lousa, TV ou projetor com vídeos sobre a ética na genética. Na sequência de aulas desenvolvidas anteriormente, os estudantes aprenderam sobre metodologia científica do ponto de vista técnico. Além disso, estudaram sobre como é possível divulgar a ciência de maneira eficiente para a população. Agora, neste momento, é fundamental trabalhar as questões éticas da ciência, de modo que contemple a habilidade EM13CNT304X. Professor, inicie a aula perguntando aos estudantes o que eles sabem sobre ética na ciência ou ética na biologia. Anote todas as concepções prévias na lousa. Logo após, relacione as palavras mencionadas pelos estudantes com o conceito de ética. Não deixe de destacar que a ética é um pilar fundamental que orienta nossas ações, nossas decisões e nossas interações na sociedade. É a partir da ética que encontramos a distinção entre o que é certo e o que é errado, o que é moral e o que é imoral, ou seja, ela é o alicerce da moralidade e da conduta humana. Por isso, ela desempenha um papel essencial no nosso cotidiano, nas relações interpessoais, na escola, na família, na política, ou seja, em todas as esferas da sociedade. A ética também está presente na nossa tomada de decisões, pois, muitas delas, não envolve apenas nossos próprios interesses, mas o que elas impactam nos outros. Isso é muito importante já que a tomada de decisões está bem ligada ao campo da ética na ciência, isto é, na prática científica a ética é um elemento fundamental, pois é ela que orienta a conduta dos pesquisadores, a disseminação de resultados e outras ações da pesquisa. Para falar um pouco sobre ética, o professor poderá se basear no texto que está disponível no QR code da Imagem 7 (ou direto pelo link nas referências desse planejamento). 15 Imagem 7: QR code de acesso ao texto sobre ética Fonte: (Porfírio, 2023) É interessante, também, abordar sobre o surgimento da bioética, que está ligado às discussões no campo da saúde e pesquisas de todas as formas de vida. Durante muito tempo, códigos e procedimentos de ética nas atividades médicas foram discutidos e modificados. Mas, em função de casos, como experimentos realizados no regime do nazismo e polêmicas sobre a autonomia de pacientes escolherem seus próprios tratamentos médicos, observou-se ser fundamental impor critérios para condutas e discussões sobre essa área. Explique que a bioética é uma ciência multidisciplinar que visa estudar criticamente aspectos relacionados à progressão da tecnologia, saúde pública, medicina, biologia, práticas científicas, pesquisas acadêmicas, etc. É a bioética que favorece uma reflexão sobre diversos embates da sociedade, para que sejam realizadas escolhas de forma consciente e coerente. Posteriormente, mencione aos estudantes que, no estudo da biologia, os avanços recentes da genética têm gerado uma série de discussões sobre as implicações bioéticas nesta área do conhecimento. Apresente de forma sucinta o crescimento da genética com a edição de genes CRISPR e a medicina personalizada. Explique, de forma clara e objetiva o que é a CRISPR e como é utilizada na tecnologia envolvendo o DNA. Em sequência, apresente dois vídeos na Plataforma doYouTube, um em seguida do outro, trata-se de duas reportagens do programa Fantástico da Rede Globo de Televisão, vídeos estes que se relacionam com a ética na ciência. O primeiro vídeo apresenta a reportagem do programa Fantástico sobre Manipulação Genética e Ética nas pesquisas, com 7 min e 50 s de duração, disponível no QR Code da imagem 8: Imagem 8: QR code de acesso ao vídeo sobre a manipulação genética e ética nas pesquisas Fonte: (Manipulação genética e ética nas pesquisas, 2023) O segundo vídeo é uma outra reportagem do programa Fantástico da Rede Globo de Televisão, sobre o nascimento de gêmeas com DNA geneticamente modificado, com 8 min e 47 s de duração, disponível em: Imagem 9: QR code de acesso ao vídeo sobre o nascimento de gêmeas geneticamente modificadas Fonte: (Cientista anuncia nascimento de gêmeas com DNA geneticamente modificado, 2023] 16 Professor, para finalizar, promova uma discussão com os estudantes sobre os desdobramentos do avanço da genética e, principalmente, sobre a pesquisa, os procedimentos e as atitudes do médico pesquisador apresentado no segundo vídeo. Ouça a opinião dos estudantes e faça uma mediação das ideias trazidas por eles em relação aos vídeos. Após esse período, o professor pode escrever uma questão na lousa para os estudantes responderem de maneira pessoal: “Deve-se permitir a manipulação de genes de modo que seja modificada a predisposição de características indesejadas pelos pais, em seus filhos, antes de nascerem? Justifique.” As respostas desenvolvidas pelos estudantes serão importantes para o educador avaliar a compreensão dos conceitos relacionados à bioética trabalhados durante esse momento pedagógico. 17 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): A origem da vida. (EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostas em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias aceitas atualmente. (EM13CNT209X) Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Como a vida surgiu? A) APRESENTAÇÃO: Nesta aula, será possível observar a importância de se ter estudado o tema anterior, o método científico, pois, a partir deste momento, o conhecimento construído até aqui será muito útil para analisar as hipóteses modernas que visam explicar a origem da vida no nosso planeta. Para discutir esse tema serão trabalhadas duas habilidades organizadas nesse planejamento. Um questionamento que, muitas vezes, estudantes realizam é: por qual motivo se estuda a história do planeta Terra em Biologia? Alguns poderiam sugerir que, o ideal, seria abordar esse tema em Geografia, em Astronomia ou em Geologia. No entanto, o professor deve explicar que a vida está intimamente relacionada aos aspectos químicos, estruturais e físicos da Terra, de modo que as espécies estão plenamente adaptadas ao ambiente onde estão inseridas, logo, entender como o nosso planeta foi formado e como se transformou no decorrer do tempo é fundamental para se ter uma dimensão de como ocorreu a história da vida aqui. Uma outra pergunta corriqueira dos estudantes e que, certamente, cada um de nós um dia já fez, é: De onde viemos? Aproximadamente a uns três séculos atrás, as explicações mais usadas para a origem da vida estavam basicamente ligadas à religião, quer dizer, os seres vivos teriam sido formados por um agente espiritual de extremo poder. Já há algumas décadas, a progressão científica tem mostrado novos dados para essa questão. Explique, professor, que o crescimento da Cosmologia, área científica que estuda os corpos celestes, o sistema solar, o universo de um modo geral, conduziram os estudiosos a desenvolverem a teoria do big bang. Apresente a essência desse modelo científico. Logo em sequência, você pode abordar que, a partir de Pasteur, a teoria amplamente aceita para formação dos seres vivos é a biogênese, na qual todo ser vivo é formado a partir de outro ser vivo preexistente, seja pela reprodução sexuada ou pela reprodução assexuada. No entanto, é fundamental destacar que esse princípio da ciência não explica como surgiu a primeira vida na Terra. Posteriormente, apresente a hipótese da panspermia cósmica, em seguida, as duas hipóteses mais aceitas para explicar o surgimento da vida (hipótese autotrófica e hipótese heterotrófica), destacando que, ambas, admitem que a vida surgiu, em algum momento, a partir de compostos não vivos encontrados no ambiente. 18 B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa, pincel para lousa e projetor de slides. Inicie este planejamento apresentando a teoria do big bang e os desdobramentos que, ao longo de algumas centenas de milhões de anos, deram origem às primeiras estrelas, aos corpos celestes de grandes dimensões, formados por hidrogênio e hélio, etc. Concomitantemente, a atração da gravidade conduziu a origem de aglomerados de estrelas e de matéria cósmica, foram as primeiras galáxias. Mencione também sobre a formação do sistema solar, a distância entre o sol e a Terra, a distância entre a lua e o nosso planeta, circunstâncias estas que foram e são fundamentais para o estabelecimento da vida no planeta Terra. O professor pode ilustrar a teoria do big bang, a formação do sistema solar e da Terra projetando as imagens a seguir: Imagem 1: a teoria do Big Bang descreve a origem do Universo a partir de uma grande explosão que ocorreu há aproximadamente 14 bilhões de anos. Fonte: (Guitarrara, 2023) Imagem 2: a origem do Sistema Solar teria ocorrido a partir do colapso de uma nebulosa Fonte: (Sousa, 2023) Imagem 3: A Terra teria sido formada entre 4,5 e 4,6 bilhões de anos. Fonte: (Pena, 2023) 19 Neste momento, o professor pode apresentar um vídeo sobre a formação do planeta Terra. Acesse pelo QR code na imagem 4 ou por meio das referências bibliográficas do presente planejamento: Imagem 4: QR code de acesso ao vídeo sobre a formação do planeta Terra. Fonte: (A formação do planeta Terra. 2023) Em todo esse momento pedagógico, mas, principalmente, a partir da abordagem sobre a formação do planeta Terra, será muito importante discutir com os estudantes as virtudes e as limitações da ciência. Deixar claro que a ciência se relaciona com o mundo natural e não se propõe a resolver questões sobrenaturais, religiosas ou morais, apesar de que, em algumas oportunidades, ela acaba contribuindo para essas reflexões. Precisa ficar muito claro para os estudantes que a ciência e a religião são campos completamente distintos e que não podem ser comparados, pareados ou associados durante as aulas sobre a origem do universo, da vida ou do ser humano. Destaque que a ciência tem como base o método científico, já a religião tem como base a crença, são elementos bem diferentes. Esclareça também, que ciência é um processo de pesquisa contínuo e autocorretivo, baseado em evidências e experimentos. As teorias científicas são consideradas provisórias e passíveis de revisão, modificação ou até mesmo refutação,com base em novas descobertas ou evidências. A ciência está sempre aberta a críticas, questionamentos e melhorias. 2º MOMENTO Organização da turma Em grupos com 4 integrantes. Recursos e providências Lousa, pincel para lousa e projetor de slides. Neste momento, mostre que o método científico, conteúdo estudado no planejamento anterior, foi implementado na investigação sobre a formação da vida. Destaque os debates que ocorreram sobre esse tema ao longo do tempo, geração espontânea x biogênese. Apresente o conceito de geração espontânea trazido por Aristóteles (para ele, havia a existência de um princípio ativo em determinadas partes da matéria inanimada), e explique como essa hipótese se manteve “viva” até o século XVII. Fale sobre Jean van Helmont (1557-1644), que em 1621 desenvolveu uma “receita” para formação de roedores. Segundo ele, uma camisa suja (princípio ativo) misturada com trigo, após algum tempo, produzia ratos por geração espontânea. Em seguida, organize os estudantes em grupos de 4 integrantes. Explique que, para refutar a ideia da geração espontânea, o italiano Francesco Redi (1626-1697) propôs uma investigação sobre a origem dos vermes que surgiam na carne em decomposição. Assim, proponha uma atividade prática em que os estudantes possam reproduzir o experimento de Redi. Forneça materiais simples, para que eles criem seus próprios experimentos testando a hipótese da geração espontânea: 20 Imagem 5: Experimento de Redi. As moscas só são capazes de entrar em contato com a carne presente em recipientes abertos, reforçando a biogênese Fonte: (Santos, 2023a) Materiais: − Dois frascos transparentes com tampa. − Carne ou pedaços de frutas (como maçã ou banana). − Tela ou gaze fina. − Elástico ou barbante para prender a tela ou gaze. − Agulha ou alfinete esterilizado. − Moscas ou larvas de moscas (ou qualquer outro organismo que poderia estar relacionado à geração espontânea). Procedimentos: − Certifique-se de que os frascos estão limpos e secos antes de começar o experimento. − Coloque uma quantidade igual de carne ou frutas nos dois frascos. − Cubra um dos frascos com a tela ou gaze, prendendo firmemente com o elástico ou barbante. − Deixe o outro frasco aberto, sem nenhum tipo de cobertura. − Faça pequenos furos na tampa do frasco coberto com a tela ou gaze, utilizando a agulha esterilizada. Isso permitirá a entrada de ar, mas evitará a passagem de moscas ou larvas. − Coloque os frascos em um local da escola onde possam ser observados por um período de tempo. − Registre as observações diariamente. Anote qualquer mudança na carne ou frutas, incluindo o surgimento de moscas, larvas ou outros organismos. − Após alguns dias, compare os resultados dos dois frascos. O frasco coberto com a tela ou gaze não deverá conter nenhum organismo, enquanto o frasco aberto provavelmente estará contaminado com moscas ou larvas. Após os estudantes realizarem o experimento, incentive-os a discutir os resultados obtidos. Peça para que eles compartilhem suas observações e se estas apoiam ou refutam a teoria da geração espontânea. Finalize esse momento, destacando a importância do experimento de Redi no contexto histórico da ciência. Explique como essa descoberta contribuiu para o avanço do conhecimento científico e para a refutação das hipóteses anteriores. 21 3º MOMENTO Organização da turma Em grupos com 4 integrantes. Recursos e providências Lousa, pincel para lousa e projetor de slides. Inicie este momento, destacando que na mesma época das experiências de Francesco Redi, ocorreu a descoberta dos microrganismos por Antony van Leeuwenhoek. Por isso, retornou então, a discussão sobre a geração espontânea, mas, dessa vez, no mundo microscópico. Apresente o debate científico realizado entre Needham e Spallanzani. Discuta que, em 1748, o inglês John Needham (1713-1781) montou experimentos que endossaram a explicação da geração espontânea dos germes, enquanto o italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) era totalmente contrário a essa ideia e também promoveu experiências para comprovar o que pensava. Imagem 6: Representação esquemática dos experimentos de Needham (A) e Spallanzani (B) Fonte: (Rosso, et al. 2020) Em seguida, organize a classe em dois grupos: um representando o cientista Needham e o outro representando o cientista Spallanzani. Peça para cada grupo pesquisar e preparar argumentos baseados nas opiniões e experimentos de seu respectivo cientista. Os grupos poderão, então, discutir entre si em um formato de debate. Para isso, o professor deve seguir estas etapas: Passo 1: Pesquisa e preparação - peça aos estudantes que pesquisem e preparem argumentos e evidências para defender as ideias do grupo ao qual foram designados. Eles devem procurar por experimentos, observações e resultados que sustentem a posição de Needham ou de Spallanzani. Passo 2: Elaboração do roteiro - com base nas pesquisas feitas, os estudantes devem elaborar um roteiro para o debate. O roteiro deve incluir uma introdução, onde cada personagem apresenta sua posição, e uma série de argumentos e refutações que corroboram com as ideias do cientista que a equipe defenderá. Passo 3: Ensaios - peça aos grupos para ensaiarem suas falas e se familiarizarem com os argumentos e posições de cada cientista. É importante que os estudantes se preparem para debater respondendo às perguntas e as refutações do grupo opositor. (A) (B) 22 Passo 4: Debate - no dia da atividade, organize os estudantes colocando-os em lados opostos na sala de aula. Eles devem se posicionar em seu respectivo grupo e iniciarem o debate baseado em suas pesquisas. O professor deve ser o mediador do debate para maior organização das discussões. Passo 5: Discussão - após o debate, realize uma discussão com todos os estudantes sobre as diferentes posições apresentadas e as evidências que cada lado trouxe. Incentive os estudantes a analisarem criticamente as ideias de Needham e Spallanzani e a tirarem suas próprias conclusões sobre a questão da geração espontânea. Passo 6: Conclusão - encerre a aula reforçando as principais ideias discutidas durante o debate e destaque a importância de experimentos e evidências científicas para a construção do conhecimento. Por fim, certifique-se de que os estudantes compreendam que o debate é uma atividade educacional e que as posições representadas não necessariamente refletem suas próprias opiniões. 4º MOMENTO Organização da turma Grupos de 6 estudantes. Recursos e providências Lousa, pincel para lousa. Neste momento, relembre alguns pontos centrais das ideias de Needham e Spallanzani e mostre que a hipótese da geração espontânea somente foi desconsiderada completamente, com o trabalho de Louis Pasteur em 1862. Apresente a imagem 6 para mostrar aos estudantes como Pasteur desenvolveu o experimento. Imagem 7: Experimento de Louis Pasteur desbancando definitivamente a geração espontânea. Fonte: (Brasil Escola, 2023) Aqui, será importante o professor salientar que a biogênese refuta a geração espontânea, mas não contradiz a abiogênese. Pois o termo abiogênese pode ser usado para designar hipóteses sobre a origem da primeira vida na Terra, como a evolução química da vida. Em seguida, promova uma atividade lúdica e interativa sobre o experimento realizado por Louis Pasteur, que refuta a teoria da geração espontânea. 23 Proposta de atividade: “Investigação: como Pasteur refutou a geração espontânea?” O objetivo desta atividade visa estimular a pesquisa, a colaboração e o raciocínio crítico dos estudantes. Para realizar essa atividade serão necessários: ▪ Um espaço físico amplo o suficiente para que osestudantes possam se mover livremente. ▪ Cartões ou papéis coloridos com perguntas sobre o experimento de Pasteur e a geração espontânea (uma pergunta por cartão). ▪ Respostas impressas das perguntas em cartões ou papéis coloridos. ▪ Canetas ou lápis para cada grupo de estudantes. ● Preparação da atividade: 1. Antes da aula, o professor deve criar perguntas sobre o experimento de Pasteur e sobre a hipótese da geração espontânea. 2. Escreva cada pergunta em um respectivo cartão e separe outros cartões para escrever as respostas. O professor deverá preparar cartões de diferentes cores (se houver 5 grupos, produza cartões nas cores azul, verde, amarelo, vermelho e laranja). Combine antecipadamente com os estudantes sobre a cor dos cartões que cada grupo ficará responsável por procurar. 3. Defina o espaço onde a investigação acontecerá, certificando-se de que haja espaço suficiente para que os estudantes possam se movimentar livremente. 4. Esconda as perguntas e as respostas nos diferentes cantos ou locais do espaço físico, certificando-se de que estejam bem misturadas. Desenvolvimento da atividade: 1. Divida a turma em grupos de 6 estudantes. Cada grupo receberá uma caneta ou lápis. 2. Explique aos estudantes que eles estão prestes a embarcar em uma investigação científica, onde deverão responder perguntas sobre o experimento de Pasteur e a teoria da geração espontânea. 3. Instrua os grupos a se dispersarem no espaço físico e procurarem os cartões contendo as perguntas. Eles podem usar a caneta ou lápis para anotar suas respostas em um papel separado. 4. Assim que um grupo encontrar uma pergunta, eles devem lê-la em voz alta para todos ouvirem; em seguida, deverão discutir e chegar a um consenso sobre qual é a resposta correta. 5. Quando o grupo tiver encontrado todas as perguntas e respondido, eles devem procurar o cartão com a resposta para conferir se estavam corretos. 6. Uma vez que todos os grupos tenham concluído a investigação, reúna a turma para uma discussão sobre as respostas corretas e os conceitos trabalhados. 7. Finalmente, o grupo vencedor, será aquele que encontrar todas as perguntas e responder corretamente em um menor tempo possível. Durante a discussão em grupo, incentive os estudantes a explicarem os conceitos envolvidos no experimento de Pasteur, como a importância do controle, a utilização de frascos com pescoço de cisne e a esterilização. Isso ajudará a solidificar o aprendizado e desenvolver habilidades de comunicação. Esta atividade investigativa será uma maneira envolvente e divertida de aprender sobre o experimento de Pasteur e como ele refutou a hipótese da geração espontânea. Além disso, permitirá que os estudantes trabalhem em equipe e desenvolvam suas habilidades de pesquisa. 24 5º MOMENTO Organização da turma Em grupos com 4 integrantes. Recursos e providências Lousa, pincel para lousa, projetor de slides e texto auxiliar sobre algumas controvérsias da origem da vida. Neste momento, continua-se abordando as hipóteses modernas da origem da vida na Terra. Para iniciar este momento, utilize o texto que está disponível no QR Code da imagem 8 ou no link que está presente nas referências deste planejamento. Distribua o texto aos estudantes e realize a leitura em conjunto. Imagem 8: QR code de acesso ao texto sobre “origem da vida”. Fonte: (Santos, 2023) Durante a leitura do texto, especificamente na parte que trata sobre a hipótese da panspermia cósmica, será fundamental o professor discutir os aspectos pelos quais ela não é aceita por boa parte da comunidade científica. Por exemplo, ela não apresenta fundamentos que descrevem a sobrevivência dos microrganismos às condições espaciais e ao calor pela passagem na atmosfera. Além disso, não há explicações a respeito de como a vida foi formada, apenas a modifica para o espaço sideral. Por outro lado, se achar válido, comente sobre as evidências científicas, as quais revelam que grande parte da água e uma parte dos compostos orgânicos presentes desde os primórdios da Terra foram trazidos do espaço por meteoritos e cometas que atingiram a superfície do planeta. Desse modo, o espaço não teria trazido os seres primitivos, no entanto, teria contribuído com as moléculas essenciais para a formação de vida. Se o professor achar pertinente, durante a leitura do texto, pode-se realizar a projeção da imagem 8 para explicar a panspermia cósmica. Imagem 9: Panspermia cósmica Fonte: (Araguaia, 2023b) 25 Depois disso, na parte do texto em que se aborda a proposta elaborada por Oparin e Haldane (hipótese heterotrófica), apresente um esquema na lousa simulando a atmosfera primitiva no período em que a vida teria sido formada segundo esta hipótese: os principais compostos químicos, a radiação ultravioleta, a falta da camada de ozônio, a presença das descargas elétricas, a formação dos primeiros componentes orgânicos simples, depois, os complexos, adiante, os coacervados e, finalmente, as células primitivas. Em seguida, o professor pode explorar a imagem 10, “experimento de Miller e Urey”, para contextualizar a hipótese de Oparin e Haldane. Mencione que o experimento deu suporte para que a hipótese fosse viável. Por outro lado, é necessário estabelecer uma crítica, porquanto o modelo exige uma atmosfera com baixíssima quantidade de oxigênio, e as evidências geológicas não apoiam a ocorrência dessas condições. Imagem 10: Experimento de Miller e Urey Fonte: (Araguaia, 2023a) Ainda no texto, quando chegar na hipótese autotrófica, relembre com os estudantes as características dos seres autótrofos e dos seres heterótrofos, a revisão desses conceitos é sempre bem-vindos. Depois, mencione que esta ideia aponta para a origem de uma cadeia de eventos metabólicos e complexos que estão inseridos em um ambiente simples, resolvendo a questão da obtenção de alimento. Essa hipótese tem como suporte a existência de uma biocenose, em fendas vulcânicas marinhas mantidas, por processos de quimiossíntese e pela função catalisadora de argilas. Logo na sequência, proponha uma atividade na qual os estudantes serão divididos em grupos com 4 integrantes. Crie uma tabela em branco para ser preenchida com informações sobre cada uma das hipóteses, conforme modelo da tabela 1. A ideia é que os estudantes sejam os protagonistas da construção do conhecimento, completando a tabela de forma colaborativa. 26 Tabela 1: características das hipóteses sobre a origem da vida Hipóteses Ideias centrais Aspectos positivos Aspectos negativos Panspermia cósmica. No início, os meteoros caíam continuamente no planeta. Os meteoros continham formas de vida como os microrganismos ou estruturas tais como as biomoléculas necessárias ao surgimento da vida. Há fortes indícios de que grande parte da água e uma parte dos compostos orgânicos presentes desde os primórdios da Terra foram trazidos do espaço por meteoritos e cometas que atingiram a superfície do planeta. Não explica como a vida foi formada, apenas a modifica para o espaço sideral. Hipótese de Oparin e Hal- dane Gases atmosféricos que teriam formado substâncias orgânicas, e após uma lenta cadeia de eventos originou a primeira célula heterótro- fa, a qual retirava alimento do meio. No oceano primitivo, as proteínas teriam se agrega- do formando coacervados, até que, após muito tempo, teriam surgido as primeiras células. Hipótese mais aceita atualmente. O experimento de Miller e Urey corroboram em muitos aspectos com essa ideia. Apesar do experimento de Miller e Urey sus- tentar essa ideia, ainda há várias lacunas, co- mo por exemplo: o modelo exige uma atmosfera com baixís- sima quantidade de oxigênio, e as evidências geológicas apontam o contrário. Hipótese auto- trófica Evolução metabólica davida: mecanismos bioener- géticos primitivos de síntese de alimento (quimiossínte- se) teriam possibilitado o desenvolvimento celular. As primeiras células vivas teriam características auto- tróficas. Tem como suporte a exis- tência de uma biocenose em fendas vulcânicas ma- rinhas mantidas por pro- cessos de quimiossíntese e pela função catalisadora de argilas. Existem seres vivos muito mais simples do que as plantas que são capazes de conseguir a sua energia a partir de compostos inorgânicos. Fonte: (Campos, 2023) Sugira que cada grupo pesquise sobre a panspermia cósmica, a hipótese de Oparin e Haldane e a hipótese autotrófica. O professor deve sugerir que os estudantes utilizem como fontes de pesquisa: o livro didático trabalhado na escola, o próprio texto lido, e ainda, recursos on-line como o laboratório de informática (caso seja disponível na escola). Uma outra fonte que o professor deve viabilizar aos estudantes é o artigo científico: “Algumas controvérsias sobre a origem da vida”. O QR code da Imagem 11 confere acesso ao texto, ou então, acesse o link nas referências deste planejamento. 27 Imagem 11: QR code de acesso ao texto sobre controvérsias da origem da vida Fonte: (Zaia; Zaia, 2023) À medida que os grupos encontrarem informações relevantes, eles vão preenchendo a tabela de forma colaborativa. O professor pode auxiliar os estudantes na busca por informações esclarecendo possíveis dúvidas. Após um tempo determinado, o professor deve reunir a turma e pedir que cada grupo compartilhe o que encontrou sobre a panspermia cósmica. Enquanto isso, o professor anota no quadro as informações mais importantes encontradas por cada grupo. Em seguida, o mesmo processo deve ser repetido para a hipótese de Oparin e Haldane e, posteriormente, para a hipótese autotrófica. Novamente, os grupos devem preencher suas tabelas colaborativamente e compartilhar os resultados com a turma. Ao final da atividade, a tabela comparativa estará completa com informações sobre as três ideias. O professor deve estimular uma discussão em sala de aula, utilizando a tabela como base, para que os estudantes possam analisar as evidências encontradas e tirar suas próprias conclusões sobre as diferentes hipóteses. Reforce com os estudantes que as hipóteses (autótrofa e heterótrofa) tratadas nesta aula, têm pontos positivos e negativos, ou seja, não há uma ideia errada e outra certa, mas, na realidade, a pesquisa científica progressivamente alcança novos dados e avaliações. 28 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Evolução. Processos de Especiação. (EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostas em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias aceitas atualmente (EM13CNT208) Aplicar os princípios da evolução biológica para analisar a história humana, considerando sua origem, diversificação, dispersão pelo planeta e diferentes formas de interação com a natureza, valorizando e respeitando a diversidade étnica e cultural humana. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Os fundamentos da evolução biológica A) APRESENTAÇÃO: Nesta aula, professor, você irá tratar sobre o estudo das ideias evolucionistas. Será importante dizer que o evolucionismo está apoiado nas evidências da ciência, em aspectos arqueológicos, antropológicos, paleontológicos, genéticos e geológicos. Além disso, pode-se mencionar que o evolucionismo é o ponto de vista da ciência para explicar de forma racional e coerente um arcabouço de fatos sobre a formação da diversidade dos organismos vivos no nosso planeta. Para isso, a discussão deste tema contempla duas habilidades organizadas neste planejamento. Alguns estudantes, sobretudo aqueles com uma cultura religiosa enraizada, podem trazer indagações sobre a inconciliabilidade entre ciência e fé, no que diz respeito à origem da diversidade dos seres vivos e a formação da espécie humana. Discuta com os estudantes que a religião e a ciência possuem finalidades diferentes: a religião procura um sentido para a existência do ser humano, enquanto a ciência busca elucidar as ocorrências e fatos da natureza. Se o professor achar pertinente, pode promover algumas discussões com os estudantes sobre o estudo do evolucionismo nas escolas e a sua relação com a religião, contudo é interessante evitar polêmicas e embates que podem derivar do assunto central das aulas. Assim, esta sequência de aulas tratará, numa perspectiva histórica, cronológica e técnica sobre as principais hipóteses e teorias que tentaram explicar a origem da variedade dos seres vivos e o que a ciência enxerga como realidade hoje. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma Grupos com 4 integrantes. Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. 29 Sugere-se que, como ponto de partida, o professor escreva algumas perguntas na lousa para os estudantes responderem: ● As espécies podem passar por modificações no decorrer do tempo? ● Evoluir é a mesma coisa que melhorar? ● A evolução tem propósito? ● Uma espécie pode evoluir e ser extinta? ● Imagine que o meio ambiente passe por modificações bruscas, o que aconteceria com os organismos das espécies que vivem ali? O professor pode organizar os estudantes em grupos de 3 participantes para dialogarem sobre estas questões durante uns 10 minutos. Posteriormente, peça que socializem suas ideias com a turma. O intuito aqui, é instigar os estudantes com um período breve de discussões e verificar suas concepções prévias a respeito desse assunto. 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. Inicie a aula abordando sobre o Fixismo, Criacionismo e as concepções religiosas, que se coadunam com as visões de mundo que, normalmente, os estudantes trazem consigo ao longo do tempo. Duas concepções que precisam ser desfeitas sobre a evolução: primeiro - a evolução tem o mesmo significado que melhora e segundo - a espécie humana é o maior nível da evolução. Após explorar os conceitos de fixismo e transformismo, explique a hipótese de Lamarck. Mencione que suas ideias, apesar de parecerem absurdas, possuíam propósito e contexto. Lamarck, inclusive, foi um pesquisador muito respeitado pela sociedade e por grandes estudiosos daquela época. Mas, quais foram suas ideias? Para ele, no momento em que o ambiente se modifica, os organismos se modificam também. Assim, a evolução se daria em um desenvolvimento linear e progressivo. Então, ele propôs: a lei do uso e desuso e a lei da herança de caracteres adquiridos. Neste momento, na perspectiva Lamarckista, podem ser dados alguns exemplos, tais como: o “famoso” desenvolvimento do pescoço da girafa, o porquê dos bagres-cegos de caverna serem cegos, a formação das membranas interdigitais nas nadadeiras dos patos, etc. Trabalhe estas ideias com os estudantes, os exemplos são bem didáticos para compreenderem o posicionamento desse estudioso. Logo em seguida, proponha uma atividade simples para trabalhar as ideias de Lamarck: Divida os estudantes em grupos com 4 integrantes. Crie uma tabela para que os estudantes preencham com explicações sobre as mudanças do corpo dos organismos ao longo do tempo. A ideia é que os estudantes sejam os protagonistas da construção do conhecimento, completando a tabela de forma colaborativa com base em alguns exemplos que o professor tenha trabalhado ao longo da aulaem relação às ideias de Lamarck. 30 Tabela 1: características adquiridas pelo uso e/ou desuso Característica adquirida Como teria ocorrido na visão de Lamarck Alongamento dos pescoços de girafas. As girafas teriam desenvolvido pescoços mais longos ao longo das gerações devido à necessidade de alcançar folhas nas partes mais altas das árvores. Assim, as girafas com pescoços mais longos teriam uma vantagem na competição por alimento e sobrevivência, transmitindo essas características aos descendentes. Desenvolvimento de nadadeiras em peixes. Os peixes teriam desenvolvido nadadeiras a partir de barbatanas que, inicialmente, eram apenas a expansão das membranas entre seus ossos. Com o tempo, as membranas se tornaram mais fortes e musculosas, permitindo que os peixes nadem de forma mais eficiente. Adaptação de pescoços de aves aquáticas. As aves aquáticas teriam desenvolvido pescoços longos ao longo do tempo para alcançar peixes e outras presas debaixo d'água. Essa adaptabilidade permitiria que as aves obtivessem mais recursos alimentares e, assim, transmitiriam essas características para suas próximas gerações. Aquisição de uma língua comprida em tamanduás. Os tamanduás teriam desenvolvido línguas compridas para alcançar formigas e cupins nos buracos em que vivem esses insetos. Essa característica seria adquirida ao longo do tempo por meio do uso repetido da língua, transmitindo-se para as gerações seguintes. Fonte: (Campos, 2023) 3º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Projetor de slides ou TV com acesso à plataforma do YouTube - A origem das espécies e a seleção natural (Charles Darwin). Antes de abordar as ideias centrais da Teoria da Evolução proposta por Charles Darwin, é muito importante que os estudantes conheçam a história desse renomado cientista e naturalista inglês. Então, sugere-se a apresentação de um documentário “A origem das espécies e a seleção natural (Charles Darwin)” de (43 min e 54 s de duração) para introduzir esse tema de estudo. O vídeo fala sobre a dinâmica de sua vida pessoal desde sua infância, seus pais, passando pelas pesquisas e descobertas, seu casamento, seus filhos, depois pela publicação do livro “A origem das espécies”, seu envelhecimento, até chegar ao final da vida de Darwin. Este material também mostra sobre a viagem de Charles Darwin a bordo do HMS Beagle, o que é muito relevante para os estudantes conhecerem como esta expedição possibilitou experiências e a formulação de sua teoria revolucionária. O vídeo do youtube está disponível no QR code da imagem 1 e também nas referências do presente planejamento: 31 Imagem 1: QR code de acesso ao vídeo sobre o documentário - A Origem das Espécies e a Seleção Natural Fonte: (Documentário - A origem das espécies e a seleção natural, 2023) Em seguida, discuta os principais aspectos do documentário, sobretudo as ideias centrais de Darwin para estabelecer sua Teoria. Comente que este será o assunto da próxima aula. 4º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa, pincel para lousa e projetor de slides ou TV. Neste momento, relembre alguns pontos do documentário exibido na aula anterior, especialmente sobre a permanência de Darwin em Galápagos, onde possibilitou ao naturalista visualizar inúmeros organismos, como por exemplo as aves tentilhões. Imagem 2: Tentilhões com bicos específicos de acordo com sua dieta Fonte: (Santos, 2023a) Destaque que Darwin concluiu que o formato do bico das espécies de tentilhões está relacionado aos tipos de alimentos que eles consomem. Para melhor compreensão dos estudantes, projete a imagem 2 na lousa ou imprima cópias desta, ilustração para, que eles possam acompanhar a explicação sobre a variação do formato dos bicos dos tentilhões. Conceitue a seleção natural e explique que os indivíduos que possuem certas características as quais lhes dão vantagem para sobreviver, são favorecidos. Logo, são eles que terão descendentes. Para abordar essas ideias de Darwin, solicite aos estudantes que trabalhem para identificar as melhores associações entre os alicates da ilustração abaixo com as sementes. Para isso, projete as imagens com o auxílio de um projetor ou uma TV. Pergunte: será que um alicate com a ponta mais grossa poderá 32 capturar uma semente pequena? E um alicate de extremidade fina quebrará uma semente grande? Assim como Darwin observou em Galápagos, os estudantes poderão, de uma certa forma, tentar realizar esta mesma associação na sala de aula. Imagem 3: Alicates com diferentes pontas que podem ser associados aos diferentes bicos de tentilhões. Fonte: (Allenspach, 2023) Imagem 4: Diferentes tipos de sementes Fonte: (Setor Saúde, 2023) Professor, no final desta aula reafirme os pontos principais da Teoria de Darwin: ▪ A seleção natural se dá de forma contínua e é dependente das condições ambientais. ▪ Darwin se ocupa em abordar como as espécies se originam. ▪ Ancestral comum. ▪ A evolução não tem propósito; ela ocorre ao acaso. ▪ Só os mais aptos vão sobreviver em certos ambientes. ▪ O ambiente é um agente selecionador. 5º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa, pincel para lousa e projetor de slides ou TV. Neste momento, para abordar a especiação, sugere-se a introdução de algumas questões para serem 33 discutidas com os estudantes. São perguntas relacionadas aos tipos de seleção, a especiação propriamente dita e as evidências da evolução. São elas: ● Como se dá o surgimento de novas espécies? ● O que é uma espécie? ● Todos nós, seres humanos, somos da mesma espécie ainda que tenhamos muitas diferenças fenotípicas? ● E os cães, são todos da mesma espécie? ● Quais são as principais evidências que nos fazem entender que a evolução ocorre? O professor pode organizar os estudantes em grupos de 3 participantes para dialogarem sobre estas questões durante uns 10 minutos. Posteriormente, peça que socializem suas ideias com a turma. O intuito aqui, é instigar os estudantes com um período breve de discussões e verificar suas concepções prévias a respeito desse assunto. Nesta aula, o professor deve abordar sobre os tipos de seleção natural e suas variações, focando em como ocorrem os diferentes resultados da seleção natural nas populações. Explique que a seleção natural pode implementar fenótipos variados assim como a frequência de alelos. Deixe claro aos estudantes que, seja qual for o tipo de seleção natural, ela não vai conceder variabilidade, porquanto ela somente seleciona a partir da variabilidade já existente. Tipos de seleção natural: Seleção estabilizadora: favorece os indivíduos com características de valores medianos. Seleção direcional: favorece indivíduos com característica de valores extremos. Seleção disruptiva: favorece indivíduos com características de valores dos dois extremos da população, reduzindo assim a frequência dos indivíduos com caraterística de valores medianos. Dê exemplos sobre cada tipo de seleção natural. E para finalizar, aborde o tema seleção sexual, assunto discutido por Darwin e descrito no livro “A origem das espécies”. Ele destaca que esta se trata de um caso específico de seleção natural, a qual seleciona características que condicionam o sucesso reprodutivo dos organismos. Na maioria das vezes, o macho é mais aparente e se destaca, estratégia pela qual tenta atrair as fêmeas. Para contextualizar a explicação da seleção sexual, projete a imagem 6 na lousa. Imagem 5: Pavão macho com suas penas coloridas e vistosas, as quais usa para atração da fêmea Fonte: (Santos, 2023b) Quando explicar os tipos de especiação (alopátrico e simpátrico), mostre como ocorre o isolamento geográfico e também o isolamentoreprodutivo (pré-zigótico e pós-zigótico). Sugere-se que, ao final da aula, o professor retome as mesmas perguntas apresentadas no início da aula para avaliar o aprendizado dos estudantes. 34 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Níveis de organização dos seres vivos. Introdução à Ecologia. Fluxo de Energia no Ecossistema. (EM13CNT202X) Analisar as diversas formas de manifestação da vida em seus diferentes níveis de organização, bem como as condições ambientais favoráveis e os fatores limitantes a elas, tanto na Terra quanto em outros planetas, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT203X) Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: A organização hierárquica da vida e a nutrição dos ecossistemas. A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), o objeto de conhecimento “níveis de organização biológicos”, é muito importante para os estudantes iniciarem o estudo da Ecologia. O entendimento desse tema contemplando as habilidades EM13CNT202X e EM13CNT203X, possibilitará uma visão mais ampla da Biologia como um todo. Para isso, o professor pode iniciar pelos aspectos macroscópicos até chegar nos exemplos atômicos. Tal conteúdo aliado aos “Fundamentos da Ecologia”, contemplam pré-requisitos para que os estudantes entendam conceitos sobre: as relações tróficas no ecossistema, fotossíntese e respiração celular. Portanto os exemplos do cotidiano serão fundamentais. Depois, aborde que a manutenção da vida, a própria hierarquização e organização dos organismos, dependem de energia e de nutrientes, os quais são usados, especialmente, nas atividades metabólicas. Após aprenderem esses conhecimentos, os estudantes terão condições de entender que todos os ecossistemas dependem da energia solar, a qual é transformada em energia química através da fotossíntese e que, consequentemente, ocorre um fluxo de energia no ecossistema. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma Grupos com 3 estudantes. Recursos e providências Lousa, pincel para lousa, projetor de slides e impressão de imagens relacionadas aos diferentes níveis de organização biológica. A sequência de aulas terá início com o objeto de conhecimento “Níveis de organização”. Para abordá-lo, será interessante, primeiro, definir o nível “organismo”, por se tratar de um conceito mais claro para os 35 estudantes. Em seguida, incentive-os a citar exemplos de organismos unicelulares e pluricelulares, autótrofos e heterótrofos, animais e vegetais, aquáticos e terrestres, etc. Posteriormente o professor pode contextualizar os exemplos mostrando que existem áreas específicas que estudam uma única espécie, como por exemplo a Medicina, ou mais de uma espécie, como a Veterinária. Mencione que essas áreas estão dentro de um contexto da biologia. Na sequência, peça aos estudantes que deem exemplos de algumas especialidades médicas que já ouviram falar ou que tiveram contato, como a cardiologia, a pediatria, a ortopedia, a endocrinologia, entre outras. Peça-lhes que relacionem as especialidades com os sistemas do corpo humano, isso será didaticamente mais fácil de associarem, compreenderem e seguirem os níveis de organização até os átomos. Após essa abordagem o professor pode projetar a imagem 1 na lousa para contextualizar o que foi ensinado. Imagem 1: Níveis de organização do corpo humano Fonte: (Santos, 2023b) Explique aos estudantes que os organismos unicelulares não têm alguns níveis de organização, tais como, tecidos, órgãos e sistemas. Posteriormente, destaque os níveis de organização que pertencem ao estudo da Ecologia (população, biocenose, ecossistema e biosfera). Nesse momento, o professor pode apresentar a definição de população, e depois, diferenciar as características entre comunidade e ecossistema. Isso será muito importante para introduzir alguns conceitos fundamentais da ecologia. Para envolver os estudantes de maneira mais dinâmica, sugere-se uma atividade. Selecione imagens da internet que caracterize cada nível de organização até o nível organismo. Escolha três imagens representando cada nível (três átomos, três moléculas, três organelas, três células, três tecidos, três órgãos, três sistemas e três organismos) todos diferentes entre si. Em seguida, separe os estudantes em grupos com três participantes, e distribua de forma aleatória as ilustrações (uma imagem de cada nível) para cada grupo. Solicite-lhes que coloquem em ordem crescente de nível de organização. O professor tem duas opções para aplicar esta atividade: a mais desafiadora delas seria aplicá-la antes de expor o assunto, ou então, explicar as definições de cada nível de organização primeiro, e propor a atividade posteriormente. 36 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa, pincel para lousa e a leitura e discussão do texto “Água anima cientistas sobre possibilidade de vida em planeta a 111 anos-luz da Terra”. Neste momento, o professor pode explicar dois conceitos fundamentais no estudo da Ecologia: hábitat e nicho ecológico. Ao abordar sobre o nicho ecológico, é importante elucidar o princípio da exclusão competitiva de Gause, para que os estudantes compreendam por que uma espécie exótica pode destruir espécies nativas pela competição. Na sequência, discuta sobre a fragmentação de hábitat e suas consequências para as espécies nativas, tais como: redução dos cruzamentos, problemas para achar parceiros sexuais, alimentos e abrigo nos fragmentos de mata. Aborde sobre os riscos de atropelamentos quando os fragmentos se fazem presentes em locais próximos das rodovias. Explique também sobre as maiores possibilidades de espécies exóticas se instalarem nos fragmentos, especialmente por conta do efeito de borda, o qual aumenta a área de entrada dos organismos. Destaque que na borda pode ocorrer alteração nos fatores climáticos, como por exemplo: aumento da temperatura e redução da disponibilidade de água, aspectos estes que modificam o ecossistema prejudicando as espécies nativas. No final deste momento, o professor pode falar a respeito de uma das formas de reduzir os efeitos da fragmentação de hábitat, que seria conectar os fragmentos usando os corredores ecológicos. Explique aos estudantes que a melhor opção é manter os corredores de matas nativas, porém é possível reflorestar áreas para reaproximar os fragmentos. Após essa abordagem o professor pode projetar a imagem 2 na lousa para contextualizar o que foi ensinado. Imagem 2: Corredores ecológicos, os quais promovem a ligação entre duas áreas fragmentadas, gerando a continuidade do habitat Fonte: (Santos, 2023a) Por fim, para aprofundar o desenvolvimento da habilidade EM13CNT202X, sugere-se que seja realizada a leitura e discussão de um artigo “Água anima cientistas sobre possibilidade de vida em planeta a 111 anos-luz da Terra”, o qual trata sobre os fatores necessários para a existência de vida fora da Terra. O QR code da Imagem 3 confere acesso ao texto, ou então, acesse o link nas referências dessa sequência didática. 37 Imagem 3: QR code de acesso ao texto sobre a presença de água em atmosfera de planeta a 111 anos-luz da Terra Fonte: (Ghosh, 2023) A discussão dos elementoscentrais do texto possibilitará contextualizar com o que foi estudado até aqui, posto que a água é um elemento abiótico fundamental para o estabelecimento da vida nos ecossistemas. 3º MOMENTO Organização da turma Grupos com 5 integrantes. Recursos e providências Lousa, pincel para lousa, TV, vídeo e materiais diversos para a confecção de jogos pedagógicos. Inicie este momento abordando os conceitos de produtores, consumidores e decompositores (fungos e bactérias). Isso permitirá uma abordagem mais fácil para explicar sobre a cadeia e teia alimentar. Dê exemplos para ilustrar as explicações e facilitar a compreensão dos conceitos pelos estudantes. Privilegie exemplos da fauna e da flora brasileira, promovendo uma explicação ainda mais atrativa. Mencione que o ecossistema possui várias cadeias alimentares, que, por sua vez, formam várias teias alimentares. Esquemas representativos facilitam o reconhecimento de uma ampla inter-relação que ocorre entre os indivíduos nos ecossistemas. Ao final da aula, os estudantes deverão também perceber que as relações tróficas podem sofrer alterações devido aos impactos causados pelo ser humano, como desmatamentos, queimadas e extinção de espécies. Estas alterações dificultam o equilíbrio das cadeias alimentares que, por sua vez, podem gerar consequências em todos os níveis tróficos. Para revisar alguns conceitos e instigar os estudantes a discutirem mais sobre o tema, sugere-se uma videoaula disponível no QR code da imagem 4 ou então no link das referências bibliográficas do presente planejamento. Imagem 4: QR code de acesso ao vídeo sobre Fluxo de Energia Fonte: (Fluxo de energia - Vídeo aula, 2023) 38 A vídeo aula trata de forma criativa e interativa temas como: produção de matéria orgânica, níveis tróficos, cadeias alimentares, teias alimentares, e o fluxo de energia nos ecossistemas. Após assistir ao vídeo, peça aos estudantes que se reúnam em grupos com 5 integrantes. Proponha uma atividade lúdica aos estudantes e peça que eles criem um jogo de tabuleiro o qual deve simular a interação entre os diferentes seres vivos em um ecossistema. Para isso, será necessário papel cartão, cartolina, canetas coloridas, régua, imagens de diferentes animais e plantas (ou desenhos feitos à mão), dados e peões. Passo a passo: 1. Divida os estudantes em grupos; cada será responsável por criar seu próprio jogo de tabuleiro. 2. Explique a importância do fluxo de energia na cadeia alimentar e como as diferentes espécies interagem dentro de um ecossistema. 3. Peça aos estudantes que desenhem ou recortem imagens de diferentes animais e plantas que farão parte do jogo. Eles devem categorizar essas espécies em diferentes níveis tróficos (produtores, consumidores primários, consumidores secundários etc.). 4. Oriente os estudantes a desenharem ou recortarem um tabuleiro, com casas numeradas e divididas em diferentes ecossistemas (floresta, savana, oceano etc.). Cada casinha representa um ambiente onde as espécies irão interagir. 5. Os estudantes devem desenhar ou escrever um desafio para cada casinha, por exemplo: "Você encontrou um cardume de peixes, ganhe 2 pontos de energia!" ou "Você está com fome, perca 1 ponto de energia". 6. Cada grupo também deve criar cartas de ação que serão sorteadas durante o jogo. Essas cartas podem ser eventos positivos ou negativos para o jogador, como "Você se machucou, perca 2 pontos de energia" ou "Você encontrou um ninho de pássaros abandonado, ganhe 3 pontos de energia". 7. Uma vez que o jogo de tabuleiro e as cartas de ação estejam prontos, cada grupo deve testar seu jogo e fazer os devidos ajustes. 8. No dia da atividade, cada grupo apresenta seu jogo para a turma e todos têm a oportunidade de jogar os diferentes jogos desenvolvidos. Essa atividade permitirá que os estudantes compreendam o conceito de fluxo de energia na cadeia alimentar de forma interativa, além de estimular a criatividade e o pensamento estratégico. 39 REFERÊNCIAS A CIÊNCIA BRASILEIRA E SÍNDROME DE CASSANDRA NATÁLIA PASTERNAK / TEDXUSP. 28 de NOV. de 2017, 1 vídeo (17’:57”). Publicado pelo canal TEDxTalks. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=F3kUeDlP3Io>. Acesso em: 12 dez. 2023. A FORMAÇÃO DO PLANETA TERRA. 09 de Julho de 2010, 1 vídeo (5’:10”). Publicado pelo canal Maverick Filmes. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=tO-d2XH1qfE>. Acesso em: 10 dez. 2023. ALLENSPACH, Natália. "Jogo: cada um com o seu bico". A passarinhóloga, [s. l.], 2022. Disponível em: https://apassarinhologa.com.br/wp-content/uploads/2014/10/formatos-de-bicos-de-aves.jpg. Acesso em: 01 nov. 2023. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia – Biologia das células, volume 1. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2015. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia Moderna. volume 3. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2015. ANTONINI, Gabriel [et al]. Anglo [livro eletrônico] : Ensino médio : Formação geral básica : 2ª série : Biologia : Caderno 8: Caderno do professor. -– 1. ed. -- São Paulo : SOMOS Sistemas de Ensino, 2022. ARAGUAIA, Mariana. "Experimento de Miller"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo_legenda/64e82837163dc767aeba5 09d9fed1c28.jpg. Acesso em: 31 out. 2023. CAIRES, Luanne. Microrganismos são alternativa sustentável para recuperação de áreas contaminadas; Revista Eletrônica de Jornalismo Científico com Ciência. Disponível em: https://www.comciencia.br/microrganismos-sao-alternativa-sustentavel-para-recuperacao-de-areas- contaminadas/. Acesso em: 30 out. 2023. CAMPOS, W. C. J. Tabela 1: características adquiridas pelo uso e/ou desuso. 2023. CAMPOS, W. C. J. Tabela 1: características das hipóteses sobre a origem da vida. 2023. CAMPOS, W. C. J. Tabela 1: exemplo de uma tabela com informações sobre alguns cientistas que pode ser incrementada pelo professor. 2023. CIENTISTA ANUNCIA NASCIMENTO DE GÊMEAS COM DNA GENETICAMENTE MODIFICADO. Programa Fantástico, Rede Globo de Televisão. 03 de DEZ. de 2018, 1 vídeo (8’:47”). Publicado pelo canal News Passou na TV :O. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=mjBAeAX6UjM&t=24s>. Acesso em: 30 out. 2023. DIAS, Diogo Lopes. Aula prática sobre solubilidade dos sais. Canal do Educador. Disponível em: https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/a-dissolucao-um-sal-realizada-sempre-em- agua-5abbb89b8649b.jpg. Acesso em: 30 nov. 2023. DOCUMENTÁRIO - A ORIGEM DAS ESPÉCIES E A SELEÇÃO NATURAL (CHARLES DARWIN). Biografy, Canal A&E. 20 de NOV. de 2015, 1 vídeo (43’:54”). Publicado pelo canal Rafael Lima. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=iAp4zwf60tc. Acesso em: 31 out. 2023. ESCOLA, Brasil. "Louis Pasteur"; Brasil Escola, [s. l.], 2022 Disponível em: https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/o-experimento-louis-pasteur- 555211e1af38e.jpg. Acesso em: 31 out. 2023. FLUXO DE ENERGIA - VÍDEO AULA. BioKrill. 03 de MAI. de 2017, vídeo (9’:17”). Publicado pelo canal Biokrill. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=6V-VOHDJ8jQ>. Acesso em: 02 nov. 2023. 40 GHOSH, P. Água anima cientistas sobre possibilidade de vida em planeta a 111 anos-luz da Terra. BBC News, [s. l.], 2022. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/internacional-49675346. Acesso em: 31 out. 2023. GUITARRARA, Paloma. "Big Bang"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/05/big-bang.jpg. Acesso em: 31 out. 2023. HOLLANDA, Gyselle. “Alexander Fleming e a descoberta da Penicilina”. Consciência - Farmácia - UFRJ, [s.l.], [2020]. Disponível em: https://conscienciaufrj.wordpress.com/cadernos/historia- consciencia/alexander-fleming-e-a-descoberta-da-penicilina/. Acesso em: 12 dez. 2023. LIMA, Ana Luiza Lorenzen. Método científico; Brasil Escola,[s.l.], [2022]. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metodo-cientifico.htm. Acesso em: 27 de outubro de 2023. MANIPULAÇÃO GENÉTICA E ÉTICA NAS PESQUISAS. Programa Fantástico, Rede Globo de Televisão. 16 de MAR. de 2017, 1 vídeo (7’:50”). Publicado pelo canal Eva Cunegundes. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=9N430ofUj_w. Acesso em: 30 out. 2023. MARTINEZ, Marina. Penicilina; Info Escola, [s.l.], [2022]. Disponível em: https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/01/penicilina2.jpg. Acesso em: 30 out. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2022. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de- cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MORAES, Paula Louredo. História da Biologia. Brasil Escola, [s. l.], [2022]. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/historia-da-biologia.htm. Acesso em: 25 de outubro de 2023. PENA, Rodolfo F. Alves. "Qual é a Idade da Terra?". Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/1e475fc5af3d5d1494e4ac4d4875aeb1.jpg. Acesso em: 31 de outubro de 2023. PORFÍRIO, Francisco. "O que é ética?". Brasil Escola, [s.l.], [2022]. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/o-que-e-sociologia/o-que-e-etica.htm. Acesso em: 30 de outubro de 2023. ROSSO, A. C. J. [et al].; Anglo: Ensino médio : Formação geral básica : 1ª série : Exatas e ciências: Caderno do aluno 1 / 1. ed. -- São Paulo : SOMOS Sistemas de Ensino, 2020. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Corredores ecológicos"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2020/12/corredores-ecologicos.jpg. Acesso em: 02 de novembro de 2023. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Experimento de Redi"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/2022/04/experimento-de-redi.jpg. Acesso em: 31 de outubro de 2023a. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Níveis de organização do corpo humano". Biologia Net, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.biologianet.com/conteudo/images/observe-esquematizacao-dos-diferentes- niveis-organizacao-corpo-humano-54d2936c21fde.jpg. Acesso em: 02 nov. 2023b. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Origem da vida". Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/origem-vida.htm. Acesso em: 18 de dez. 2023b. https://conscienciaufrj.wordpress.com/cadernos/historia-consciencia/alexander-fleming-e-a-descoberta-da-penicilina/ https://conscienciaufrj.wordpress.com/cadernos/historia-consciencia/alexander-fleming-e-a-descoberta-da-penicilina/ https://conscienciaufrj.wordpress.com/cadernos/historia-consciencia/alexander-fleming-e-a-descoberta-da-penicilina/ https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg 41 SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Seleção natural". Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/selecao-natural.htm. Acesso em: 18 dez. 2023. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Seleção sexual". Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/01/pavao.jpg. Acesso em: 02 nov. 2023. SETOR SAÚDE - FEHOSUL. 10 melhores alimentos para uma alimentação saudável, [s. l.], 2022 Disponível em: https://setorsaude.com.br/wp-content/uploads/2014/11/Sementes.jpg. Acesso em: 01 nov. 2023. SOUSA, Rafaela. "Sistema Solar"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/img/2019/04/origem-sistema-solar(1).jpg. Acesso em: 31 out. 2023. ZAIA, D. A. M; ZAIA, C. T. B. V. Algumas controvérsias sobre a origem da vida. Química Nova, [s. l.], [2022]. Disponível em: https://www.scielo.br/j/qn/a/36JNjcHsQsJPY99xq8RV6hB/. Acesso em: 31 out. 2023. https://setorsaude.com.br/wp-content/uploads/2014/11/Sementes.jpg 42 REFERÊNCIA 2024 MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS – MAPA COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 02: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 03: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Grandezas. Unidades de medida. (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações problema sob uma perspectiva científica. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: A importância de saber medir as grandezas físicas. A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), saudações! Neste planejamento, exploraremos as grandezas físicas e as unidades de medida, desenvolvendo as suas propriedades constituintes a partir das ideias intuitivas da medida no cotidiano, suas unidades até a padronização no sistema internacional de unidades (SI). Além dos momentos pedagógicos apoiados em aulas expositivas e demonstrativas, propomos abaixo métodos complementares para auxiliá-lo(a) na construção das relações de ensino e aprendizagem junto aos estudantes, como: A sala de aula invertida: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o vídeo: Conheça a sala de aula invertida. Disponível em: https://youtu.be/pADyAN15cZ0. O seminário: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o artigo: Metodologias ativas no processo de ensino-aprendizagem utilizando seminários como ferramentas educacionais no componente curricular Química Geral. Disponível em: https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/. 43 Com relação à sala de aula, organize suas intervenções pedagógicas, essencialmente, em quatro momentos: 1) sensibilização: estabeleça conexões entre o tema da aula e a experiência prévia dos estudantes. 2) problematização: transforme o tema da aula em um problema a ser explorado pela turma. 3) investigação: busque na história das ciências, soluções conceituais ao problema identificado. 4) conceituação: recrie e aplique conceitos para a resolução do problema em questão. Este planejamento busca desenvolver habilidades fundamentais para a formação crítica e ativa dos nossos estudantes. Para tanto, sugerimos uma reflexão acerca das dimensões pertencentes do conceito de grandezas e unidades de medida. É notória as dificuldades apresentadas pelos estudantes no que se refere às grandezas físicas, suas unidades e suas respectivas conversões de adequação para o SI, ao longo do curso de física. Em suma, nossos estudantesnão sabem sobre grandezas e unidades de medida, ou ainda não alcançamos o ápice de uma leitura e escrita técnica e científica. Para compreendermos melhor como os elementos mencionados acima se relacionam e influenciam o nosso cotidiano é importante trabalharmos com os estudantes as habilidades de elaborar hipóteses, construir estimativas e problemas para buscar algum modelo explicativo para interpretar as situações problema. Modelos estes que, podem ser promovidos por processos tecnológicos, explicativos, dados experimentais, norteados por um pensamento estruturado reconhecendo os limites explicativos da ciência. Salientamos que os elementos integrantes deste planejamento (procedimentos metodológicos, contextualização, desenvolvimento, recursos e avaliação) podem ser modificados e adaptados de acordo com as realidades da escola, da turma, dos recursos pedagógicos e tecnológicos disponíveis para você e seus estudantes. Ademais, é importante que a interdisciplinaridade entre as perspectivas científicas, históricas, geográficas e socioemocionais desempenhe um papel significativo na preparação e no desenvolvimento deste planejamento. Desse modo, a ordenação, a estruturação e a articulação dos objetos de conhecimento e das ações pedagógicas aqui presentes poderão ser efetivadas de modo mais eficiente e eficaz. Por fim, este planejamento pode ser desmembrado em quantas aulas julgar necessárias, de acordo com as especificidades e características das turmas atendidas, a flexibilidade de seu planejamento de ensino bimestral ou outras conveniências pedagógicas. Também vale a pena refletir sobre a utilização de sistemas de gerenciamento de conteúdo, como o google classroom, para um melhor aproveitamento do tempo destinado ao desenvolvimento das atividades a serem realizadas em casa, como preparação da aula invertida, quanto em sala de aula. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Projetor multimídia. Para o primeiro contato com os estudantes, onde muitos deles estão iniciando seus estudos em física, como metodologia ativa, forme uma roda de conversa com a finalidade de identificar os conhecimentos prévios sobre grandezas físicas, as unidades de medida e os ramos da ciência estudados na física. Esta atividade busca uma aproximação destes objetos de conhecimento com as percepções de visão de mundo que os estudantes possuem em relação ao tema. 44 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Formalização dos temas Apresente os objetos de conhecimento evidenciando o contexto histórico das grandezas e unidades de medida, suas evoluções ao longo dos avanços da sociedade e da ciência. Mostre os principais ramos da física e as grandezas a serem estudadas ao longo do ensino médio. Explique a importância de se ter uma padronização das unidades de medida e os impactos que esta estruturação impactou nos desenvolvimentos tecnológicos, científicos e em especial, da física. A seguir, há uma sugestão para trabalhar com os estudantes para enfatizar o exposto acima. Para tanto, aborde as unidades de medida utilizados na mecânica comprimento, massa e tempo. Questione os estudantes sobre quais unidades de medida eles conhecem ou que eles reconhecem sobre essas grandezas e quais as unidades-padrão que o SI determina como referência científica. Super dica - Trabalhe com os estudantes em sala de aula o vídeo, “As Unidades de Medida”, onde, o professor do programa televisivo da Rede Minas, “Se Liga na Educação”, explica a evolução das medidas, o surgimento do sistema métrico e o sistema internacional de unidades. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view. UNIDADES DE MEDIDA As unidades de medida são representações das grandezas físicas utilizadas em diversas áreas do conhecimento, estudadas em física, com o intuito de quantificar uma massa, uma sensação, o tempo ou o tamanho de algo. Em todo o mundo as unidades de medida seguem um padrão determinado pelo Sistema Internacional de Unidades (SI). A partir da unidade-padrão estabelecida pelo SI, podemos ainda utilizar outras unidades derivadas dela, o que permite compararmos e ampliarmos a noção quantitativa da grandeza. A saber, utiliza-se o metro (m) como unidade padrão para a medida da grandeza comprimento e o segundo (s) como unidade padrão de tempo. Assim, por exemplo, a grandeza velocidade utiliza, por definição, a relação entre as unidades de comprimento e tempo como unidade de medida, ou seja, o metro por segundo (m/s). No entanto, no dia a dia, utiliza-se o quilômetro por hora (km/h) de forma usual, sendo uma unidade derivada da unidade m/s. Outro exemplo, o SI dota a unidade kelvin como padrão para a grandeza temperatura. Essa unidade é muito utilizada em experimentos laboratoriais, mas, no dia a dia, a maioria dos países utiliza a unidade graus Celsius, que é derivada da unidade kelvin. Na figura 1, mostramos as sete unidades fundamentais do SI. Todas as outras unidades de medida das grandezas, usadas em física, derivam das unidades dessas grandezas. Muitas vezes temos que fazer a conversão das unidades para adequar os parâmetros, realizar uma medida com a maior precisão possível para repetir o evento quantas vezes forem necessárias. Exatidão é diferente de precisão! A precisão de uma medida, segundo a sociedade brasileira de metrologia, é o grau de concordância https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view 45 entre indicações ou valores medidos, obtidos por medições repetidas, no mesmo objeto ou em objetos similares, sob condições especificadas. A exatidão é o grau de concordância entre um valor medido e um valor verdadeiro de um determinado mensurando. O valor verdadeiro é impossível de ser determinado, ou seja, em toda medida há erro. Figura 1 – Unidades Padrão do Sistema Internacional de Unidades - SI Fonte: (Helerbrock, 2023) Conversão de Unidades Podemos mudar as unidades de uma grandeza física de muitas maneiras. Aqui apresentamos o método conhecido como conversão em cadeia, o qual usa um fator de conversão. Exemplo 1: Conversão de tempo – em 1 minuto há 60 segundos, quantos segundos terão em 2 minutos? 1 𝑚𝑖𝑛 60 𝑠 = 1 = 60 𝑠 1 𝑚𝑖𝑛 ≡ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠ã𝑜 46 A razão (60s/1min) na equação acima é o fator de conversão. Portanto, 2 minutos em segundos: 2 𝑚𝑖𝑛 = (2 𝑚𝑖𝑛) × (60 𝑠) (1 𝑚𝑖𝑛) = 120 𝑠. Alguns fatores de conversão importantes na física: Comprimento [m] 1 km = 1000 m Massa [kg] 1 kg = 1000 g Tempo [s] 1h = 60 min. = 3600 s Velocidade [m/s] 1 m/s = 3,6 km/h Exemplo 2: conversão de velocidade – quanto vale 80 km/h em m/s? Usando o fator de conversão para velocidade, temos: 1 𝑚 𝑠 = 3,6 𝑘𝑚 ℎ Logo, 1 𝑘𝑚 ℎ = 1 3,6 𝑚 𝑠 Portanto, 80 𝑘𝑚 ℎ = 80 ( 𝑘𝑚 ℎ ) × 1 3,6 ( 𝑚 𝑠 ) = 22,22 𝑚/𝑠 O SI estabelece a representação das medidas com 3 algarismos significativos. Assim, de acordo com o SI, 80 km/h = 22,2 m/s. Super dica! Regras de arredondamento de números e casas decimais. Caso não tenha acesso ao leitor de QR Code, acesse pelo link: https://www.youtube.com/watch?v=RghhZo3IojE De maneira prática use a seguinte regra para conversão de velocidade: 𝑘𝑚 ℎ 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑚 𝑠 〈𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑒 − 𝑠𝑒 𝑜 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑝𝑜𝑟 3,6〉 e, 𝑚 𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑘𝑚 ℎ 〈𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎 − 𝑠𝑒 𝑜 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑝𝑜𝑟 3,6〉 3º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Materiais de baixo custo. Estudantes protagonistas A base nacional comum curricular (BNCC) estabelece que a formação dos estudantes seja de maneira ativa e integral e, o ensinofocado em habilidades e competências a serem desenvolvidas por eles. Nesse sentido, este planejamento sugere algumas atividades práticas para auxiliar no desenvolvimento de tais habilidades. https://www.youtube.com/watch?v=RghhZo3IojE 47 Medida do tempo de reação Materiais: − 1 régua de 30 cm. − 1 cronômetro (pode usar o celular). Professor(a), forme grupos com 3 ou 4 estudantes. É interessante que a atividade seja feita em espaço aberto como o pátio ou a quadra da escola. Objetivos: − Medir o tempo de reação. Desenvolvimento: − Solicite que em todos os grupos, cada integrante fique responsável por algo. Por exemplo, um estudante fica responsável pela régua, outro com o cronômetro e assim por diante. Regras da atividade: 1. O estudante 1 é responsável por fazer uma pinça com os dedos polegar e indicador deve deixá- los retos com uma distância de 3 cm. 2. O estudante 2 deve posicionar a régua verticalmente imediatamente acima da pinça de dedos, com o zero situado neste ponto. 3. O estudante 2 que estiver com a régua deve fazer a contagem de 1 até 3 e soltá-la da vertical. Não esquecer de dizer “já”. 4. O estudante 3 com o cronômetro deve acioná-lo quando ouvir o “já” do colega. 5. O estudante 1 deve segurar a régua abandonada com a pinça feita com os dedos. 6. O grupo deve anotar a distância percorrida pela régua desde o zero até o ponto que a pinça dos dedos a segurou e o tempo gasto cada vez que a régua for abandonada. Fazer isso pelo menos 10 vezes e anotar cada repetição na tabela a seguir. Estimativa da medida do tempo de reação Abandono da régua Distância (cm ou mm) Tempo de queda (s) 1ª vez 2ª vez 3ª vez Média Professor(a), se julgar necessário mais repetições fique à vontade para alterar a tabela. Discussão: ▪ Alguma das medidas de tempo ou distância se repetiu? ▪ Quais fatores externos podem ter atrapalhado a medição? ▪ Medir uma grandeza física é fácil ou difícil? Justifique. ▪ Para melhorar a precisão das medidas de tempo e de distância que vocês mediram, o que fariam a mais ou de diferente? ▪ Quantos algarismos significativos usaram nas respostas encontradas? E, quantas casas decimais estipularam nas medidas? ▪ Qual foi a estratégia, de como executar as medidas, utilizada pelo grupo antes de começar as medições? Seguiram até o fim ou mudaram ao longo da atividade? ▪ Qual a importância de medir as grandezas físicas? 48 Medindo o comprimento da sala, quadra ou pátio da escola Materiais − Trena. − Fita métrica. − Régua de 30 cm. − Palmo. − Pé. Objetivos: − Medir o comprimento da sala, quadra ou pátio da escola utilizando instrumentos diferentes. Professor(a), para esta atividade, é interessante que mais estudantes sejam do mesmo grupo para ocorrer divergências nas medidas. Sugerimos 4 ou 5. A atividade prática poderá ser feita em sala, na quadra e no pátio da escola ao mesmo tempo. Desenvolvimento: − Solicite aos estudantes que meçam o comprimento da sala utilizando os instrumentos de medida citados acima. Para assegurar as variações das medidas, siga a seguinte regra: Grupo 1 – Utilize a trena e o pé. Grupo 2 – Utilize a fita métrica e o palmo. Grupo 3 – Utilize a fita métrica e o palmo. Grupo 4 – Utilize a régua e o pé. E assim por diante, desde que o grupo faça uso de um instrumento de medida com uma parte do corpo palmo ou o pé. Cada grupo deverá medir o local escolhido com cada integrante. Exemplo: o grupo 1 vai medir a largura da quadra com a trena e com o pé de cada integrante e anotar os dados. Instrumento utilizado Valor encontrado Parte do corpo (pé ou palmo) Integrante Valor encontrado Discussão ▪ Quais foram os instrumentos de medida utilizados? ▪ Os valores encontrados utilizando a parte do corpo pé/palmo foram diferentes entre os integrantes? ▪ Por que vocês acham que os valores foram diferentes no item 2? ▪ Compare os resultados de vocês com os outros grupos. ▪ Por que há tantas divergências nos valores medidos? ▪ Quais fatores influenciaram para que a medida encontrada fosse diferente? ▪ Qual a importância de padronizar as medidas? Faça uma pesquisa sobre o sistema internacional de unidades – SI. 49 Professor(a), após realizarem estas propostas de trabalho em grupo, faça uma discussão com os estudantes sobre os resultados obtidos, ouvindo todos os grupos, sem demonstrar quem está certo ou errado. Em seguida, solicite-lhes que comparem os resultados dos grupos, discuta com os estudantes os motivos que podem ter levado a diferença nos resultados e apresente a solução para as questões propostas. Esclareça possíveis dúvidas, se for o caso, sobre como converter unidades e estabeleça com quantos algarismos significativos e casas decimais irá trabalhar nas aulas de física. Dica: Solicite aos estudantes que façam mapas mentais dos temas estudados. É uma ótima estratégia de aprendizagem ativa. Segue um vídeo ensinando a fazer um mapa mental em física. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ. https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ 50 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 03: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Método científico. (EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. (EM13CNT304X) Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias bélicas, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Fenômeno ou Fato? A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), saudações! Neste planejamento, exploraremos o conceito de Método Científico, propondo um debate sobre a evolução da ciência e do pensamento científico. Além dos momentos pedagógicos apoiados em aulas expositiva e demonstrativa, propomos abaixo métodos complementares para auxiliá-lo(a) na construção das relações de ensino e aprendizagem junto aos estudantes, como sala de aula invertida, seminário, roda de leitura. No que se refere à sala de aula, faça intervenções pedagógicas, essencialmente, em quatro momentos: 1) sensibilização: estabeleça conexões entre o tema da aula e a experiência prévia dos estudantes. 2) problematização: transforme o tema da aula em um problema a ser explorado pela turma. 3) investigação: busquena história das ciências, soluções conceituais ao problema identificado. 4) conceituação: recrie e aplique conceitos para a resolução do problema em questão. Este planejamento busca desenvolver habilidades fundamentais para a formação crítica e ativa dos nossos estudantes. Para tanto, sugerimos uma reflexão acerca das dimensões pertencentes do conceito do método científico. É notória as dificuldades apresentadas pelos estudantes no que se refere à leitura de textos científicos. Em suma, nossos estudantes necessitam ser “alfabetizados” no letramento 51 científico. Para compreendermos melhor como os elementos mencionados acima se relacionam e influenciam o nosso cotidiano é importante trabalharmos com os estudantes as habilidades de se comunicarem com diversos textos e pontos de vista, elaborar hipóteses, construir estimativas e problemas para buscar algum modelo explicativo para interpretar as situações problema. Modelos estes que, podem ser promovidos por processos tecnológicos, explicativos, dados experimentais, norteados por um pensamento estruturado reconhecendo os limites explicativos da ciência. Salientamos que os elementos integrantes deste planejamento (procedimentos metodológicos, contextualização, desenvolvimento, recursos e avaliação) podem ser modificados e adaptados de acordo com as realidades da escola, da turma, dos recursos pedagógicos e tecnológicos disponíveis para você e seus estudantes. Ademais, é importante que a interdisciplinaridade entre as perspectivas científicas, históricas, geográficas e socioemocionais desempenhe um papel significativo na preparação e no desenvolvimento deste planejamento. Desse modo, a ordenação, a estruturação e a articulação dos objetos de conhecimento e das ações pedagógicas aqui presentes poderão ser efetivadas de modo mais eficiente e eficaz. Por fim, esta proposta pode ser desmembrada em quantas aulas julgar necessárias, de acordo com as especificidades e características das turmas atendidas, a flexibilidade de seu planejamento de ensino bimestral ou outras conveniências pedagógicas. Também vale a pena refletir sobre a utilização de sistemas de gerenciamento de conteúdo, como o google classroom, para um melhor aproveitamento do tempo destinado ao desenvolvimento das atividades a serem realizadas em casa, como preparação da aula invertida, quanto em sala de aula. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Projetor multimídia. Para este primeiro momento com os estudantes, proponha uma roda de conversa, como metodologia ativa, com a finalidade de identificar os conhecimentos prévios sobre: o que é ciência? o que é o pensamento científico? Esta atividade busca uma aproximação deste objeto de conhecimento com as percepções de visão de mundo que os estudantes possuem em relação ao tema. 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Estudantes protagonistas Inicie este momento com foco na ação dos estudantes e proponha a eles que trabalhem em pequenos grupos. Cada grupo ficará responsável pela leitura e interpretação de fragmentos de textos. A finalidade é que eles classifiquem os textos (todos retirados do ENEM 2022, das provas de linguagens e ciências humanas) como científico, filosófico, religioso, literário, político, entre outros. 52 TEXTO: RECONHECENDO ESTILOS DE TEXTOS ( ícone clicável) 3º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Projetor. Formalização do tema Professor (a), após debater com os estudantes sobre os estilos de textos, formalize o conceito de método científico, sua definição feita por Galileu Galilei e exponha a importância desse método utilizado em todas as áreas do conhecimento. A seguir faça junto com os estudantes, o passo a passo de um método científico. Como sugestão, projete uma foto de um “cisne branco em um lago”. 1. OBSERVAÇÃO Observe o nado do cisne. Será que todos os cisnes que existem são brancos? 2. FORMULAÇÃO DE UMA PERGUNTA: Será que todos os cisnes que existem no mundo são brancos? 3. HIPÓTESE Eu só conheço cisne branco, logo todos devem ser brancos. 4. EXPERIMENTO (teste a hipótese) Teste 1: projete outra imagem com vários cisnes brancos. − Se eu encontrar em outro lugar, outros cisnes brancos – 10, 100, 1000 cisnes e todos brancos – logo, eu induzo que todos os cisnes do mundo são brancos e minha hipótese é verdadeira. − Segundo Karl Popper (1974), filósofo crítico do método indutivo, é impossível verificar se esta hipótese é verdadeira, pois é inviável saber a cor de todos os cisnes do mundo. No entanto, é possível verificar que minha hipótese é falsa. Teste 2: Projete uma foto que contenha cisnes brancos e pelo menos um preto − Se eu encontrar pelo menos um cisne de outra cor, por exemplo preto, eu provarei que minha hipótese é falsa. 5. CONCLUSÃO Um conhecimento só pode ser considerado científico se, de alguma maneira, houver a possibilidade de testar se ele é falso. Portanto, a hipótese de que todos os cisnes do mundo são brancos é falsa. Professor(a), as atividades sugeridas neste planejamento são apoios para o objeto de conhecimento método científico que, julgamos ser imprescindível na “alfabetização científica” de nossos estudantes. É importante, ao longo do ano letivo, retomar o método científico em todos os conteúdos a serem estudados. Dica: Solicite aos estudantes que façam mapas mentais dos temas estudados. É uma ótima estratégia de aprendizagem ativa. Segue um vídeo ensinando a fazer um mapa mental em física. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ. https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ 53 ANEXO TEXTO: RECONHECENDO ESTILOS DE TEXTOS ( ícone clicável) Reconhecendo estilos de textos Classifique o estilo de cada texto a seguir, como filosófico, científico, literário, histórico, político, tradicional ou cultural. Quais elementos no texto justificam sua classificação? Um texto para ser científico tem que falar necessariamente de termos técnicos? Texto 1 (ENEM 2022) - TEXTO POÉTICO Urgência emocional Se tudo é para ontem, se a vida engata uma primeira e sai em disparada, se não há mais tempo para paradas estratégicas, caímos fatalmente no vício de querer que os amores sejam igualmente resolvidos num átimo de segundo. Temos pressa para ouvir “eu te amo”. Não vemos a hora de que fiquem estabelecidas as regras de convívio: somos namorados, ficantes, casados, amantes? Urgência emocional. Uma cilada. Associamos diversas palavras ao AMOR: paixão, romance, sexo, adrenalina, palpitação. Esquecemos, no entanto, da palavra que viabiliza esse sentimento: “paciência”. Amor sem paciência não vinga. Amor não pode ser mastigado e engolido com emergência, com fome desesperada. É uma refeição que pode durar uma vida. MEDEIROS, M. Disponível em: http://porumavidasimples.blogspot.com.br. Acesso em: 07 ago. 2017 (adaptado) Texto 2 (ENEM 2022) – TEXTO POLÍTICO CAZO. Disponível em: www.humorpolitico.com.br. Acesso em: 21 nov. 2021 (adaptado). Texto 3 (ENEM 2022) – TEXTO CIENTÍFICO Um experimento denominado FunFit foi desenvolvido com o objetivo de fazer com que os membros de uma comunidade local se tornassem mais ativos fisicamente. Todos os participantes do estudo foram vinculados a dois outros membros da comunidade que receberiam pequenos incentivos em dinheiro para serem estimulados a aumentar a sua atividade física, que era medida por acelerômetros nos celulares fornecidos pelo estado. Assim, se a pessoa andasse mais do que o habitual, seus conhecidos receberiam o dinheiro. Os resultados foram assombrosos: o esquema mostrou-se de quatro a oito vezes mais eficaz do que ométodo de oferecer incentivos individuais. MOROZOV, E. Big Tech: a ascensão dos dados e a morte da política. São Paulo: Ubu, 2018 (adaptado). http://porumavidasimples.blogspot.com.br/ 54 Texto 4 (ENEM 2022) – TEXTO CIENTÍFICO Pesquisa do IBGE aponta que a situação é mais grave no Sudeste: 13% das pessoas levam mais de uma hora para chegar ao trabalho. Nas regiões metropolitanas de São Paulo e do Rio, o IBGE registrou os maiores percentuais de trabalhadores que levam mais de uma hora no trajeto até o emprego. Quem vê o Marcelo chegar ao trabalho nem imagina a maratona que ele enfrenta todos os dias antes das 5 h. “Acordo 4 h 30, saio de casa 5 h, pego trem 5 h 20, chego na Central umas 6h 50, pego ônibus e chego no trabalho mais ou menos 7h 10”, conta. Segundo especialista, são os mais pobres os que moram mais longe do emprego. Disponível em: www.portaldotransito.com.br. Acesso em: 23 nov. 2021 (adaptado). Texto 5 (ENEM 2022) – TEXTO FILOSÓFICO Advento da Polis, nascimento da filosofia: entre as duas ordens de fenômenos, os vínculos são demasiado estreitos para que o pensamento racional não apareça, em suas origens, solidário das estruturas sociais e mentais próprias da cidade grega. Assim recolocada na história, a filosofia despoja-se desse caráter de revelação absoluta que às vezes lhe foi atribuído, saudando, na jovem ciência dos jônios, a razão intemporal que veio encarnar-se no Tempo. A escola de Mileto não viu nascer a Razão; ela construiu uma Razão, uma primeira forma de racionalidade. Essa razão grega não é a razão experimental da ciência contemporânea. VERNANT, J. P. Origens do pensamento grego. Rio de Janeiro: Difel, 2002. Texto 6 (ENEM 2022) – TEXTO HISTÓRICO-CULTURAL Em Vitória (ES), no bairro Goiabeiras, encontramos as paneleiras, mulheres que são conhecidas pelos saberes/fazeres das tradicionais panelas de barro, ícones da culinária capixaba. A tradição passada de mãe para filha é de origem indígena e sofreu influência de outras etnias, como a afro e a luso. Dessa mistura, acredita-se que a fabricação das panelas de barro já tenha 400 anos. A fabricação das panelas de barro se dá em várias etapas, desde a obtenção de matéria-prima à confecção das panelas. As matérias-primas tradicionalmente utilizadas são provenientes do meio natural, como: argila, retirada do barreiro no Vale do Mulembá; madeira, atualmente proveniente das sobras da construção civil; e tinta, extraída da casca do manguezal, o popular mangue- vermelho. TRISTÃO, M. A educação ambiental e o pós-colonialismo. Revista de Educação, n. 53, ago. 2014. 55 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Conceitos iniciais da Cine- mática: Movimento relativo, referencial, deslocamento, ponto material, trajetória, tempo. (EM13CNT204X) Elaborar explicações, previsões e realizar cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. (EM13CNT304X) Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias bélicas, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista. 56 PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Estou parado ou em movimento em relação a quadra da escola? A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), saudações! Neste planejamento, exploraremos os conceitos iniciais da cinemática, como o movimento relativo, referencial, deslocamento, ponto material, trajetória e intervalo de tempo. Desenvolveremos as propriedades constituintes destes objetos de conhecimento, a partir das ideias intuitivas sobre referenciais, deslocamentos, bem como o conceito de ponto material e trajetórias até a padronização no sistema internacional de unidades (SI). Além dos momentos pedagógicos apoiados em aulas expositiva e demonstrativa, propomos abaixo métodos complementares para auxiliá-lo(a) na construção das relações de ensino e aprendizagem junto aos estudantes, como: A sala de aula invertida: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o vídeo: Conheça a sala de aula invertida. Disponível em: https://youtu.be/pADyAN15cZ0. O seminário: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o artigo: Metodologias ativas no processo de ensino-aprendizagem utilizando seminários como ferramentas educacionais no componente curricular Química Geral. Disponível em: https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/. Em relação à sala de aula, organize suas intervenções pedagógicas, essencialmente, em quatro momentos: 1) sensibilização: estabeleça conexões entre o tema da aula e a experiência prévia dos estudantes. 2) problematização: transforme o tema da aula em um problema a ser explorado pela turma. 3) investigação: busque na história das ciências, soluções conceituais ao problema identificado. 4) conceituação: recrie e aplique conceitos para a resolução do problema em questão. O presente planejamento busca desenvolver habilidades fundamentais para a formação crítica e ativa dos nossos estudantes. Para tanto, sugerimos uma reflexão acerca das dimensões pertencentes ao referencial, trajetória, ponto material, intervalo de tempo estudadas na cinemática, tanto no cotidiano, quanto na formalização e padronização das unidades de medida no SI. É notória as dificuldades apresentadas pelos estudantes sobre referenciais a serem adotados, suas unidades de medidae suas respectivas conversões de adequação para o SI, ao longo do curso de física. Nesse sentido, este planejamento abordará os temas de forma ativa, ou seja, a partir da prática e vivências em sala de aula e nos conhecimentos prévios dos estudantes, agir, propor, dar protagonismos a eles, torná-los ativos em seu processo de ensino e aprendizagem. Para compreendermos melhor como os elementos supracitados se relacionam e influenciam o nosso cotidiano é importante trabalhar com os estudantes as habilidades de elaborar hipóteses, construir estimativas e problemas para buscar algum modelo explicativo que nos permita interpretar as situações problema. Realizar alguns cálculos a fim de iniciar uma formalização do tema com o rigor da ciência. Modelos estes que, podem ser promovidos por processos tecnológicos, explicativos, dados experimentais, simuladores educacionais norteados por um pensamento estruturado reconhecendo os limites explicativos da ciência. Salientamos que os elementos integrantes deste planejamento (procedimentos metodológicos, https://youtu.be/pADyAN15cZ0 https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/ 57 contextualização, desenvolvimento, recursos e avaliação) podem ser modificados e adaptados de acordo com as realidades da escola, da turma, dos recursos pedagógicos e tecnológicos disponíveis para você e seus estudantes. Ademais, é importante que a interdisciplinaridade entre as perspectivas científicas, históricas, geográficas, filosóficas e socioemocionais desempenhe um papel significativo na preparação e no desenvolvimento deste planejamento. Desse modo, a ordenação, a estruturação e a articulação dos objetos de conhecimento e das ações pedagógicas aqui presentes poderão ser efetivadas de modo mais eficiente e eficaz. Assim, este planejamento pode ser desmembrado em quantas aulas julgar necessárias, de acordo com as especificidades e características das turmas atendidas, a flexibilidade de seu planejamento de ensino bimestral ou outras conveniências pedagógicas. Também vale a pena refletir sobre a utilização de sistemas de gerenciamento de conteúdo, como o google classroom, para um melhor aproveitamento do tempo destinado ao desenvolvimento das atividades a serem realizadas em casa, como preparação da aula invertida, quanto em sala de aula. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Projetor multimídia. Para o primeiro contato com os estudantes, onde muitos deles estão iniciando seus estudos em física, sugerimos uma roda de conversa, como metodologia ativa, com a finalidade de identificar os conhecimentos prévios sobre referencial, trajetória, ponto material e intervalo de tempo. Esta atividade busca uma aproximação destes objetos de conhecimento com as percepções de visão de mundo que os estudantes possuem em relação ao tema. Ademais, criar uma relação de aproximação afetiva entre o(a) docente com os estudantes. 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Estudantes protagonistas Inicie este momento com foco na ação dos estudantes e proponha a eles que trabalhem em pequenos grupos. Cada grupo ficará responsável pela execução de uma tarefa a respeito de referencial, parado ou em movimento, trajetória vertical ou parabólica, tempo gasto andando e correndo. TEXTO: RECONHECENDO A FÍSICA NA PRÁTICA ( ícone clicável) 3º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso e projetor. 58 Formalização dos temas Professor(a), após o debate com os estudantes sobre as atividades realizadas, formalize os temas enfatizando a importância dos referenciais na física, a trajetória adotada, os intervalos de tempos gastos nos percursos. Neste material, há bons exemplos sobre referencial e suas relações com os movimentos: O que é referencial? Disponível em: https://cutt.ly/KwY5DKwj. Neste vídeo, o professor apresenta de forma muito bem estruturada os conceitos sobre sistemas de referências. Um ótimo material para apresentar aos estudantes. https://www.youtube.com/watch?v=kVFTdT34MiI. Super dica - Trabalhe com os estudantes em sala de aula o vídeo, “Relatividade dos movimentos”, cujo professor, do programa televisivo da Rede Minas, “Se Liga na Educação”, explica a evolução das medidas, o surgimento do sistema métrico e o sistema internacional de unidades. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view. Professor(a), as atividades sugeridas neste planejamento são apoios para os objetos de conhecimento referencial e intervalo de tempo que, julgamos ser imprescindível na “linguagem científica” de nossos estudantes. É importante, ao longo do ano letivo, retomar os referenciais em todos os conteúdos a serem estudados. Dica: Solicite aos estudantes que façam mapas mentais dos temas estudados. É uma ótima estratégia de aprendizagem ativa. Segue um vídeo ensinando a fazer um mapa mental em física. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ. https://cutt.ly/KwY5DKwj https://www.youtube.com/watch?v=kVFTdT34MiI https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ 59 ANEXO TEXTO: RECONHECENDO A FÍSICA NA PRÁTICA ( ícone clicável) Reconhecendo a física na prática Caro estudante, suas ações educacionais lhes ajudarão a se tornar crítico e ativo em seu processo de aprendizagem em física. Para tais objetivos, realize as seguintes atividades práticas com foco e determinação. 1. Referencial (5 estudantes, no mínimo) Estabeleça um lugar de referência no pátio ou quadra da escola onde um integrante do grupo se posicione sobre o referencial (repouso) e outros dois estudantes que possam se movimentar como na figura 1. Estabeleça os sentidos da trajetória que correspondam às distâncias positivas e negativas, ilustrando os movimentos para frente e para trás em relação à posição do integrante que está em repouso. Por exemplo: movimento para a esquerda do referencial é positivo e para o lado direito é negativo, ou vice-versa. 1.1 Com um estudante parado sobre o referencial e outros dois integrantes do lado direito e esquerdo e de costas para ele, também parados, solicite que os integrantes laterais, iniciem a caminhada, como na figura 1. Figura 1 – Movimentos para direita ou para a esquerda Fonte: (Silva, 2023) Regra: Os demais integrantes do grupo devem se posicionar na frente e atrás dos estudantes que realizarão a atividade. A) Estudantes na frente do experimento, qual o sentido positivo adotado pelo grupo? B) Estudantes atrás do experimento, adotem o mesmo referencial do item “a”. C) Para esses estudantes de frente para a atividade, o sentido do “estudante A”, ao movimentar, é para direita ou para a esquerda? Sentido positivo ou negativo? E do “estudante B” ao movimentar? D) Estudantes atrás dos integrantes do experimento, respondam o item “c” de acordo com suas observações. E) Os resultados dos integrantes na frente e atrás do experimento foram os mesmos? F) Por que ocorre essa diferenciação dos resultados? G) O que é sentido para a direita e para a esquerda, de acordo com o experimento realizado? 60 2. Trajetória e intervalo de tempo do lançamento de uma bola (6 estudantes, no mínimo) Materiais: Bola, celular que grava em câmera lenta, cronômetro. Esta atividade deve ser feita no pátio ou na quadra da escola. É necessária a participação de 4 integrantes do grupo para realizar o experimento. Desenvolvimento: O estudante A, posicionado a certa distância, deve jogar a bola para o estudante B a sua frente, como na figura 2. O estudante C com a câmera 1, posicionadoatrás do estudante B, deve filmar em câmara lenta, o lançamento da bola. O estudante D com a câmera 2, posicionado entre os dois integrantes, também deve filmar em câmera lenta o arremesso da bola. Observe a figura 2. O estudante E, deve marcar o tempo de movimento da bola usando um cronômetro. Os demais integrantes do grupo devem se distribuir e ficarem atrás dos estudantes C e D das câmeras 1 e 2. Figura 2 – Lançamento de uma bola Fonte: (Silva, 2023) A) Qual a trajetória captada pela câmera 1? E pela câmera 2? B) Por que ocorre essa diferença nas trajetórias? C) Quanto tempo a bola gastou para chegar no outro estudante, usando o cronômetro e a filmagem em câmera lenta? D) Se você tivesse filmado em velocidade normal, o tempo da trajetória da bola seria fácil ou difícil de se medir? Justifique. E) Pesquise sobre movimento relativo descrito pelo cientista Galileu Galilei. F) Apresente atividade em slides para a turma. 61 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Velocidade instantânea e velocidade média. Movimento retilíneo e uniforme. (EM13CNT204X) Elaborar explicações, previsões e realizar cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações problema sob uma perspectiva científica. (EM13CNT302) Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental. (EM13CNT303) Interpretar textos de divulgação científica que tratem de temáticas das Ciências da Natureza, disponíveis em diferentes mídias, considerando a apresentação dos dados, tanto na forma de textos como em equações, gráficos e/ou tabelas, a consistência dos argumentos e a coerência das conclusões, visando construir estratégias de seleção de fontes confiáveis de informações. (EM13CNT304X) Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias bélicas, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Estimando o tempo de queda das peças enfileiradas de um dominó. A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), saudações! 62 Dando continuidade na cinemática, neste planejamento exploraremos as propriedades físicas das grandezas velocidade, deslocamento, classificação de movimentos e análise de gráficos no MRU, desenvolvendo as suas qualidades constituintes a partir das ideias do cotidiano, suas unidades de medida usuais até a padronização no sistema internacional de unidades (SI). Além dos momentos pedagógicos apoiados em aulas expositiva e demonstrativa, propomos abaixo métodos complementares para auxiliá-lo(a) na construção das relações de ensino e aprendizagem junto aos estudantes, como: A sala de aula invertida: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o vídeo: Conheça a sala de aula invertida. Disponível em: https://youtu.be/pADyAN15cZ0. O seminário: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o artigo: Metodologias ativas no processo de ensino-aprendizagem utilizando seminários como ferramentas educacionais no componente curricular Química Geral. Disponível em: https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/. No que diz respeito à sala de aula, organize suas intervenções pedagógicas, essencialmente, em quatro momentos: 1) sensibilização: estabeleça conexões entre o tema da aula e a experiência prévia dos estudantes. 2) problematização: transforme o tema da aula em um problema a ser explorado pela turma. 3) investigação: busque na história das ciências, soluções conceituais ao problema identificado. 4) conceituação: recrie e aplique conceitos para a resolução do problema em questão. O presente planejamento busca desenvolver habilidades fundamentais para a formação crítica e ativa dos nossos estudantes. Para tanto, sugerimos uma reflexão acerca das dimensões pertencentes do conceito de velocidade (rapidez), velocidade média, velocidade instantânea. É notória as dificuldades apresentadas pelos estudantes no que se refere às grandezas físicas, suas unidades e suas respectivas conversões de adequação para o SI, ao longo do curso de física. Nesse sentido, este planejamento abordará os temas de forma ativa, ou seja, a partir da prática e vivências em sala de aula e nos conhecimentos prévios dos estudantes, agir, propor, dar protagonismos a eles, torná-los ativos em seu processo de ensino e aprendizagem. Para compreendermos melhor como os elementos supracitados se relacionam e influenciam o nosso cotidiano é importante trabalhar com os estudantes as habilidades de elaborar hipóteses, construir estimativas e problemas para buscar algum modelo explicativo que nos permita interpretar as situações problema. Realizar cálculos a fim de atribuir uma formalização do tema com o rigor da ciência. Modelos estes que, podem ser promovidos por processos tecnológicos, explicativos, dados experimentais, simuladores educacionais norteados por um pensamento estruturado reconhecendo os limites explicativos da ciência. Debata com seus estudantes, situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de ciências com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista. Salientamos que os elementos integrantes deste planejamento (procedimentos metodológicos, contextualização, desenvolvimento, recursos e avaliação) podem ser modificados e adaptados de acordo com as realidades da escola, da turma, dos recursos pedagógicos e tecnológicos disponíveis para você e seus estudantes. Ademais, é importante que a interdisciplinaridade entre as perspectivas científicas, históricas, geográficas, filosóficas e socioemocionais desempenhe um papel significativo na preparação e no desenvolvimento deste planejamento. Desse modo, a ordenação, a estruturação e a articulação dos objetos de conhecimento e das ações pedagógicas aqui presentes poderão ser efetivadas de modo mais https://youtu.be/pADyAN15cZ0https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/ 63 eficiente e eficaz. Assim, este planejamento pode ser desmembrado em quantas aulas julgar necessárias, de acordo com as especificidades e características das turmas atendidas, a flexibilidade de seu planejamento de ensino bimestral ou outras conveniências pedagógicas. Também vale a pena refletir sobre a utilização de sistemas de gerenciamento de conteúdo, como o google classroom, para um melhor aproveitamento do tempo destinado ao desenvolvimento das atividades a serem realizadas em casa, como preparação da aula invertida, quanto em sala de aula. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Projetor multimídia. Para o primeiro contato com os estudantes, sugerimos uma roda de conversa, como metodologia ativa, com a finalidade de identificar os conhecimentos prévios sobre velocidade, rapidez e estimativa do tempo de uma viagem. Esta atividade busca uma aproximação destes objetos de conhecimento com as percepções de visão de mundo que os estudantes possuem em relação ao tema. 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Formalização dos temas Professor(a), a partir deste momento, espera-se que nossos estudantes já conheçam um pouco de física, de referencial, de movimento relativo, intervalos de tempo, ponto material e trajetórias. Apresente o referencial que irá adotar com eles, seja criterioso. Sentidos positivos e negativos para deslocamento e velocidades. Explicite as variações estudadas nos movimentos, como ∆𝑑, ∆𝑠 𝑜𝑢 ∆𝑥, ∆𝑣, ∆𝑡. Atente-se para o caráter vetorial da velocidade média, suas unidades usadas no dia a dia e suas conversões. Aprofunde nos conceitos físicos ao abordar velocidade negativa, MRU, proporcionalidades entre distância e tempo. Mostre situações problema que envolvam velocidade máxima, velocidade média, velocidade instantânea, velocidade constante e a velocidade da luz como uma grandeza física absoluta. Neste planejamento, apresentamos algumas referências para auxiliá-lo na preparação de suas aulas: Diferenças entre velocidade média e instantânea. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/velocidade- media.htm#:~:text=A%20diferen%C3%A7a%20entre%20as%20duas,a%20dire%C3%A7%C 3%A3o%20e%20o%20sentido. Velocidade da luz. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-luz.htm. Movimento Retilíneo Uniforme | Função horária | Gráfico. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=svrF2R63pe4. https://www.youtube.com/watch?v=svrF2R63pe4 64 Proponha para o estudo do MRU, análises de gráficos, tabelas, função horária, classificações dos movimentos, proporcionalidade direta entre distância percorrida e o tempo gasto. Enfatize que a grandeza aceleração no MRU vale zero. 3º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Estudantes protagonistas Inicie este momento com foco na ação dos estudantes e proponha a eles que trabalhem em pequenos grupos. Cada grupo ficará responsável pela execução de uma tarefa a respeito de velocidade instantânea, velocidade escalar média, velocidade média, MRU e gráficos. TEXTO: ESTIMANDO O TEMPO DE QUEDA COM PEÇAS ENFILEIRADAS ( ícone clicável) Professor(a), as atividades sugeridas neste planejamento sobre intervalo de tempo são apoios para os objetos de conhecimento velocidade média e movimento retilíneo uniforme, que julgamos ser imprescindível na “linguagem científica” de nossos estudantes. É importante, ao longo do ano letivo, retomar esses conceitos de velocidade constante, previsibilidade de tempo com distâncias proporcionais, principalmente ao estudar as Leis de Newton. Dica: Solicite aos estudantes que façam mapas mentais dos temas estudados. É uma ótima estratégia de aprendizagem ativa. Segue um vídeo bem legal ensinando a fazer um mapa mental em física. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ. https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ 65 ANEXO TEXTO: ESTIMANDO O TEMPO DE QUEDA COM PEÇAS ENFILEIRADAS ( ícone clicável) Estimando o tempo de queda com peças enfileiradas Caro estudante, suas ações educacionais lhes ajudarão a se tornar crítico e ativo em seu processo de aprendizagem em física. Para tais objetivos, realize as seguintes atividades práticas com foco e determinação. Velocidade média (4 estudantes) Materiais − Jogo de dominó ou peças (blocos) de madeira de mesma massa e tamanho. − Fita métrica. − Régua milimetrada. − Cronômetro. Objetivos − Medir o tempo de queda dos dominós e calcular a velocidade média Desenvolvimento − Coloque as peças do dominó de pé e alinhadas por uma distância de 1 metro. Com auxílio de uma régua ou fita métrica, distribua as peças de maneira uniforme, veja a figura 1, de tal forma que elas tenham a mesma distância entre si. Acione o cronômetro junto com o impulso para derrubar a primeira peça com a mão. A) Quanto tempo gastou para que todas as peças sejam derrubadas? B) Calcule a velocidade média da queda das peças em cm/s e m/s. C) Estime o tempo de queda de peças enfileiradas em linha reta, por uma distância de 2 m e com o mesmo espaçamento entre peças de sua prática anterior. D) O número de peças interfere na medida do tempo do “item c”? Por quê? E) O impulso inicial (força necessária para derrubar a primeira peça), influencia no resultado da estimativa do tempo de queda do “item c”? Por qual motivo? Figura 1 – Distribuição uniforme das peças de dominó Fonte: (Silva, 2023) 66 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 02: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 03: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Movimento retilíneo uniformemente vari- ado e queda livre (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações problema sob uma perspectiva científica. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Medindo a altura sabendo apenas o tempo de queda. A) APRESENTAÇÃO: Professor(a), saudações! Para este planejamento, exploraremos as propriedades físicas das grandezas aceleração horizontal e vertical, velocidade e distâncias percorridas em movimentos acelerados e o estudo da queda livre dos corpos próximos à superfície da Terra, desenvolvendo as suas qualidades constituintes a partir das ideias do cotidiano, suas unidades de medida usuais até a padronização no sistema internacional de unidades (SI). Além dos momentos pedagógicos apoiados em aulas expositiva e demonstrativa, propomos abaixo métodos complementares para auxiliá-lo(a) na construção das relações de ensinoe aprendizagem junto aos estudantes, como: A sala de aula invertida: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o vídeo: Conheça a sala de aula invertida. Disponível em: https://youtu.be/pADyAN15cZ0. O seminário: para conhecer mais sobre esse método ativo de aprendizagem confira o artigo: Metodologias ativas no processo de ensino-aprendizagem utilizando seminários como ferramentas educacionais no componente curricular Química Geral. Disponível em: https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/. No que diz respeito à sala de aula, organize suas intervenções pedagógicas, essencialmente, em quatro momentos: 1) sensibilização: estabeleça conexões entre o tema da aula e a experiência prévia dos estudantes. 2) problematização: transforme o tema da aula em um problema a ser explorado pela turma. 3) investigação: busque na história das ciências, soluções conceituais ao problema identificado. https://youtu.be/pADyAN15cZ0 https://www.redalyc.org/journal/5606/560662197050/html/ 67 4) conceituação: recrie e aplique conceitos para a resolução do problema em questão. O presente planejamento busca desenvolver habilidades fundamentais para a formação crítica e ativa dos nossos estudantes. Para tanto, sugerimos uma reflexão acerca das dimensões pertencentes ao conceito de aceleração e os movimentos acelerados e retardados. É notória as dificuldades apresentadas pelos estudantes no que se refere às tais grandezas físicas, suas unidades e suas respectivas conversões de adequação para o SI, ao longo do curso de física. Nesse sentido, este planejamento abordará os temas de forma ativa, ou seja, a partir da prática e vivências em sala de aula e nos conhecimentos prévios dos estudantes como, agir, propor, dar protagonismos a eles, torná-los ativos em seu processo de ensino e aprendizagem. Para compreendermos melhor como os elementos supracitados se relacionam e influenciam o nosso cotidiano é importante trabalhar com os estudantes as habilidades de elaborar hipóteses, construir estimativas e problemas para buscar algum modelo explicativo que nos permita interpretar as situações problema. Realizar cálculos a fim de atribuir uma formalização do tema com o rigor da ciência. Modelos estes que, podem ser promovidos por processos tecnológicos, explicativos, dados experimentais, simuladores educacionais norteados por um pensamento estruturado reconhecendo os limites explicativos da ciência. Debata com seus estudantes, situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de ciências com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista, sempre apoiado(a) em referências confiáveis. Salientamos que os elementos integrantes deste planejamento (procedimentos metodológicos, contextualização, desenvolvimento, recursos e avaliação) podem ser modificados e adaptados de acordo com as realidades da escola, da turma, dos recursos pedagógicos e tecnológicos disponíveis para você e seus estudantes. Ademais, é importante que a interdisciplinaridade entre as perspectivas científicas, históricas, geográficas, filosóficas e socioemocionais desempenhe um papel significativo na preparação e no desenvolvimento deste planejamento. Desse modo, a ordenação, a estruturação e a articulação dos objetos de conhecimento e das ações pedagógicas aqui presentes poderão ser efetivadas de modo mais eficiente e eficaz. Assim, este planejamento pode ser desmembrado em quantas aulas julgar necessárias, de acordo com as especificidades e características das turmas atendidas, a flexibilidade de seu planejamento de ensino bimestral ou outras conveniências pedagógicas. Também vale a pena refletir sobre a utilização de sistemas de gerenciamento de conteúdo, como o google classroom, para um melhor aproveitamento do tempo destinado ao desenvolvimento das atividades a serem realizadas em casa, como preparação da aula invertida, quanto em sala de aula. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso e projetor multimídia. Para o primeiro contato com os estudantes, sugerimos uma roda de conversa, como metodologia ativa, com a finalidade de identificar os conhecimentos prévios sobre aceleração e seus riscos para o ser humano, aceleração da gravidade, as unidades de medida e os ramos da ciência estudados na física. Esta atividade busca uma aproximação destes objetos de conhecimento com as percepções de visão de mundo que os estudantes possuem em relação ao tema. 68 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Formalização dos temas Professor(a), dando continuidade nos movimentos, espera-se que nossos estudantes já conheçam um pouco de velocidade média, MRU, intervalos de tempo, ponto material, trajetórias e deslocamentos. Apresente o referencial que irá adotar com eles, seja criterioso. Sentidos positivos e negativos para deslocamento e velocidades. Explicite a aceleração como a taxa de variação temporal da velocidade. Mostre como interpretar a unidade de aceleração positiva e negativa. Aprofunde nos conceitos físicos ao abordar distância e tempo no MRUV através de gráficos e cálculo de áreas. Mostre situações problema que envolvam velocidade variável, deslocamento e aceleração sem saber o tempo de cada evento, apoiado(a) na equação de Torricelli. Neste planejamento apresentamos algumas referências para auxiliá-lo na preparação de suas aulas: Aceleração Média / Aceleração Escalar Média. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=Too_l2YyzM8. MRUV - Movimento Retilíneo Uniformemente Variado | Teoria e Resolução de Exercícios. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=kPS4Amy2FZg. De onde vem o "Sorvetão" do movimento acelerado? | Curiosidade e aprofundamento - Equação da Distância no MRUV. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=jG75E9ffi3o. Dedução do Sorvetão - Demonstração da função horária da posição [M.U.V]. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=Gwscex6IoIg. Equação de Torricelli - Minicurso Básico de Cinemática. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=UlL5woKd7MY. Queda Livre. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=-OH7Fg6KKBQ. Experimento de Galileu realizado na Maior câmara de vácuo do mundo Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qSeW0f51QzY. Proponha para o estudo do MRU, análises de gráficos, tabelas, função horária, classificações dos movimentos, proporcionalidade direta entre distância percorrida e o tempo gasto. Enfatize que a grandeza aceleração no MRUV é diferente de zero e constante. 2º MOMENTO Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Texto impresso. Estudantes protagonistas Inicie este momento com foco na ação dos estudantes e proponha a eles que trabalhem em pequenos grupos. Cada grupo ficará responsável pela execução de uma tarefa a respeito de aceleração, velocidade https://www.youtube.com/watch?v=Too_l2YyzM8 https://www.youtube.com/watch?v=kPS4Amy2FZg https://www.youtube.com/watch?v=jG75E9ffi3o https://www.youtube.com/watch?v=Gwscex6IoIg https://www.youtube.com/watch?v=UlL5woKd7MY https://www.youtube.com/watch?v=-OH7Fg6KKBQ https://www.youtube.com/watch?v=qSeW0f51QzY 69 variável, intervalos de tempos e distâncias percorridas. TEXTO: MEDIDA DO TEMPO DE REAÇÃO E A VELOCIDADE ( ícone clicável) Professor(a), as atividades sugeridas neste planejamento são apoios para os objetos de conhecimento MRUV que, julgamos ser imprescindível na “linguagem científica” de nossos estudantes. É importante, ao longo do ano letivo, retomar os conceitos aqui abordados, sempre que necessários. Dica: Solicite aos estudantes que elaborarem mapas mentais dos objetos de conhecimento.É uma ótima estratégia de aprendizagem ativa. Segue um vídeo bem legal ensinando a fazer um mapa mental em física. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ. https://www.youtube.com/watch?v=o004tU8macQ 70 ANEXO TEXTO: MEDIDA DO TEMPO DE REAÇÃO E A VELOCIDADE ( ícone clicável) 1. Medida do tempo de reação e a velocidade Caro(a) estudante, você já realizou esta atividade quando estudou unidades de medida. Vamos repeti-la agora, com outro foco, fazer outras observações e ampliar o entendimento do fenômeno cinemático. Materiais: − 1 régua de 30 cm. − 1 cronômetro (pode usar o celular). Professor(a), forme grupos com 3 ou 4 estudantes. É interessante que a atividade seja feita em espaço aberto como o pátio ou a quadra da escola. Objetivos: − Medir o tempo de reação e a velocidade na queda. Desenvolvimento: − Cada integrante deve ficar responsável por algo. Por exemplo, um estudante fica responsável pela régua, outro com o cronômetro e assim por diante. Regras da atividade: 1 - O estudante 1 é responsável por fazer uma pinça com os dedos polegar e indicador deve deixá-los retos com uma distância de 3 cm. 2 - O estudante 2 deve posicionar a régua verticalmente imediatamente acima da pinça de dedos, com o zero situado neste ponto. 3 - O estudante 2 que estiver com a régua deve fazer a contagem de 1 até 3 e soltá-la da vertical. Não esquecer de dizer “já”. 4 - O estudante 3 com o cronômetro deve acioná-lo quando ouvir o “já” do colega. 5 - O estudante 1 deve segurar a régua abandonada com a pinça feita com os dedos. 6 - O grupo deve anotar a distância percorrida pela régua desde o zero até o ponto que a pinça dos dedos a segurou e o tempo gasto cada vez que a régua for abandonada. Fazer isso pelo menos 10 vezes e anotar cada repetição na tabela a seguir. Estimativa do tempo de queda e da velocidade final Abandono da régua Distância percorrida (cm) Tempo de queda (s) Velocidade final (cm/s) 1ª vez 2ª vez 3ª vez 4ª vez 5ª vez Média Professor(a), se julgar necessário mais repetições fique à vontade para alterar a tabela. 71 Discussão 1 - Alguma das medidas de tempo ou distância se repetiu? Quantas? 2 - Quais fatores externos podem ter atrapalhado a medição? 3 - Medir uma grandeza física é fácil ou difícil? Justifique. 4 - Para melhorar a precisão das medidas de tempo e de distância que vocês mediram, o que fariam a mais ou de diferente? 5 - Quantos algarismos significativos usaram nas respostas encontradas? E, quantas casas decimais estipularam nas medidas? 6 - Calcule a velocidade final da queda da régua no instante em que ela foi presa pela pinça feita com os dedos. Considere, neste caso, que a aceleração da gravidade local vale 10 m/s2. 7 - Calcule, utilizando as médias de distância e tempo, a velocidade final da queda da régua no instante em que ela foi presa pela pinça feita com os dedos. Considere, neste caso, que a aceleração da gravidade local vale 10 m/s2. 2. Arremesso vertical (3 estudantes) − A atividade pode ser feita em sala ou na quadra da escola. Material: − Objeto pequeno (borracha, caneta lápis ou bola) Desenvolvimento − Arremesse o pequeno objeto verticalmente para cima de tal forma que ele retorne para sua mão. 1 - Após sair de sua mão, qual grandeza física age sobre o objeto? Qual seu sentido na subida? E na descida? 2 - Faça a representação da velocidade e da aceleração nos instantes do lançamento, subindo, no ponto de altura máxima, descendo e quando retorna ao ponto de partida. 3 - Classifique o movimento na subida. Justifique. 4 - Classifique o movimento na descida. Justifique. 5 - Por que o tempo de subida pode ser considerado igual ao tempo de descida? 6 - Considerando a resistência do ar, o que aconteceria com o lançamento? 7 - Desconsiderando a resistência do ar, qual deve ser a velocidade quando o objeto retornar ao ponto de lançamento? 8 - Faça um gráfico de todo o movimento representando a distância percorrida, a velocidade e a aceleração subindo e descendo. 3. Independência de movimentos (4 estudantes) A atividade pode ser feita na sala ou em um lugar que tenha uma mesa para fazer o arremesso. Material − Borrachas (ou dois objetos pequenos). − Bancada ou uma mesa. − Cronômetro. − Filmadora. 72 Desenvolvimento: Simultaneamente abandone uma das borrachas na vertical, enquanto arremessa a outra na direção horizontal. Filme a experiência e meça o tempo de queda. 1 - O tempo de queda do objeto na vertical é igual, maior ou menor que o tempo do objeto lançado na horizontal? 2 - O que Galileu Galilei relatou a respeito desse experimento? 3 - Qual o significado de vácuo na física? 4 - Qual a importância da independência da direção dos movimentos na física? 4. Queda livre dos corpos (4 estudantes) Atividade pode ser feita no pátio ou na quadra da escola Material: − folhas A4 (ou duas folhas de caderno iguais) − Um livro ou um caderno Desenvolvimento: 1 - Abandone, de certa altura, a folha A4 e o livro ao mesmo tempo. a) Quem chega primeiro ao chão? b) Por que isso ocorre? c) Se não tivesse ar (vácuo) o que aconteceria com o tempo de queda dos corpos? 2 - Abandone, de certa altura, as duas folhas A4 ao mesmo tempo. a) Quem chega primeiro ao chão? b) Por que isso ocorre? c) Se não tivesse ar (vácuo) o que aconteceria com o tempo de queda dos corpos? 3 - Abandone, de certa altura, a folha A4 e a outra folha A4 amassada em forma de uma bolinha. a) Quem chega primeiro ao chão? b) Por que isso ocorre? c) Se não tivesse ar (vácuo) o que aconteceria com o tempo de queda dos corpos? 4 - Abandone, de certa altura, a bolinha da folha A4 e o livro ao mesmo tempo. a) Quem chega primeiro ao chão? b) Por que isso ocorre? c) Se não tivesse ar (vácuo) o que aconteceria com o tempo de queda dos corpos? 5 - Abandone, de certa altura, a bolinha da folha A4 sobre o livro. a) Quem chega primeiro ao chão? b) Por que isso ocorre? c) Se não tivesse ar (vácuo) o que aconteceria com o tempo de queda dos corpos? d) Explique o que significa “pegar o vácuo”. 6 - Pesquise sobre Galileu Galilei e a queda dos corpos. Como ele chegou à conclusão da aceleração da gravidade, para queda de corpos próximos à superfície da Terra? 73 REFERÊNCIAS AMABIS, J. M. et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. v1. São Paulo: Moderna, 2020. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. Acesso em: 06 out. 2023. DIAS, Diogo Lopes. Unidades de medida, Brasil Escola, [S.I.], 2023. Disponível 06 out. 2023.. GREF. Grupo de reelaboração do ensino de Física (GREF). Física, eu? Leituras de Mecânica de 1 a 6. São Paulo. 2020. Disponível em: https://fep.if.usp.br/~profis/gref.html. Acesso em: 26 out. 2023. HELERBROCK, Rafael. Sistema Internacional de Unidades, Brasil Escola, [S.I.], 2023 Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades-si.htm. Acesso em: 06 out. 2023. HEWITT, Paul G. Física Conceitual. trad. Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina. 9 ed. Porto Alegre: Bookman,2002. LUZ, Antônio Máximo Ribeiro da; ALVARENGA, Beatriz; GUIMARÃES, Carla da Costa. Física: Contexto e aplicações. 2ª ed. V1. São Paulo: Scipione, 2016. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2022. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de- cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MINAS GERAIS. Secretariado Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. RELATIVIDADE DO MOVIMENTO. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view. Acesso em: 26 out. 2023. UNIDADES DE MEDIDA. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1NLUATN5dl94i7aPowFJ3LvWNKEFU3iyw/view. Acesso em: 06 out. 2023. http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf https://fep.if.usp.br/~profis/gref.html https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades-si.htm https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view https://drive.google.com/file/d/1NLUATN5dl94i7aPowFJ3LvWNKEFU3iyw/view 74 REFERÊNCIA 2024 MATERIAL DE APOIO PEDAGÓGICO PARA APRENDIZAGENS – MAPA COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. Competência 3: Analisar situações-problema e avaliar aplicações do conhecimento científico e tecnológico e suas implicações no mundo, utilizando procedimentos e linguagens próprios das Ciências da Natureza, para propor soluções que considerem demandas locais, regionais e/ou globais, e comunicar suas descobertas e conclusões a públicos variados, em diversos contextos e por meio de diferentes mídias e tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC). OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Modelos atômicos. (EM13CNT201) Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostas em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente. (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências. (EM13CNT301) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Somos um universo de átomos ou muitos átomos no universo? A) APRESENTAÇÃO: Neste planejamento de Química aprofundaremos o conhecimento atômico analisando os modelos representativos com enfoque no modelo atômico atual. Além dos momentos pedagógicos baseados em aulas interativas, utilizaremos recursos tecnológicos para dinamizar o aprendizado. Desenvolvendo as habilidades propostas neste planejamento, respectivamente, respectivamente, o presente planejamento busca primeiramente, analisar e discutir os conhecimentos adquiridos pelos estudantes no Ensino Fundamental, partindo de uma revisão e colocando-se a par do nivelamento dos estudantes no primeiro momento, para posteriormente, em um segundo e terceiro momento, interpretar os resultados e realizar previsões baseadas em atividades referentes aos modelos atômicos em geral e na estrutura atômica, de íons e finalizar, em último momento, com a construção do conhecimento a respeito do modelo atômico atual, sob a perspectiva quântica e tecnológica. 75 Portanto, pretende-se neste planejamento tornar o conteúdo menos abstrato recorrendo a recursos tecnológicos como o aplicativo Zappar para visualização em realidade virtual dos modelos atômicos, também será disponibilizado links e Qr codes de vídeos curtos e um livreto, selecionados para acrescentar as aulas e conteúdos abordados dinamismo e interatividade, além de possibilitar a utilização em sala de aula ou como atividade para domicílio, por fim disponibilizamos dinâmicas que contribuem para tornar a aula mais atraente e divertida para os estudantes. Todo o planejamento foi elaborado para atender as diferentes realidades escolares, por isso, possui materiais fáceis de serem encontrados e de baixo custo, além de simplicidade e facilidade para o desenvolvimento da prática docente. B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: REVISÃO Organização da turma Grupos de no máximo cinco estudantes. Recursos e providências Folhas em branco e pincel. Os conteúdos: átomos, modelos atômicos e formação da matéria, já foram explanados sucintamente no Ensino Fundamental, mas precisam ser aprofundados no Ensino Médio. Portanto, torna-se essencial a verificação prévia do teor do conhecimento adquirido pelos estudantes, a fim de alinhar a turma para prosseguir com as atividades. Por isso, nesse primeiro momento, uma revisão faz-se necessária. Logo, professor, inicie dividindo os estudantes em grupos. Entregue três folhas para cada grupo, uma com a letra A, outra com a letra B e a terceira com a letra C, escritas com o maior tamanho possível. Oriente os estudantes sobre a dinâmica que consistirá em um Quiz, onde perguntas serão feitas e três alternativas serão oferecidas. O grupo terá cerca de um minuto para decidir a alternativa correta. Após o sinal pré-combinado entre vocês, os grupos simultaneamente, deverão levantar a folha com a alternativa escolhida. As perguntas devem ser diretas e objetivas, como os exemplos indicados na Tabela 1. Entretanto, podem ser substituídas ou outras podem ser acrescentadas por você, professor. As respostas, corretas ou não, devem ser comentadas e explicadas. Contabilize no quadro, os acertos de cada grupo para incentivá-los. Observe os estudantes durante as discussões entre eles, perceba os que são participativos, faça perguntas no decorrer da explicação, de forma que o estudante complete o raciocínio, ou seja, interaja com eles durante toda a dinâmica. 76 Tabela 1 - Ficha de consulta do professor para realização do Quiz Perguntas Respostas A B C O que significa a palavra átomo? Divisível Positivo Indivisível Os elétrons possuem carga? Neutra Negativa Positiva Os nêutrons possuem massa? Igual à dos elétrons Igual à dos prótons Eles não possuem massa Matéria necessariamente possui? Massa e volume Massa e cheiro Volume e cor Os prótons apresentam carga de valor: -1 0 +1 O cientista considerado pai dos elétrons é: Dalton Thomson Rutherford Toda matéria é formada por: Átomos Misturas Metais No núcleo atômico concentram-se as partículas: Prótons e nêutrons Prótons e elétrons Elétrons e nêutrons O modelo atômico de Rutherford é conhecido como: Bola de bilhar Pudim de passas Planetário O átomo que perde elétrons torna- se um: Cátion Ânion Isótopo O cientista Bohr organizou a eletrosfera inserindo ao modelo atômico: Os nêutrons entre os elétrons Os níveis ou camadas de energia O núcleo atômico Não é matéria, mas somente energia: Ar atmosférico Sol Calor Número atômico corresponde a quantidade de: Elétrons Prótons Nêutrons A massa atômica é a soma de quais partículas: Prótons e nêutrons Prótons e elétrons Elétrons e nêutrons Qual é o estado físico mais energético que encontramos na matéria? Sólido Líquido Gasoso Fonte: (Santos, 2023) A partir das suas observações, posicionamentose respostas dos estudantes, você, professor, poderá pontuar e reforçar os tópicos necessários para prosseguir e traçar a continuação do seu planejamento. 77 2º MOMENTO: MODELOS ATÔMICOS Organização da turma Grupos de no máximo cinco estudantes. Recursos e providências Projetor multimídia, permissão da supervisão/direção escolar para uso de celulares pelos estudantes em sala de aula, impressões e cópias xerográficas. O estudo dos modelos atômicos compreende o reconhecimento dos cientistas envolvidos, bem como as alterações estabelecidas ao átomo por eles. Portanto, é necessário que os estudantes relacionem essas informações e percebam como o avanço tecnológico e científico permitiu tais descobertas. Nesse momento, torna-se importante trabalhar a cronologia da história atômica e a ilustração dos modelos atômicos com o objetivo de tornar o conteúdo menos abstrato para os estudantes Para ilustrar e dinamizar a cronologia atômica, sugerimos o vídeo encontrado no Qr code ao lado ou pelo link disponibilizado nas referências. O ideal é que os estudantes assistam juntos em sala de aula, mas caso não seja possível, o acesso também estará disponível no caderno do estudante para que o mesmo consiga assistir em casa. Após a sessão é importante um instante para que os estudantes possam expor suas críticas, dúvidas e questionamentos em relação ao conteúdo abordado. Imagem 1 - Vídeo aula sobre átomos: origem e modelos Fonte: (Se liga na Educação, 2023) Em seguida, ainda utilizando o projetor multimídia, apresente o aplicativo ZAPPAR, disponível gratuitamente no Google play. Esse aplicativo de realidade aumentada, permite que os estudantes consigam visualizar em 3D os modelos atômicos, trazendo dessa forma, mais interatividade entre os estudantes e as tecnologias atuais disponíveis. No Qr code ao lado, encontra-se o livreto que disponibiliza o acesso ao aplicativo e também ao conteúdo virtual, além de leitura sobre os modelos atômicos e exercícios para os estudantes realizarem após a interação. Imagem 2 - Livreto sobre a evolução dos modelos atômicos utilizando realidade aumentada Fonte: (Educapes, 2020) O ideal é que cada grupo receba pelo menos uma cópia do livreto para realização das atividades em sala de aula, de acordo com a programação do seu planejamento, professor. Caso não seja possível, o acesso também estará disponível no caderno do estudante para que o mesmo consiga realizar as atividades em casa e posteriormente sejam corrigidas em sala de aula. 78 3º MOMENTO: ESTRUTURA ATÔMICA Organização da turma Grupos de no máximo cinco estudantes. Recursos e providências Impressões e cópias xerográficas, feijões de três tipos diferentes ou três tipos de grãos diferentes. A dinâmica sugerida a seguir, reúne pontos essenciais para o bom entendimento da estrutura atômica, visto que aborda a localização das partículas no átomo, prótons, nêutrons e elétrons, a divisão do átomo em núcleo e eletrosfera, o ganho ou perda de elétrons formando ânions ou cátions, os valores de número atômico e massa atômica, e também a organização da eletrosfera em níveis de energia. Tópicos que precisam ser bem assimilados pelos estudantes antes do prosseguimento do seu planejamento, pois são pré-requisitos para futuros aprendizados. Para facilitar e dinamizar o processo, iremos trabalhar com elementos de menor número atômico. Inicie dividindo os estudantes em grupo, entregue a folha impressa ou xerocada e 60 grãos de feijões. Separe 20 grãos de cada qualidade, exemplo: 20 grãos de feijão preto, 20 grãos de feijão carioquinha e 20 grãos de feijão roxo ou grãos diferentes, exemplo: 20 grãos de feijões, 20 grãos de milho de pipoca e 20 grãos de amendoim. Escreva no quadro e enfatize para os estudantes a representatividade da partícula atômica por qual tipo de grão. A atividade consistirá na representação dos elementos químicos (prótons, nêutrons e elétrons) nos espaços representados (núcleo e níveis de energia) na folha impressa apresentada na imagem 3. Sugerimos três rodadas, sendo a primeira destinada a representação de átomos neutros, a segunda rodada de cátions e a terceira rodada de ânions. Os elementos químicos para representação estão em cartões na tabela 2 abaixo, eles devem ser recortados e colocados em um recipiente separadamente por rodadas, a cada rodada um estudante de cada grupo pegará um elemento (cartão) para representar. Deixe o tempo de término livre para que todos os grupos consigam entender e finalizar a atividade, mas anote no quadro o grupo que finalizou primeiro como forma de incentivo. Ao término da rodada, recolha os cartões e inicie uma nova rodada. Caso faça mais de três rodadas, não permita que um grupo represente o mesmo elemento químico. Tabela 2 - Cartões dos elementos químicos para sorteio pelo professor 1° rodada - Átomos neutros Berílio Be Z = 4 e A = 9 Carbono C Z = 6 e A = 12 Hélio He Z = 2 e A = 4 Neônio Ne Z = 10 e A = 20 Boro B Z = 5 e A = 11 Argônio Ar Z = 18 e A = 40 sódio Na Z = 11 e A = 23 Hidrogênio H Z = 1 e A = 1 79 2° rodada - Cátions Hidrogênio H + Z = 1 e A = 1 Lítio Li + Z = 3 e A = 7 Sódio Na + Z = 11 e A = 23 Magnésio Mg 2+ Z = 12 e A = 24 Alumínio Al3+ Z = 13 e A = 27 Potássio K + Z = 19 e A = 39 Cálcio Ca 2+ Z = 20 e A = 40 Silício Si 4+ Z = 14 e A = 28 3° rodada - Ânions Hidrogênio H - Z = 1 e A = 1 Nitrogênio N 3- Z = 7 e A = 14 Oxigênio O 2- Z = 8 e A = 16 Flúor F - Z = 9 e A = 19 Cloro Cl - Z = 17 e A = 35 Enxofre S 2- Z = 16 e A = 32 Fósforo P 3- Z = 15 e A = 31 Carbono C 4- Z = 6 e A = 12 Fonte: (Santos, 2023) Repare professor, que disponibilizamos apenas oito cartões por rodada, portanto, a quantidade de grupos não poderá ultrapassar esse valor. É previsível que os estudantes tenham dificuldade inicialmente, mas conforme forem passando as rodadas, essas dificuldades vão diminuindo. Por isso, é imprescindível o seu auxílio e explicações, principalmente nas rodadas iniciais. 80 Imagem 3 - Representação da estrutura atômica para o professor. Fonte: (Santos, 2023) 4º MOMENTO: MODELO ATÔMICO ATUAL (BASES DA TEORIA QUÂNTICA) Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Projetor multimídia, quadro, pincel e folhas em branco. Para finalizar nosso primeiro planejamento, é indispensável que os estudantes adquiram entendimentos básicos da teoria quântica para compreensão do modelo atômico atual. Sabemos que o assunto é extremamente complexo e com matemática avançada, justamente por isso, deve ser trabalhado de forma que apenas esclareça a origem e necessidade da física quântica, devido a lacunas na física clássica. 81 Ao lado , sugerimos, no QR code, um vídeo com os principais cientistas e suas respectivas pesquisas e contribuições para a conformação da teoria quântica, logo, para a configuração do atual modelo atômico. O ideal é a exibição, em sala de aula, com todos os estudantes juntos; mas caso não seja possível, o link estará disponível no caderno de atividades dos estudantes para que possam assistir em casa e também estará disponível nas referências . Imagem 4 - Como a mecânica quântica explica a estrutura do átomo? Fonte: (Mapas da Química, 2023) Para assimilação e organização das informações, que tal a construção de uma linha do tempo em conjunto com os estudantes, após a sessão? Sugerimos a construção, no quadro, relacionando o cientista, a data de publicação de sua pesquisa e a titulação de seu trabalho, conforme indicado na imagem 5.Imagem 5 - Exemplo de linha do tempo até o modelo atômico atual PRINCÍPIO DA TEORIA QUÂNTICA À FORMAÇÃO DO MODELO ATÔMICO ATUAL 1900 1913 1927 1932 Energia quantizada Primeiro modelo Princípio da Incerteza Descoberta dos proposto por atômico quântico proposto por nêutrons por Max Planck proposto por Niels Bohr Heisenberg Chadwick 1905 1924 1927 Modelo Efeito fotoelétrico Dualidade Equação de onda atômico explicado por Einstein onda-partícula probabilística e atual por De Broglie modelo atômico de Schrödinger Fonte: (Santos, 2023) Durante a elaboração da linha do tempo, reforce as definições de cada proposta e explique todas as referências apresentadas fazendo alusões, sempre que possível. Na explicação do princípio da incerteza de Heisenberg, por exemplo, pergunte se algum estudante possui cão ou gato, provavelmente pelo menos um responderá sim. Em seguida, pergunte se o pet fica solto pela casa e quintal ou preso pela coleira. Caso o estudante responda “solto”, o questione: “Seu pet está dentro ou fora da casa nesse instante?”, independente da resposta, pergunte-lhe se ele tem certeza absoluta de sua afirmativa. Então, a partir dessa linha de raciocínio, apresente o questionamento correto levando em consideração as incertezas, “É mais provável que o pet esteja dentro de casa ou no quintal?”, novamente, independente da resposta, comece a trabalhar com probabilidade, peça ao estudante para estabelecer valores em porcentagem entre 1 a 99, a essas localizações. Finalize relacionando todos esses questionamentos a teoria de Heisenberg e a probabilidade referente a localização do elétron, onde não afirmamos, pois não temos certeza, apenas trabalhamos com o mais provável. 82 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Tabela periódica. (EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicati- vos das ciências. (EM13CNT209X) Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreenden- do suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais. PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Somos formados por poeira estelar e “a culpa é das estrelas”? A) APRESENTAÇÃO: Neste segundo planejamento, abordaremos os elementos químicos, a partir da análise e interpretação da tabela periódica. Para isso, os momentos pedagógicos serão embasados em aulas interativas, recorrendo a metodologias ativas e tecnológicas. Desenvolvendo as habilidades (EM13CNT205) e (EM13CNT209X), prosseguimos com o nosso planejamento, com foco nos elementos químicos, suas classificações e organização na tabela periódica, além de suas características e aplicações. Inicialmente, é importante trabalhar os números quânticos juntamente com o diagrama de Pauling, para que os estudantes consigam identificar os elementos químicos na tabela periódica por meio da distribuição eletrônica, forma mais cobrada pelo ENEM. Em seguida, as classificações em metais, ametais e gases nobres, as denominações dos grupos e períodos, a diferença entre elementos naturais e artificiais, e também a relação entre a coluna e o nox dos elementos que ela contém, são pontos importantes que precisam ser explanados. Para finalizar, espera-se que os estudantes relacionem as características e classificações de importantes elementos químicos para o cenário brasileiro e/ou mundial, mostrando entrosamento com questões atuais e embasamento para análises e interpretações. Contudo, a proposta desse planejamento é dinamizar e aproximar os estudantes do vasto universo contido nas informações presentes na tabela periódica. Contaremos para essa finalidade, com uma dinâmica para melhor compreensão dos estudantes sobre a relação existente entre os números quânticos, diagrama de Pauling e a organização da tabela periódica por diferenças energéticas. Teremos também vídeos que dinamizam e ilustram conhecimentos a respeito da história da configuração da tabela periódica, além da diferenciação dos elementos naturais e artificiais. Finalizaremos ludicamente para estimular e reforçar a aprendizagem de uma forma leve e descontraída, tendo os estudantes a responsabilidade de analisar e interpretar dados através de um bingo adaptado para o estudo da química. 83 B) DESENVOLVIMENTO: 1º MOMENTO: DIFERENÇA ENTRE ELEMENTOS NATURAIS E ARTIFICIAIS Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Projetor multimídia. Nada mais justo, do que iniciarmos nosso segundo planejamento explicando aos estudantes o começo de tudo, ou seja, a origem dos elementos químicos e como surgiu a necessidade de organizá-los, culminando no que conhecemos como tabela periódica. Conhecer a história da criação dos elementos químicos, naturais e artificiais, torna-se importante para melhor compreensão, pelos estudantes, do porquê e como se deu a configuração atual deste objeto do conhecimento, a tabela periódica, além de ajudar na valorização da ciência como um todo. Após a montagem da estrutura do projetor multimídia, passe dois vídeos que abordam pontos importantes deste momento pedagógico, a origem dos elementos químicos. O primeiro vídeo (imagem 1), explica a origem dos elementos naturais nas estrelas, retratando desde a formação do Hidrogênio, logo após a explosão do Big Bang até as outras fusões que ainda ocorrem no espaço. Já no segundo vídeo (imagem 2), descreve o uso da tecnologia pelo homem na produção e criação de elementos químicos artificiais pelo processo de fusão nuclear. Imagem 1 - Como surgiram os elementos químicos Fonte: (CTS UFSJ – CAP, 2021) Imagem 2 - Como criar um novo elemento Fonte: (Ciência todo dia, 2021) Exiba os vídeos, um após o outro, deixando as discussões para o final. Faça uma roda de conversa e inicie as indagações aos estudantes de forma aleatória, perguntando o entendimento deles, em relação a diferença entre elementos naturais e artificiais, onde eles são produzidos e encontrados. Questione também sobre a diferença entre os processos de fusão e fissão, e o tamanho dos átomos que esses processos dão origem. Outro ponto importante a ser debatido, é a finalidade desses processos para a atualidade. Descreva a fusão e fissão como processos que absorvem e liberam muita energia, fazendo dessa forma, que o estudante entenda a diferença entre a fissão que acontece em usinas nucleares e a fusão que ocorre no interior de estrelas ou em reatores para sintetizar novos elementos químicos. Finalise com a seguinte interrogação para os estudantes: ”Vocês acreditam que os cientistas irão descobrir novos elementos químicos, ou seja, elementos acima do número atômico 118?” Independente da resposta, peça-lhes para justificarem. A intenção deste questionamento é observar a ligação que os estudantes fazem entre a evoluçãotecnológica com o avanço da ciência e novas descobertas. Finalize o momento pedagógico pedindo para os estudantes organizarem o conteúdo adquirido em um mapa mental. Para isso, organize-os em trios, incentivando a troca de informações, argumentação e trabalho em equipe. Para a realização da atividade, você pode, professor, levá-los para o laboratório de informática e cada trio ficará com um computador. Apresente o aplicativo MindMeister ou a plataforma 84 Canva, como recursos tecnológicos que podem ser utilizados para desenvolvimento da atividade, ambos são bem intuitivos e gratuitos. Caso contrário, a atividade também pode ser efetivada em sala de aula, utilizando folha A4 ou cartolina. O objeto central do mapa mental são os elementos químicos, sendo duas ramificações, os elementos naturais e os elementos artificiais. A partir desse ponto, oriente os estudantes a colocarem a maior quantidade possível de informações que diferencie os elementos artificiais e naturais. Mas, as informações devem ser resumidas em poucas palavras, se possível apenas uma a cada informação acrescentada. As informações devem ser referentes a quantidade de elementos químicos, origem, processos de obtenção, características e toda informação pertinente apontada pelos estudantes. 2º MOMENTO: NÚMEROS QUÂNTICOS Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa, pincel para lousa, impressão ou folha xerográficas. Primeiramente, explique o conceito dos quatro números quânticos e também do diagrama de energia de Pauling. Em seguida, entregue para cada estudante uma cópia da imagem 4, disponibilizada abaixo. Preencha os espaços em conjunto com eles, quadradinho por quadradinho, até que eles entendam o esquema e consigam preencher sozinhos. Deixe claro, que ficará registrado no papel apenas a localização quântica do elétron de valência daquele elemento químico correspondente. Evidentemente, comece pelo Hidrogênio, passando para o Hélio, seguindo o fluxo dos períodos. Chame a atenção dos estudantes em relação aos deslocamentos de níveis dos elementos pertencentes ao subnível d e também, aos metais de transição interna, lantanídeos e actinídeos. Ao término do preenchimento, professor, faça perguntas como, “O que vocês observaram em comum nas colunas 1 e 2? E quais foram as diferenças?” e “Analisando a tabela periódica toda preenchida dessa forma, o que vocês perceberam quanto a organização em relação aos níveis e subníveis de energia?”. Espera-se com isso, que os estudantes entendam de forma concreta, a organização da tabela periódica através das diferenças dos números quânticos e compreendam a relação com a distribuição eletrônica. TABELA PERIÓDICA PARA SER PREENCHIDA ( ícone clicável) Imagem 5 - Representação do preenchimento Fonte: (Santos, 2023) 85 Após o preenchimento pelos estudantes, peça-lhes para colorirem de cores diferentes as representações dos quatro subníveis s, p, d, f. 3º MOMENTO: BINGO DA TABELA PERIÓDICA Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Impressões e cópias xerográficas. Para o fechamento do nosso segundo planejamento sugerimos um lúdico. Que tal um bingo da tabela periódica? Para isso, imprima antecipadamente, à aula, a quantidade de cartelas necessárias de acordo com a quantidade de estudantes de sua turma. Já as fichas contendo os nomes dos elementos químicos, essa sim, deve ser toda impressa, recortada e colocada em um saco não transparente. Caso possível, imprima, cartelas e fichas, em folha de material mais resistente do que as folhas de ofício ou cole-as em papelão ou papel cartão, isso irá garantir maior durabilidade ao material pedagógico, podendo ser utilizado por mais vezes. Outra opção é colocar os estudantes em duplas para diminuir a quantidade de impressos. Também é necessário providenciar marcadores para o bingo, feijão ou milho de pipoca, como é usado popularmente. No QR code ao lado professor, você irá encontrar disponibilizado, as instruções do jogo, as cartelas e fichas com nomes dos elementos químicos. O link também estará disponível nas referências. Os estudantes poderão durante o desenrolar do bingo consultar a tabela periódica. Entretanto, estabeleça um prazo de tempo para que o bingo não se estenda em demasia tornando-se cansativo. Imagem 4 - Bingo dos símbolos Fonte: (PROENC - Instituto de Química [2023]) Objetivando elevar o nível do aprendizado e arguição ofertados pelo bingo, sugerimos a substituição de algumas fichas contendo apenas o nome do elemento químico por fichas com dicas sobre o elemento químico em questão. A proposta de substituições encontra-se na tabela 1 logo abaixo. Tenha liberdade professor para acrescentar ou alterar por novas alternativas de fichas, conforme o andamento de seu planejamento. Tabela 1 - Proposta de substituições para algumas fichas do bingo. Localização do elemento Aplicabilidade e características do elemento Elementos que se destacaram na mídia atualmente Metal alcalino do 5° período. R: Rubídio. Metal nobre dourado usado na produção de jóias. R: Ouro. Metal tóxico ao organismo e a natureza, utilizado ilegalmente no garimpo de ouro. R: Mercúrio. Metal de transição com configuração 3d10 do elétron de valência. R: Zinco. Elemento mais eletronegativo da T.P., utilizado no combate a cáries. R: Flúor. Ametal com características semi- metálicas utilizado na produção de chips. R: Silício. Gás nobre de número atômico 36. R: Criptônio. Ametal que corresponde a 70% na composição do ar atmosférico. R: Nitrogênio. Metal explorado em Minas Gerais muito usado na produção de baterias eletrônicas. R: Lítio. 86 Calcogênio que possui 6 elétrons no 2°período. R: Oxigênio. Metal alcalino de maior raio atômico da T.P. R: Frâncio. Actinídeo mais associado à energia e à guerra nuclear. R: Urânio. Elemento do 6° período cujo nome é uma homenagem à Polônia. R: Polônio. Primeiro elemento químico formado após o Big Bang. R: Hidrogênio. Metal alvo de furtos gerando prejuízos na distribuição de energia elétrica. R: Cobre. Halogênio do 4° período da T.P. R: Bromo. Metal presente nas cozinhas brasileiras devido a sua boa condutibilidade térmica ideal para cozimento dos alimentos. R: Alumínio. Ametal comercializado mundialmente em créditos, visando a diminuição de gás carbônico no ar. R: Carbono. Fonte: (Santos, 2023) 87 ANEXO TABELA PERIÓDICA PARA SER PREENCHIDA ( ícone clicável) 88 COMPETÊNCIA ESPECÍFICA: Competência 1: Analisar fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas relações entre matéria e energia, para propor ações individuais e coletivas que aperfeiçoem processos produtivos, minimizem impactos socioambientais e melhorem as condições de vida em âmbito local, regional e/ou global. Competência 2: Construir e utilizar interpretações sobre a dinâmica da Vida, da Terra e do Cosmos para elaborar argumentos, realizar previsões sobre o funcionamento e a evolução dos seres vivos e do Universo, e fundamentar decisões éticas e responsáveis. OBJETO(S) DE CONHECIMENTO: HABILIDADE(S): Radioatividade. (EM13CNT103X) Conhecer e analisar os tipos de radiação e suas origens, para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia. (EM13CNT212MG) Identificar e relacionar as leis da natureza e os fenômenos relacionados às ondas eletromagnéticas, em especial o espectro visível, com eventos naturais e tecnológicos, elencando-os com os órgãos dos sentidos e com as artes, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de tecnologias de informação e comunicação.PLANEJAMENTO TEMA DE ESTUDO: Todos os corpos emitem radiação, isso inclui nós, humanos? A) APRESENTAÇÃO: Neste último planejamento, trataremos sobre a radioatividade. Para iniciar deve-se fazer retomada de conhecimentos prévios adquiridos pelos estudantes no Ensino Fundamental referentes a temática abordada. A partir desse ponto, serão introduzidos novos conhecimentos sobre a temática, além da análise, identificação e relação entre todos os assuntos abordados. Desenvolvendo as habilidades (EM13CNT103X) e (EM13CNT212MG), trabalharemos, inicialmente, com as ondas eletromagnéticas e as diversas radiações, passando pela história da descoberta da radioatividade e os principais cientistas envolvidos, finalizando com a radioatividade presente naturalmente nos alimentos ou irradiados artificialmente. Nesse panorama, o planejamento em questão, pretende trabalhar o conteúdo de forma interdisciplinar e destacar, ainda mais, o protagonismo dos estudantes por meio de trabalhos desenvolvidos a partir de metodologias ativas, tendo envolvimento mais condutente de ferramentas tecnológicas na resolução. Nesse contexto, três momentos pedagógicos serão oferecidos. No primeiro momento será utilizado uma aula interativa com resolução de problemas pelos estudantes, sendo finalizada com trabalhos em equipe apresentados através de vídeos ou podcast. Já no segundo momento, a proposta inicial é trabalhar a sala de aula invertida, incentivando os estudantes à leitura e estudo em casa para que, em sala de aula, posteriormente, ocorra uma roda de conversa sobre o assunto em questão. Os estudantes que se destacarem serão recompensados como líderes de equipe, para desenvolvimento de projetos baseado no livreto Trilha da Radioatividade. No terceiro momento, daremos enfoque à radioatividade natural dos alimentos e a aplicabilidade da irradiação para garantir maior conservação a eles, objetivando esclarecer e eliminar dúvidas e pré-conceitos errôneos sobre o assunto. Além disso, o momento será finalizado utilizando um recurso diferenciado e inovador, na tentativa de estimular os estudantes com atividades mais divertidas, desafiadoras e criativas. O aplicativo em questão, Pixton permite que os estudantes desenvolvam histórias em quadrinhos. 89 1º MOMENTO: ONDAS ELETROMAGNÉTICAS E RADIAÇÕES Organização da turma À escolha do(a) professor(a). Recursos e providências Lousa e pincel para lousa, inicialmente, e posteriormente, projetor multimídia. Inicie esse primeiro momento, inteirando-se das concepções prévias dos estudantes em relação às ondas eletromagnéticas e aos diferentes tipos de radiações. Para isso, professor, sugerimos que escreva as seguintes palavras no quadro: telefone celular, tomógrafo, televisão, micro-ondas, ultrassom, controle remoto e mamógrafo. Em seguida, questione os estudantes sobre quais aparelhos utilizam radiação para seu funcionamento, circule os indicados e deixe os estudantes dialogarem a respeito de possíveis dúvidas, antes de encerrar o tempo para resposta. Para finalizar essa primeira etapa do momento pedagógico, esclareça que todos os aparelhos apresentados utilizam algum tipo de radiação. Aproveite o contexto, e exponha os sete tipos de radiações: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, radiação ultravioleta, raios x e raios gama. Coloque as radiações em ordem, conforme o espectro eletromagnético e selecione os aparelhos relacionando-os à radiação correspondente, de acordo com o exemplo da tabela 1. Tabela 1 - Aparelhos e as ondas eletromagnéticas correspondentes Ondas de rádio Micro-ondas Infra- vermelho Luz visível Ultravioleta Raio X Raios gama Celular Televisão Ultrassom Micro-ondas Controle remoto Tomógrafo Mamógrafo Fonte: (Santos, 2023) Desse ponto em diante, explique o espectro eletromagnético e sua relação com a frequência e o comprimento da onda eletromagnética. Pontue o fato de serem inversamente proporcionais, estabelecendo que, a baixa frequência e um grande comprimento de onda caracterizam as ondas de rádio, já o aumento da frequência e o encurtamento do comprimento de onda, no nível máximo, descrevem a radiação no nível gama. Para ilustrar, a tabela 2, pode ser desenhada no quadro em sala de aula. Tabela 2 - Ilustração da relação entre frequência e comprimento de onda. Aumento da Frequência Ondas de rádio Micro-ondas Infra- vermelho Luz visível Ultravioleta Raio X Raios gama Aumento do comprimento de onda Fonte: (Santos, 2023) Prossiga explicando e separando as radiações ionizantes das radiações não-ionizantes. Para exemplificar, retorne aos aparelhos citados no início do momento pedagógico, elucidando sobre os reais perigos que essas radiações representam, esclarecendo dessa forma, possíveis concepções errôneas dos discentes. Finalize pontuando a radiação gama e a radioatividade, diferenciando radioatividade de radiação. Para consolidar as habilidades referentes a radiações, sugerimos a divisão dos estudantes em sete grupos, cada grupo ficará responsável pela apresentação de um tipo de radiação aos demais colegas de turma. Os trabalhos deverão abordar as características, aplicações, consequências benéficas ou 90 maléficas, além da origem e propagação. Para as apresentações, que tal inovar professor? Para isso, ofereça aos estudantes outras formas de apresentarem os trabalhos, como a gravação de podcast ou de vídeo produzido por eles. Estabeleça um prazo para as apresentações, culminando em uma sessão em sala de aula ou sala multimídia dos materiais produzidos pelos estudantes. Esse trabalho pode ser desenvolvido e realizado de forma interdisciplinar entre as disciplinas da área de Ciências da Natureza. Portanto, professor, uma opção com vista a um aprendizado mais integral sobre esse conteúdo para os estudantes, é trabalhar articuladamente com física e biologia. 2º MOMENTO: HISTÓRIA DA RADIOATIVIDADE Organização da turma Inicialmente individual e posteriormente divisão da turma em sete grupos. Recursos e providências Lousa e pincel para lousa. Neste momento pedagógico, a prioridade é trabalhar como ocorreu a descoberta da radioatividade. Para isso, recorreremos às principais pesquisas e conclusões relacionadas à temática e seus respectivos cientistas envolvidos. Sugerimos, professor, utilizar a metodologia da sala de aula invertida, onde os estudantes deverão se inteirar do conteúdo previamente em casa e as atividades, serão posteriormente, realizadas em sala de aula. Ao lado, no QR code, apresentamos o material didático para consulta dos estudantes. O mesmo será disponibilizado por meio de link no caderno destinado aos discentes. Outra forma de repassar o link é utilizando o grupo de WhatsApp da turma. É importante, professor, que sua orientação seja contundente sobre a necessidade da leitura e compreensão do material, pedindo aos estudantes, inclusive, que anotem os pontos mais importantes encontrados no texto. Imagem 1 - Livreto Trilha da Radioatividade Fonte: (UFU, 2020) Instrua os estudantes a realizarem a leitura de todo o livreto, mas esclareça que, inicialmente, nesta etapa, o foco é destinado a aquisição de conhecimento, portanto, a leitura deve ser mais incisiva até a página dezesseis. Na aula sequencial às instruções, faça uma roda de conversa e questione os estudantes a respeito da leitura, pergunte-lhes sobre os raio x, se eles compreenderam a diferença entre eles e a radioatividade, como a descoberta do raio x contribuiu para a descoberta da radioatividade, questione-os sobre o trabalho do casal Curie, se na opinião deles, foi fácil isolar o polônio e o rádio, enfim, explore o assunto a fim de sabatiná-los o máximo possível. Observe os estudantes mais envolvidos, que demonstraram interesse pelo assunto e que aparentemente realizaram a leitura de forma compromissada. Entre esses,os sete que mais se destacaram na roda de conversa, devem ser eleitos líderes de grupos. Agora, iniciamos uma nova fase do nosso momento, inspirada no restante do livreto Trilhas da Radioatividade. Para isso, divida os estudantes em sete grupos com seus respectivos líderes (sorteio é uma forma democrática para a divisão), cada grupo ficará com um tema, sendo eles: 1. Wilhelm C. Röntgen e a descoberta do raio X. 2. Antonie Henri Becquerel e os sais de urânio. 3. Casal Curie e os elementos radioativos. 4. Ernest Rutherford e as radiações alfa e beta. 91 5. Paul Villard e a radiação gama. 6. Quiz. 7. Dinâmica. Os cinco primeiros grupos ficarão a cargo da exposição de imagens e conhecimento, tanto do cientista quanto da pesquisa e descoberta, organizada conforme a cronologia dos acontecimentos. Já os estudantes dos grupos 6 e 7, terão a responsabilidade de criar os jogos, organizando as regras, quantidade de participantes, perguntas e premiação. Contudo professor, oriente e permaneça acessível aos estudantes, mas deixe-os trabalharem de maneira autônoma exercendo o protagonismo estudantil. Marque a data da culminância juntamente com a coordenação pedagógica, com o intuito de que, todos os estudantes da escola possam prestigiar os trabalhos. Esse trabalho também permite o desenvolvimento da interdisciplinaridade entre os componentes curriculares da área de Ciências da Natureza, podendo ser convidado a agregar e enriquecer conjuntamente, a disciplina de História. 3º MOMENTO: RADIOATIVIDADE NOS ALIMENTOS Organização da turma Grupos de 5 estudantes. Recursos e providências Projetor multimídia e laboratório de informática. Neste momento do nosso planejamento, iremos finalizar a temática radioatividade, aproximando os estudantes ao conteúdo, a partir de uma abordagem contextualizada e quebra de conceitos errôneos, a respeito da radioatividade natural encontrada nos alimentos ou irradiada para maior durabilidade dos mesmos. Outro ponto importante a ser trabalhado nesse momento pedagógico são os isótopos dos elementos químicos, com enfoque nos que apresentam radioatividade. Inicialmente, professor, estabeleça uma discussão com os estudantes sobre o assunto, a título de conhecer e compreender os conhecimentos prévios que eles possuem a respeito da radioatividade nos alimentos, deixe-os expor seus entendimentos, sem corrigi-los quando equivocados. Ao término das discussões, que devem ser breves, recomendamos o vídeo disponibilizado no Qr Code ao lado. O vídeo traz informações sobre alimentos irradiados e alimentos que são naturalmente radioativos, explicando os benefícios e a não periculosidade desse fato. Além disso, a princípio, são explanados, resumidamente, pontos importantes relacionados à temática. Imagem 2 - Vídeo sobre alimentos radioativos Fonte: (Gotas de Química, 2020) Após conclusão do vídeo, abra espaço para novas discussões. Finalize esse momento pedagógico, dividindo a turma em grupos de no máximo cinco estudantes. A atividade irá consistir na criação de uma história em quadrinhos por cada grupo. Apresente aos estudantes o aplicativo Pixton para realização da atividade e delimite algumas regras: ▪ A história deverá abordar a diferença dos alimentos radioativos e dos alimentos irradiados, bem como os benefícios dessa prática de conservação e o fato de não serem prejudiciais à saúde humana. ▪ É necessário que os cinco estudantes sejam personagens da história e estejam representados na pôr seus respectivos avatares. ▪ Quantidade mínima de 15 quadrinhos e máxima de 30. ▪ O enredo precisa ter sentido, bem como os diálogos entre os personagens. 92 O aplicativo Pixton é gratuito e seu uso é muito intuitivo. Primeiramente, é necessário configurar uma conta de educador no Pixton EDU. Para isso: 1. Acesse https://www.pixton.com/ e clique em inscrever-se. 2. Clique em Educador. 3. Crie seu avatar. 4. Crie sua primeira sala de aula para poder adicionar os estudantes. 5. Escolha um método de login para seus estudantes. (Google ou Microsoft). 6. Copie e envie seu link de adesão ou login para seus estudantes. 7. Adicione um professor auxiliar, se desejar. (Máx.2). No Qr code ao lado encontra-se disponibilizado o passo a passo para realização do cadastro e funcionamento do aplicativo. Após a realização do cadastro, encaminhe os estudantes para o laboratório de informática e ensine-lhes a conectar ao aplicativo, a partir do link que você deverá repassar a eles. Imagem 3 - Vídeo sobre como fazer histórias em quadrinhos on-line. Fonte: (Nogueira, 2020) O ideal é que a atividade seja realizada em sua totalidade na escola, para isso, procure realizar parcerias com outros professores, promovendo interdisciplinaridade na atividade proposta, além da Ciências da Natureza, disciplinas como português, artes e tecnologias da informação podem contribuir bastante no projeto. Caso não se concretize a aliança com demais professores, marque uma data para o término do prazo, imprima os quadrinhos e exponha em um mural da escola para visualização dos demais estudantes. A atividade também pode ser realizada em papel A4 ou cartolina, dessa forma, os estudantes desenvolveram ainda mais a criatividade por meio de desenhos e coloridos. https://www.pixton.com/ 93 REFERÊNCIAS ÁTOMO: origem e modelos. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view. Acesso em: 07 out. 2023. COMO a mecânica quântica explica a estrutura do átomo? [S. l.: s. n.], 3 mar. 2023. (5min). Publicado pelo canal Mapas da Química. Disponível em: https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ. Acesso em: 09 out. 2023. COMO a mecânica quântica explica a estrutura do átomo? [S. l.: s. n.], 3 mar. 2023. (5min). Publicado pelo canal Mapas da Química. Disponível em: https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ. Acesso em: 09 out. 2023. COMO criar um novo elemento químico. [S. l.: s. n.], 27 fev. 2021. Vídeo (10min). Publicado pelo canal Ciência Todo Dia. Disponível em: https://youtu.be/NMQkq7EiFVs?si=wuzVPHSJxVHNbjCX. Acesso em: 13 out. 2023. COMO surgiram os elementos químicos. São João Del Rey - campus Alto Paraopeba, [s. n.], 25 mar. 2021. Vídeo (9min). Publicado pelo canal CTS UFSJ - CAP. Disponível em: https://youtu.be/2TcW- xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk. Acesso em: 13 out. 2023. FATOS estranhos: alimentos radioativos. Natal, ep.35, 30 ago. 2020. 1 Vídeo (9min). Publicado pelo canal Gotas de química. Disponível em: https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0. Acesso em: 28 out. 2023. FEITOSA, A. M. Modelos atômicos com o uso da realidade aumentada: uma proposta de ensino para aulas de física. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática) - Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020. Disponível em: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/584914. Acesso em: 07 out. 2023. FEITOSA, A. M. Produto educacional: Evolução do átomo com realidade aumentada, Macéio, 2020. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1mJw6MDDD5A6--opYK957Fna_CBIj3veY/view. Acesso em: 07 out. 2023. Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view. Acesso em: 07 out. 2023. LEAL. M. C. Didática da Química: Fundamentos e Práticas para o Ensino Médio. Belo Horizonte: Dimensão, 2010. 120p. MATEUS, A. Crie seu átomo – modelos feitos com corte a laser. X-Ciências. Belo Horizonte, 19 dez. 2022. Disponível em: https://www.xciencia.org/2022/12/19/crie-seu-atomo-modelos-feitos-com-corte-a- laser/. Acesso em: 07 out. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria de Estado da Educação. Material de Apoio Pedagógico para Aprendizagens. 1°ano. Ensino Médio- Ciências da Natureza e suas Tecnologias. 1°bimestre. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais. Belo Horizonte, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1HyJWDuWFr2JzhFViwARJvUuUtiIMKEko/view. Acesso em: 07 out. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2022. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de- cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ https://youtu.be/NMQkq7EiFVs?si=wuzVPHSJxVHNbjCX https://youtu.be/2TcW-xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk https://youtu.be/2TcW-xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0 https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0 http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/584914 https://drive.google.com/file/d/1mJw6MDDD5A6--opYK957Fna_CBIj3veY/view https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view https://bibliotecas.sedu.es.gov.br/cgi-bin/koha/opac-search.pl?q=Provider:Dimens%C3%A3o%2C https://www.xciencia.org/2022/12/19/crie-seu-atomo-modelos-feitos-com-corte-a-laser/ https://www.xciencia.org/2022/12/19/crie-seu-atomo-modelos-feitos-com-corte-a-laser/ https://drive.google.com/file/d/1HyJWDuWFr2JzhFViwARJvUuUtiIMKEko/view https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg 94 PROENC. Bingo dos símbolos. Instituto de Química, [s.d]. Disponível em: https://drive.google.com/drive/u/0/folders/1DsWQbKp-qiaA3D9gjqNdCT287zmjjI62. Acesso em: 15 out. 2023. PROJETO de extensão Meninas da Física. Produto Educacional: Trilha da Radioatividade. Universidade Federal de Uberlândia, 2020. Disponível em: https://www.aben.com.br/Arquivos/730/730.pdf. Acesso em: 28 out. 2023. REIS, M. Química. São Paulo: Ática, 2°ed, v.1, 2016. SANTOS, T. A. F. Representação da estrutura atômica para o professor, 2023. SANTOS, T. A. F. Tabela periódica para ser preenchida, 2023. SANTOS, T. A. F. Exemplo de linha do tempo até o modelo atômico atual, 2023. SANTOS, T. A. F. Representação do preenchimento, 2023. SANTOS, T. A. F. Aparelhos e as ondas eletromagnéticas correspondentes, 2023. SANTOS, T. A. F. Ficha de consulta do professor para realização do Quiz, 2023. SANTOS, T. A. F. Proposta de substituições para algumas fichas do bingo, 2023. SANTOS, T. A. F. Cartões dos elementos químicos para sorteio pelo professor, 2023. SANTOS, T. A. F. Ilustração da relação entre frequência e comprimento de onda, 2023. . https://drive.google.com/drive/u/0/folders/1DsWQbKp-qiaA3D9gjqNdCT287zmjjI62 https://www.aben.com.br/Arquivos/730/730.pdf 95 96 Olá, estudante! Convidamos você a conhecer e utilizar os Cadernos MAPA. Esse material foi elaborado com todo carinho para que você possa realizar atividades interessantes e desafiadoras na sala de aula ou em casa. As atividades propostas estimulam as competências como: organização, empatia, foco, interesse artístico, imaginação criativa, entre outras, para que possa seguir aprendendo e atuando como estudante protagonista. Significa proporcionar uma base sólida para que você mobilize, articule e coloque em prática conhecimentos, valores, atitudes e habilidades importantes na relação com os outros e consigo mesmo(a) para o enfrentamento de desafios, de maneira criativa e construtiva. Ficou curioso(a) para saber que convite é esse que estamos fazendo para você? Então não perca tempo e comece agora mesmo a realizar essa aventura pedagógica pelas atividades. Bons estudos! 97 O SURGIMENTO DA BIOLOGIA E AS SUAS GRANDES DESCOBERTAS Olá, estudante! Iniciaremos o 1º bimestre abordando sobre o desenvolvimento do estudo da Biologia ao longo da história. Para isso, precisaremos compreender que a ciência se estabelece a partir das observações, dos questionamentos, do debate de ideias, das experimentações etc. Os grandes pensadores e cientistas, ao longo do tempo, sempre buscaram explicações racionais para os fenômenos naturais, cada um em sua época. Isso contribuiu para a evolução da ciência. Já atualmente, continuamos observando essa evolução à medida que surgem novos debates, novas discussões, novas investigações, novos fatos e novas descobertas. Como os estudos sobre os seres vivos iniciaram? Começamos mencionando por Aristóteles (384-322 a.C), esse importante filósofo, também foi um observador da natureza. Ele reconheceu uma série de organismos marinhos, dulcícolas e terrestres, analisando aspectos comuns e diferenciados para agrupá- los. Assim, ele subdividiu os vegetais em plantas simples, que, em sua visão possuíam poucos elementos, e plantas compostas, que teriam atributos mais complexos. Com relação aos animais, Aristóteles separou os animais sem sangue (hoje conhecidos como invertebrados), e os animais com sangue (chamados atualmente de vertebrados). A Biologia é uma área da ciência que estuda os seres vivos. Até o século XVIII não havia um entendimento definitivo sobre os seres vivos propriamente ditos e os processos biológicos. Naquela época, as formas de vida eram classificadas em três grandes grupos: animal, vegetal e mineral. Perceba, que essa distinção aponta que as plantas eram observadas como seres completamente diferentes dos animais que, por sua vez, eram considerados muito diferentes dos minerais. Com o avanço da ciência, durante esse mesmo século XVIII, observou-se que os animais e os vegetais apresentam elementos que os tornam totalmente diferentes dos minerais. Características estas que são: organização corporal complexa, capacidade de crescimento, reprodução, envelhecimento e morte. Com base nesses conhecimentos, o estudioso francês Lamarck propôs a divisão da natureza em dois grandes grupos: os minerais, chamados por ele como “seres inorgânicos” (sem organização), e os animais e vegetais, tidos como “seres orgânicos” (com organização corporal). A partir daí originava a Biologia como ciência. A partir do século XIX, o estudo da Biologia tornou-se um campo de investigação estabelecido, passando a fazer uso de técnicas e procedimentos que ilustram a ciência moderna. Um importante cientista, Gregor Mendel (1822-1884) ficou conhecido como o pai da genética. Suas pesquisas envolvendo cruzamento de ervilhas proporcionaram diversos conhecimentos da hereditariedade. Ainda que Mendel não tivesse conhecimentos, os quais a ciência domina atualmente, como a divisão celular e o DNA, ele propôs de forma brilhante como as características eram repassadas aos descendentes, explicação essa, aceita até hoje. Chegando no século XXI, a Biologia ocupa um destaque nas Ciências Naturais, principalmente, por BIOLOGIA https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/genetica.htm 98 procurar soluções para grandes embates da humanidade, como por exemplo: proporcionar uma conformidade entre a utilização dos recursos naturais e a sobrevivência das gerações humanas futuras, ou seja, promover a sustentabilidade. Portanto, entender como a vida biológica funciona é fundamental para que pessoas conscientes investiguem as melhores maneiras de preservar os recursos naturais do planeta Terra. Novos campos de pesquisa como a Biotecnologia e a Engenharia Genética, geram ao homem a oportunidade de alterar a natureza. Atualmente, é possível formar organismosgeneticamente modificados, produzir organismos idênticos (clonagem) ou antever doenças antes que se manifestem nos indivíduos. Nesse contexto, discussões de bioética são importantes para a sociedade definir se estes conhecimentos devem ou não ser usados. Por isso você, como estudante e cidadão, necessita saber os fundamentos da Biologia como ciência, de modo que possa refletir, agir e proporcionar mudanças nas nossas vidas. Abaixo, um resumo sobre os grandes estudos da área da Biologia ao longo da história: ▪ Século IV a.C. o naturalista Aristóteles - dividiu e classificou os animais “com sangue” e “sem sangue”. Ele também percebeu, ainda de forma bem embrionária, a adaptação evolutiva dos animais e vegetais. ▪ Século XIV - estudiosos iniciaram trabalhos de dissecação em cadáveres humanos, o que contribuiu para novos conhecimentos da anatomia humana. ▪ Ano de 1650 - descoberta dos microrganismos Antony van Leeuwenhoek (é considerado um dos precursores do estudo da microscopia). Posteriormente, outros cientistas conseguiram aprofundar nesse conhecimento, como o inglês Robert Hooke (1635-1703), criador do termo célula. ▪ Ano de 1668 - Francesco Redi refuta a ideia da geração espontânea e comprova que somente um ser vivo preexistente pode gerar outro ser vivo (biogênese), pelo menos, no que se refere a vida macroscópica, pois com a descoberta dos microrganismos, volta à tona o debate geração espontânea X biogênese. Até que no ano de 1860, o cientista francês Louis Pasteur comprovou que o mesmo ocorre no mundo microscópico. ▪ Ano de 1735 - Van Carl Lineu, analisando as similaridades morfológicas de plantas de animais, formou o sistema taxonômico e a nomenclatura dos seres vivos, apesar de algumas mudanças, são usadas até hoje. ▪ Ano de 1809 - Lamarck tenta explicar sobre a evolução das espécies. Apesar de não convencer a muitos estudiosos, foi um importante marco para o estudo da evolução. ▪ Ano de 1859 - Charles Darwin, publicou seu livro “A origem das espécies”, aceito pela ciência como melhor explicação para a evolução das espécies. ▪ Ano de 1862, o francês Louis Pasteur (1822-1895) realizou um experimento que comprovou, definitivamente, a inveracidade da geração espontânea. ▪ Ano de 1864, Louis Pasteur desenvolveu o processo de esterilização de alimentos (pasteurização). ▪ Ano de 1865 - Gregor Mendel publicou os resultados de seus estudos sobre a hereditariedade (a transmissão das características aos descendentes). Nessa sequência de aprendizagem que você participou, você conheceu a jornada de pensadores e cientistas que caracterizam o estudo da Biologia ao longo dos séculos. Agora, vamos fazer algumas atividades? Use o seu livro didático também como fonte de informação para realizar as atividades a seguir. *texto adaptado de (Amabis e Amartho, 2015) 99 ATIVIDADES 1 – Qual a contribuição da Biologia como ciência? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 2 – De que maneira Aristóteles buscou agrupar os seres vivos? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 3 – Com o avanço da ciência, foi possível observar algumas características presentes nos vegetais e animais que não são encontradas nos minerais. A partir disso Lamarck, considerou esses aspectos para incluir plantas e animais como pertencentes ao grupo dos “seres orgânicos”. Quais características são essas? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 4 – Qual área da Biologia, Gregor Mendel, revolucionou com seus estudos? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 5 – Cite duas aplicações importantes da Biotecnologia. ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 100 INTRODUÇÃO AO MÉTODO CIENTÍFICO E SUAS ETAPAS Olá, estudante! Até aqui nós estudamos sobre a evolução da Biologia como ciência, agora, abordaremos sobre como o método científico é realizado no estudo da Biologia. Para iniciar o diálogo sobre o método científico, é muito importante que você entenda a diferença entre senso comum e pensamento científico. São dois tipos de conhecimento muito diferentes. Enquanto o senso comum se alicerça em crenças, hábitos e costumes que são transmitidos de geração em geração, o conhecimento científico, por sua vez, baseia- se nas observações e experimentos dos fenômenos, para encontrar os fatos. O conhecimento produzido em ciência se relaciona com o método científico, o qual é usualmente inserido no campo de estudo das Ciências da Natureza. Trata-se de um conjunto de procedimentos ligados à observação, à análise de dados e à formulação de explicações possíveis para esses fenômenos. Cada área do conhecimento apresenta um conjunto de técnicas especializadas para uma determinada finalidade, mas todas as áreas possuem uma sequência de princípios gerais, alicerçados na observação e na racionalidade, que constituem o método científico. O objetivo desse método é possibilitar a apropriação de novos conhecimentos, os quais podem ser usados para chegar a novos dados. Não há um procedimento único para todas as áreas, mas na Biologia, geralmente, se produz ideias analisando os dados obtidos na observação de experimentos. O método científico é um processo, que segue algumas etapas: Etapas do método científico ▪ Observação – identificação de fatos que devem ser explicados. ▪ Questionamento ou pergunta – formulação de um problema relacionado ao fato observado. ▪ Hipótese – trata-se de uma tentativa de explicação para a pergunta que foi produzida, passível de verificação experimental. As hipóteses devem ser falseáveis, quer dizer, analisadas para verificar se são verdadeiras ou falsas. ▪ Experimentação – procedimentos práticos planejados para verificar a viabilidade ou a inviabilidade da hipótese. O experimento científico deve controlar as variáveis e ser passível de replicação por outros observadores, com os mesmos resultados. ▪ Grupo controle – grupo testemunho que não será testado nem sofrerá nenhuma intervenção, em comparação com o grupo experimental em que a variável é testada. F o n te : (L im a , 2 0 2 3 ) 101 ▪ Teoria – uma hipótese, ou um conjunto de hipóteses, verificada experimentalmente e apoiada pela análise dos resultados pode constituir uma teoria, que é a síntese abrangente das explicações sobre determinados fenômenos. A teoria não é uma verdade absoluta ou definitiva, mas uma ferramenta que possibilita prever fenômenos e pode ser testada em novos experimentos. Os fatos científicos devem ser necessariamente verificáveis, e as hipóteses, testáveis diante de novos fatos, e, uma vez testadas, devem ser falseáveis. As teorias nunca são provadas, e sim corroboradas, sendo passíveis de modificações e aperfeiçoamentos. ▪ As leis científicas também são falseáveis. Elas são descrições apoiadas por um grandecorpo de evidências que descrevem sobre um certo fenômeno. Ética na ciência Quando se fala em trabalhos desenvolvidos na ciência, é fundamental discutir sobre a postura ética dos cientistas e do desenvolvimento das pesquisas de uma maneira geral na ciência. A ética é um pilar fundamental que orienta nossas ações, nossas decisões e nossas interações na sociedade. É a partir da ética que encontramos a distinção entre o que é certo e o que é errado, o que é moral e o que é imoral, ou seja, ela é o alicerce da moralidade e da conduta humana. Por isso, ela desempenha um papel essencial no nosso cotidiano, nas relações interpessoais, na escola, na família, na política, ou seja, em todas as esferas da sociedade. A ética também está presente na nossa tomada de decisões, pois, muitas delas, não envolve apenas nossos próprios interesses, mas o que elas impactam nos outros. Isso é muito importante já que a tomada de decisões está bem ligada ao campo da ética na ciência, isto é, na prática científica a ética é um elemento fundamental, pois é ela que orienta a conduta dos pesquisadores, a disseminação de resultados e outras ações da pesquisa. Como estamos tratando da ética em áreas afins da Biologia, trataremos sobre bioética. O surgimento da bioética está ligado à discussão de temas associados à saúde e às pesquisas científicas que envolvem seres humanos e as demais formas de vida. Durante muito tempo, códigos e procedimentos de ética nas atividades médicas foram discutidos e modificados. Mas, em função de casos, como experimentos realizados no regime do nazismo e polêmicas sobre a autonomia de pacientes escolherem seus próprios tratamentos médicos, observou-se ser fundamental impor critérios para condutas e discussões sobre essa área. A bioética é uma ciência multidisciplinar que visa estudar criticamente aspectos relacionados à progressão da tecnologia, saúde pública, medicina, biologia, práticas científicas, pesquisas acadêmicas etc. É a bioética que favorece uma reflexão sobre diversos embates da sociedade para que seja realizada escolhas de forma consciente e coerente. Ao tratar, por exemplo, de Políticas Públicas de saúde se encaixam discussões que abrangem a ética na definição de políticas na saúde pública. Elas ajudam a definir como devem ser empregados os recursos públicos para garantir a saúde da população, considerando, principalmente, vulnerabilidades e necessidades específicas. No caso da Genética, muitas doenças genéticas não têm cura ou sequer tratamento. Diante disso, a bioética procura resolver questões ligadas ao desenvolvimento de terapias e à regulamentação em como lidar com a hereditariedade destes males. Na engenharia genética, o aparecimento de tecnologias que modificam as características genéticas dos organismos foi um dos fatores que contribuíram para a sistematização da bioética. Inclusive, os avanços recentes dessa área do conhecimento têm gerado uma série de discussões, principalmente em relação à edição de genes com e a medicina personalizada. *texto adaptado de (Antonini, 2022) 102 ATIVIDADES 1 - (IFCE) A primeira etapa do método científico consiste em A) generalizar os resultados. B) efetuar observações. C) registrar dados. D) elaborar explicações. E) propor problemas e levantar hipóteses. 2 – (UECE) Atente ao seguinte estudo de caso: Em um hospital do interior do Ceará, um grupo de pesquisadores pretende investigar o efeito da adição da vitamina C à medicação rotineira para pacientes hipertensos, partindo da informação, existente em literatura, de que o ácido ascórbico (vitamina C) combinado a medicamento para hipertensão potencializa este medicamento. Considerando as etapas do método científico para um experimento relacionado a essa problemática, assinale a opção que NÃO corresponde a uma delas. A) Observação. B) Formulação de hipótese. C) Realização de dedução. D) Uso do senso comum para as discussões e conclusões. 3 – (FUVEST-SP) O tema “teoria da evolução” tem provocado debates em certos locais dos Estados Unidos da América, com algumas entidades contestando seu ensino nas escolas. Nos últimos tempos, a polêmica está centrada no termo TEORIA, que, no entanto, tem significado bem definido para os cientistas. Sob o ponto de vista da ciência, teoria é: A) sinônimo de lei científica, que descreve regularidade de fenômenos naturais, mas não permite fazer previsões sobre eles. B) sinônimo de hipótese, ou seja, uma suposição ainda sem comprovação experimental. C) uma ideia sem base em observação e experimentação, que usa o senso comum para explicar fatos do cotidiano. D) uma ideia, apoiada pelo conhecimento científico, que tenta explicar fenômenos naturais relacionados, permitindo fazer previsões sobre eles. E) uma ideia, apoiada pelo conhecimento científico, que, de tão comprovada pelos cientistas, já é considerada uma verdade incontestável. 4 – (UEA) O método científico é literalmente uma investigação, na qual o pesquisador procura, a partir de observações de fatos ou eventos, formular hipóteses. Essas hipóteses devem ser metodologicamente testadas e experimentadas repetidamente, para que posteriormente haja conclusão de seu experimento, independentemente de os resultados confirmarem ou rejeitarem as hipóteses testadas. A) comprovação de que suas hipóteses estavam corretas, caso contrário o experimento não pode ser conclusivo. B) demonstração de que sua metodologia de experimentação confirma, sem margem de erro, suas hipóteses formuladas. C) formulação de novas perguntas sobre o mesmo fato, pois os experimentos científicos jamais chegam a uma conclusão. D) utilização comercial de suas descobertas, gerando lucros que financiarão novas pesquisas sobre o tema pesquisado. 103 5 − Qual a importância da bioética no desenvolvimento de Política Públicas de Saúde? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 104 COMO A VIDA SURGIU? Olá, estudante! Nas últimas aulas, aprendemos sobre o surgimento da Biologia como uma área da ciência e a introdução ao método científico. Neste momento, você estudará sobre as ideias propostas que visam explicar a origem da vida. Para isso, é importante entender o que a ciência supõe que teria ocorrido, em um passado bem mais distante, quer dizer, nos primórdios do universo. A teoria do big bang é a mais aceita pela ciência, ela propõe que o universo teria sido formado a partir de um ponto extremamente compacto, de densidade infinita, que, por motivos não conhecidos, explodiu há aproximadamente 13,8 bilhões de anos, e teria se expandido violentamente. Para esse modelo científico, o universo permanece em expansão até os dias atuais. Com essa explosão, o “big bang”, teriam surgido, simultaneamente, o espaço, o tempo, a energia e a matéria que formam o universo. A teoria do Big Bang descreve a origem do Universo a partir de uma grande explosão que ocorreu há aproximadamente 14 bilhões de anos Os estudiosos entendem que o Sistema Solar (Sol, planetas, satélites, cometas e outros corpos celestes), formou-se há, aproximadamente, 4,6 bilhões de anos. Ele teria sido originado a partir de uma nebulosa (aglomeração de gases e de poeira interestelar) presente na galáxia Via Láctea. Estima-se que os gases da nebulosa os quais geraram o Sistema Solar eram, principalmente: hidrogênio e hélio. A poeira interestelar era formada, essencialmente, por grânulos de carbono e silicatos. A origem do Sistema Solar teria ocorrido apartir do colapso de uma nebulosa Existem algumas evidências científicas que apontam o surgimento do planeta Terra entre 4,6 bilhões e 4,5 bilhões de anos atrás. Ele teria surgido a partir da aglomeração de minerais, poeira cósmica e gases presentes no disco de matéria que orbitava o Sol. Após isso, houve uma cadeia de fenômenos e eventos catastróficos que contribuíram para o aumento da temperatura e da massa do planeta. Os cientistas admitem que nenhum tipo de vida, como a que conhecemos atualmente, poderia ter existido em condições tão adversas quanto àquelas que predominavam na Terra em seus primeiros 700 milhões de anos de existência. F o n te : (G u it a rr a ra , 2 0 2 3 ) F o n te : (S o u sa , 2 0 2 3 ) 105 A Terra teria sido formada entre 4,5 e 4,6 bilhões de anos Muitos estudiosos tentaram explicar a formação da vida ao longo do tempo. Até o século XVII era muito propagada a ideia de que os seres vivos foram criados por divindades, o criacionismo. No entanto, quando se discutia também sobre a formação da vida no cotidiano, havia muitos que admitiam a possibilidade de que certos seres vivos seriam originados por meio da geração espontânea, quer dizer, os organismos vivos poderiam ser gerados a partir da matéria não-viva. DEBATE: GERAÇÃO ESPONTÂNEA X BIOGÊNESE ▪ As primeiras explicações conhecidas que não envolviam fatores sobrenaturais foram propostas por filósofos gregos. ▪ Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) acreditava que as formas mais simples de vida surgiam por geração espontânea, por meio da ação de um princípio ativo sobre a matéria inanimada. ▪ A ideia da geração espontânea perdurou por vários séculos. Em 1621, Jean van Helmont (1557- 1644) afirmou que uma camisa suja (princípio ativo) misturada com trigo, após algum tempo, produzia ratos por geração espontânea. ▪ Em 1668, o italiano Francesco Redi (1626-1697) começou a reunir evidências para contestar as ideias sobre a geração espontânea. A ideia da geração espontânea afirmava que a carne em decomposição poderia originar vermes espontaneamente, pela ação de um princípio ativo no ar. Redi observou o fato, identificou um problema, formulou uma hipótese, realizou experiências controladas e refutou as afirmações sobre a geração espontânea dos vermes. Ou seja, Redi usou o método científico para descobrir se a geração espontânea poderia ocorrer ou não. Experimento de Redi. As moscas só são capazes de entrar em contato com a carne presente em recipientes abertos, reforçando a biogênese ▪ Em 1673, o holandês Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), usando um microscópio aperfeiçoado por ele, fez as primeiras observações de microrganismos. Ele descreveu o que chamava de “animáculos”, que hoje conhecemos por bactérias e protozoários. Suas descobertas foram confirmadas por outros estudiosos, como o inglês Robert Hooke (1635-1703), criador do F o n te : (P e n a , 2 0 2 3 ) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 a ) 106 termo célula. A descoberta desses microrganismos, denominados germes ou micróbios, reativou a ideia da geração espontânea. Acreditava-se que os germes surgiam pela ação de um princípio ativo que existiria no ar e em todos os objetos. ▪ Em 1748, o inglês John Needham (1713-1781) fez experiências que apoiavam a explicação da geração espontânea dos germes. Sabendo que o calor eliminava os germes, ele colocou caldo nutritivo (caldo de carne) em tubos de ensaio, que foram fechados com rolhas e aquecidos por alguns minutos. Após esfriarem, os frascos foram abertos, e a análise de seu conteúdo mostrou a presença de germes. Para Needham, isso era uma prova da geração espontânea, pois o aquecimento prévio dos frascos teria matado todos os germes que pudessem existir no caldo de carne. ▪ Por sua vez, o italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) refutou o pensamento de Needham em 1768. Ele refez os experimentos com caldo nutritivo, mas vedou os tubos e os aqueceu intensamente por mais de uma hora; após o resfriamento dos frascos, Spallanzani não encontrou nenhum germe. Ele afirmou que Needham não havia aquecido os tubos por tempo suficiente para matar os germes que existiam no caldo. Mas Needham respondeu à acusação de Spallanzani alegando que o aquecimento excessivo impedia a ação do princípio ativo no caldo nutritivo. Então, a ausência de uma prova irrefutável manteve as ideias sobre geração espontânea sobrevivendo por mais tempo. Representação esquemática dos experimentos de Needham (A) e Spallanzani (B) ● Em 1862, o francês Louis Pasteur (1822-1895) realizou um experimento que comprovou, definitivamente, a inveracidade da geração espontânea. Para demonstrar que o ar não continha um princípio ativo, ele idealizou a experiência dos frascos com gargalo em formato de pescoço de cisne. Pasteur introduziu caldos nutritivos em frascos com gargalos, que foram ainda bastante alongados e afinados (em forma de um pescoço de cisne) com o uso de calor. Posteriormente, os frascos foram aquecidos por muito tempo, para matar os micróbios que poderiam estar ali. Após o aquecimento, Pasteur os deixou abertos, permitindo a livre entrada de ar, mas nenhum micróbio apareceu, mesmo após muitas semanas expostos. A explicação para os resultados obtidos é a de que o gargalo dos frascos, em razão de seu formato e diâmetro, funcionava como um filtro, retendo a poeira do ar, na qual estavam suspensos os germes. A inclinação do frasco, fazendo o conteúdo entrar em contato com a poeira retida no gargalo, ou a retirada do gargalo provocava o rápido aparecimento de micróbios nos caldos nutritivos. A partir de Pasteur, os cientistas passaram a aceitar a biogênese, teoria que afirma que todo ser vivo é formado a partir de outro ser vivo preexistente, por meio da reprodução. F o n te : (R o ss o e t a l. , 2 0 2 0 ) (B) (A) 107 Experimento de Louis Pasteur desbancando definitivamente a geração espontânea EXPLICAÇÃO PARA A ORIGEM DA VIDA Panspermia cósmica ▪ Origem extraterrestre da vida, a partir de bactérias trazidas por meteoritos. ▪ Não explica a origem da vida na Terra, apenas a transfere para outro planeta. Panspermia cósmica Hipótese heterotrófica ● Aleksandr Oparin (1894-1980) e John Haldane (1892-1964) propuseram a ideia de evolução química da vida: gases atmosféricos que teriam formado substâncias orgânicas, e após uma lenta cadeia de eventos originou a primeira célula heterótrofa, a qual retirava alimento do meio. ● No oceano primitivo, as proteínas teriam se agregado formando coacervados, até que, após muito tempo, teriam surgido as primeiras células. Hipótese heterotrófica F o n te : (B ra si l E sc o la , 2 0 2 3 ) F o n te : (A ra g u a ia , 2 0 2 3 b ) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 c) 108 Experimento de Miller e Urey ▪ Stanley Miller (1930-2007) e Harold Urey (1893-1981) realizaram em 1953 um experimento no qual simularam as condições propostas por Oparin e Haldane para a atmosfera da Terra primitiva. Experimento de Miller e Urey Hipótese autotrófica ● Evolução metabólica da vida: mecanismos bioenergéticos primitivos de síntese de alimento (quimiossíntese) teriam possibilitado o desenvolvimento celular. ● As primeiras células vivas teriam características autotróficas. ● Embasada, nos dias de hoje, pela existência de muitas comunidades biológicas próximas a fendas vulcânicas no fundo dos oceanos, mantidas por bactérias quimiossintetizantes, condição que poderia ter existido nos mares primitivos. Hipótese autotrófica *texto adaptado de (Antonini, 2022) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 b ) F o n te : (A ra g u a ia , 2 0 2 3 a ) 109 ATIVIDADES 1 − (Ufam-AM) Em 1668 Francisco Redi colocou, dentro de recipientes, substânciasorgânicas em decomposição. Alguns dos recipientes foram cobertos com gaze e outros deixados descobertos. Demonstrou que das larvas de carne podre se desenvolveram ovos de moscas e não da transformação da carne. Os resultados desse experimento fortaleceram a teoria sobre a origem da vida denominada de: A) abiogênese. B) biogênese. C) hipótese heterotrófica. D) hipótese autotrófica. E) geração espontânea. 2 – (Uece) Em relação às teorias sobre a origem da vida, é correto afirmar que a: A) teoria da geração espontânea ou biogênese motivou Jean Baptista van Helmont a propor uma receita para produzir ratos usando camisas sujas e grãos de trigo. B) expansão do conhecimento científico e a realização de experimentos rigorosos por Redi, Spallanzani, Pasteur e outros forneceram evidências da abiogênese. C) panspermia afirma que a vida na Terra se originou a partir de seres vivos ou substâncias precursoras da vida oriundas de outros locais do cosmo. D) teoria da evolução química ou molecular admite que a vida é resultado da evolução química de compostos orgânicos em inorgânicos. 3 − A hipótese heterotrófica de Oparin e Haldane propõe que a vida surgiu: A) da formação espontânea de processos metabólicos energéticos em fendas vulcânicas. B) da associação de substâncias químicas com um grau crescente de complexidade. C) da presença de altos níveis de oxigênio livre que possibilitou a síntese de compostos orgânicos. D) da degradação de compostos orgânicos complexos depositados pela queda de cometas. E) da síntese de compostos orgânicos simples a partir da decomposição de compostos atmosféricos complexos. 4 - (Unicentro-PR) “Até meados do século XVII, a maioria das pessoas acreditava que uma entidade divina havia criado intencionalmente os seres humanos e os animais mamíferos. Admitia-se também que seres considerados mais simples, como moscas, sapos, peixes e vermes, entre outros, podiam ser gerados espontaneamente a partir da matéria sem vida, ou mesmo pela transformação de outros seres vivos.” (AMABIS; MARTHO, 2008 p. 11). Relacionado às Teorias de Origem da vida e às descobertas que as refutaram, é correto afirmar: A) A Hipótese da Panspermia ditava que os seres vivos se originaram de substâncias inorgânicas precursoras, provenientes do centro do planeta Terra. B) O surgimento dos microrganismos sobre a matéria orgânica em decomposição era perfeitamente explicado pela teoria da abiogênese. C) As descobertas atuais evidenciam que a vida pode ter se originado a partir de uma evolução química em que compostos inorgânicos se combinaram originando moléculas orgânicas. D) Um dos principais experimentos científicos sobre a origem dos seres vivos validou o surgimento espontâneo de larvas de vermes sob a carne em putrefação. 110 E) A hipótese autotrófica resultou da análise de uma lenta e gradual modificação de moléculas orgânicas que interagiriam, originando as unidades básicas de formação dos seres vivos. 5 - (PUCC-SP) Há muito, muito tempo, quando ocorreu a origem da vida na Terra, surgiram vários processos biológicos. Tendo em vista as condições ambientais existentes então, podemos afirmar que a sequência correta do aparecimento dos processos abaixo foi amostrada em: A) respiração aeróbia - fermentação - fotossíntese. B) fermentação - respiração aeróbia - fotossíntese. C) fermentação - fotossíntese - respiração aeróbia. D) fotossíntese - respiração aeróbia - fermentação. E) fotossíntese - fermentação - respiração aeróbia. 111 FUNDAMENTOS DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA Olá, estudante! Como você estudou sobre diferentes hipóteses para explicar a origem da vida, agora, será bem oportuno entender o que a ciência entende sobre os mecanismos que originaram a diversificação da vida, a evolução das espécies. Veremos desde as primeiras ideias até o que há de mais concreto atualmente a respeito desse tema. Fixismo e transformismo ▪ Hoje em dia, o evolucionismo ou transformismo é de certo modo compreendido e até mesmo aceito por boa parte das pessoas, e claro, pela ciência. Porém, até o século XIX o fixismo era a ideia mais difundida. ▪ Fixismo: propõe que as espécies não desenvolvem modificações no decorrer do tempo e que permanecem imutáveis desde a sua criação. ▪ Transformismo: as espécies passam por processos de modificação (transformação) de características ao longo do tempo. As ideias de Lamarck ▪ Durante os séculos XVIII e XIX, houve um significativo avanço na Europa no que se refere às discussões sobre a ocorrência de mudanças nas espécies ao longo do tempo. ▪ Jean-Baptiste de Lamarck, em 1809, publicou o livro “Filosofia zoológica”, cuja proposta foi destacar que as espécies predispõem características que podem se modificar em direção à “perfeição”, além de aumentar sua complexidade ao longo do tempo. Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) ▪ Ele também destacou: ○ A ação do ambiente que atua favorecendo modificações nos seres vivos, promovendo assim uma melhor adaptação. ○ Essas transformações dependem essencialmente de dois mecanismos embasados em duas leis: primeira lei - uso e desuso e segunda lei - transmissão das características adquiridas aos descendentes: ■ Lei do uso e desuso: o uso frequente de um determinado órgão do corpo faria com que ele acumulasse “fluidos”, resultando no aumento do seu desenvolvimento. Por outro lado, a ausência de uso, ou o desuso, culminaria na perda de “fluidos”, atrofiando o órgão. Um exemplo bastante utilizado por livros de Biologia para ilustrar essa ideia de Lamarck é sobre o pescoço das girafas. Para ele, as girafas tinham a necessidade de alcançar alimento nas partes mais altas F o n te : (M a g a lh ã e s, 2 0 2 3 a ) 112 das árvores, por isso, esticavam o pescoço desenvolvendo os músculos desse órgão, consequentemente, aumentando o seu tamanho. Aumento progressivo do pescoço das girafas pelo esforço contínuo ■ Além disso, Lamarck entendia que essas mudanças corporais (características adquiridas pelo uso ou pelo desuso), seriam transmitidas aos descendentes desse indivíduo. Então, de geração em geração, aconteceriam mudanças nas espécies. As ideias de Darwin ▪ O naturalista inglês Charles Robert Darwin (1809-1882) embarcou, em 1831, no navio da marinha britânica HMS Beagle em uma viagem pelo mundo, que duraria em torno de cinco anos. ▪ Suas observações ao longo da viagem tornaram o alicerce para o desenvolvimento de sua teoria sobre a evolução. Imagem 3: Charles Darwin (1744-1829) ▪ Darwin concluiu que, devido a fatores como predação, parasitismo, competição e alteração climática, os indivíduos de uma espécie estão em constante luta pela sobrevivência, o que implica a eliminação dos indivíduos menos aptos, mas a sobrevivência dos mais aptos. Esse processo foi chamado por Darwin como seleção natural. ▪ Um exemplo da seleção natural está relacionado aos bicos dos tentilhões, os quais Darwin observou nas Ilhas Galápagos. O que ele viu? Havia diferentes tentilhões em cada ilha, porém, o que mais chamou a atenção do naturalista inglês foi que as aves podiam ser diferenciadas pela forma de seus bicos. Logo, ele concluiu que os tentilhões, provavelmente, eram provenientes de uma mesma espécie ancestral. Ele chegou a esse raciocínio percebendo que as aves poderiam ter sofrido distintas pressões seletivas de acordo com o tipo de ambiente ecológico em cada ilha. Assim, o fator ambiental atuou selecionando os organismos mais aptos às circunstâncias dos ambientes, os quais conferem diferentes tipos de alimentos. F o n te : (M a g a lh ã e s, 2 0 2 3 b ) F o n te : (F e rr e ir a , 2 0 2 3 ) 113 Tentilhões com bicos específicos de acordo com sua dieta ▪ Darwin, publicouseu livro “A origem das espécies”, no ano de 1859. ▪ Principais ideias registradas no livro: ○ todos os seres vivos são provenientes de um processo de descendência com modificação e descendem de um ancestral comum; ○ o ambiente atua apenas como agente selecionador de características preexistentes. Tipos de seleção natural ▪ A seleção natural atua de forma permanente nas populações e, desta forma, interfere na frequência dos alelos e por meio da pressão eletiva. ▪ Há três tipos de seleção natural: ○ Seleção disruptiva: favorece indivíduos com características de valores dos dois extremos da população, diminuindo, então, a frequência dos indivíduos com caraterística de valores medianos. ○ Seleção estabilizadora: favorece os indivíduos com características de valores medianos. ○ Seleção direcional: favorece indivíduos com característica de valores extremos. Tipos de seleção natural Charles Darwin, em seu livro “A origem das espécies”, destaca de uma forma importante sobre um caso específico de seleção natural: a seleção sexual. Ela seleciona características que condicionam o sucesso reprodutivo dos organismos. Na maioria das vezes, o macho é mais aparente e se destaca, estratégia pela qual tenta atrair as fêmeas. F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 b ) F o n te : (A ra ú jo , 2 0 2 3 ) 114 Pavão macho com suas penas coloridas e vistosas, as quais usa para atração da fêmea Tipos de especiação ▪ Especiação é o processo de surgimento de novas espécies a partir de uma já existente. ▪ É importante antes de abordar esse assunto entender o conceito de espécie biológica: são organismos muito semelhantes entre si, que se entrecruzam produzindo descendentes férteis. ▪ Novas espécies podem ser formadas das seguintes maneiras: ○ Alopátrica: duas populações são isoladas por uma barreira geográfica, impedindo o fluxo gênico entre elas promovendo, então, um isolamento reprodutivo. ○ Simpátrica: populações que se estabelecem em uma mesma região geográfica. Desse modo, o isolamento reprodutivo se dá pela existência de barreiras biológicas. ● Isolamento reprodutivo: é considerado o principal evento da especiação. Ele pode ser pré- zigótico e pós-zigótico. ○ Pré-zigótico: ■ Isolamento anatômico: órgãos sexuais incompatíveis. ■ Isolamento comportamental: comportamentos que não são mais atrativos para a reprodução. ■ Isolamento sazonal: períodos de acasalamento diferentes. ■ Isolamento gamético: os gametas não conseguem realizar a fecundação. ■ Isolamento de hábitat: hábitats diferentes inviabilizam a reprodução. ○ Pós-zigótico: ■ Inviabilidade do híbrido: desenvolvimento alterado do embrião e morte. ■ Infertilidade do híbrido: incapacidade de gerar descendentes. A mula é um animal híbrido estéril, resultado do cruzamento entre uma égua e um jumento. F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 c) F o n te : (M o ra e s, 2 0 2 3 ) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 a ) Indivíduos de uma mesma espécie *texto adaptado de (Antonini, 2022) 115 ATIVIDADES 1 - (ENEM) Embora seja um conceito fundamental para a biologia, o termo “evolução” pode adquirir significados diferentes no senso comum. A ideia de que a espécie humana é o ápice do processo evolutivo é amplamente difundida, mas não é compartilhada por muitos cientistas. Para esses cientistas, a compreensão do processo citado baseia-se na ideia de que os seres vivos, ao longo do tempo, passam por A) modificação de características. B) incremento no tamanho corporal. C) complexificação de seus sistemas. D) melhoria de processos e estruturas. E) especialização para uma determinada finalidade. 2 - (UEL-PR) No início do século XIX, alguns naturalistas passaram a adotar ideias evolucionistas para explicar a diversidade do mundo vivo. Embora os teólogos naturais tivessem reconhecido a importância do meio ambiente e as adaptações dos organismos a ele, Jean-Baptiste Lamarck foi o primeiro a reconhecer a importância crucial do tempo para explicar a diversidade da vida. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, uma contribuição de Lamarck para o pensamento evolucionista da época, além do fator tempo. A) Uma vez que, a cada geração, sobrevivem os mais aptos, eles tendem a transmitir aos descendentes as características relacionadas a essa maior aptidão para sobreviver. B) Os indivíduos que sobrevivem e se reproduzem, a cada geração, são os que apresentam determinadas características relacionadas com a adaptação às condições ambientais. C) Algumas características conferem a seus portadores vantagens para explorar o meio ambiente de forma a tornar a sobrevivência e a reprodução mais eficientes. D) A variação casual apresenta-se em primeiro lugar e a atividade ordenada do meio ambiente vem posteriormente, ou seja, a variação independe do meio. E) A adaptação é o inevitável produto final de processos fisiológicos requeridos pelas necessidades dos organismos de fazer face às mudanças de seu meio ambiente. 3 – Sabemos que a seleção natural é um ponto importante da teoria criada por Charles Darwin. Marque a alternativa incorreta a respeito da ideia de seleção natural: A) Segundo a teoria da seleção natural, o mais forte sobrevive. B) Segundo Darwin, os organismos estão constantemente lutando pela sobrevivência e apenas os mais aptos sobrevivem. C) Os seres mais aptos possuem maior chance de reproduzir-se e deixar descendentes. D) Superbactérias são um exemplo clássico de seleção natural. 4 – (UEPG-PR) O pensamento evolutivo predominante, até meados do século XVIII, preconizava que cada espécie teria surgido de maneira independente e permaneceria sempre com as mesmas características. No início do século XIX, a hipótese de uma transformação de espécies passou a ser defendida por alguns cientistas para explicar a diversidade das espécies. Assinale o que for correto sobre as teorias evolutivas. 01) Segundo o Lamarckismo, a evolução das espécies era guiada pelas mudanças ambientais. Ou seja, os seres vivos reagem às mudanças utilizando alguns órgãos mais do que outros e transmitem as mudanças em seu corpo às gerações seguintes. 116 02) O neodarwinismo ou teoria sintética da evolução considera que um órgão se desenvolvia com o seu uso e atrofiava-se com o seu desuso. Por exemplo, a girafa atual poderia ter adquirido um pescoço comprido como resultado do uso constante e do esforço de um ancestral, de pescoço menor, para alcançar as folhas do alto das árvores. 04) Segundo o mecanismo de evolução proposto por Darwin, os indivíduos com mais oportunidades de sobrevivência seriam aqueles com características apropriadas para enfrentar as condições ambientais, os quais teriam maior probabilidade de se reproduzir e deixar descendentes férteis – Seleção Natural. 08) De acordo com o darwinismo, o próprio ambiente selecionava as espécies mais bem adaptadas. Como exemplo atual, podemos citar a ação de certos antibióticos que induzem mutações em cepas de bactérias ultra resistentes. 5 – (UFPR) Uma grande população de insetos de uma determinada espécie é submetida a um dado inseticida por um período prolongado de tempo. Como consequência, os indivíduos sensíveis ao inseticida morrem e os resistentes a ele sobrevivem. A respeito da seleção natural atuante nessa população, considere as seguintes afirmativas: 1. Por promover o aumento da ocorrência de mutações de resistência ao inseticida, a seleção natural direcional ajustou a frequência dos insetos resistentes. 2. Geração após geração, a seleção natural estabilizadora promove o aumento da ocorrência de mutações de resistência ao inseticida. 3. Insetos resistentes ao inseticida aumentam de frequência, geração após geração, pela ação da seleção natural estabilizadora. 4. A seleção natural direcional favorece os insetosresistentes ao inseticida, que irão aumentar de frequência geração após geração. Assinale a alternativa correta. A) Somente a afirmativa 4 é verdadeira. B) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras. C) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. D) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. E) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 117 A ORGANIZAÇÃO HIERÁRQUICA DA VIDA E A NUTRIÇÃO DOS ECOSSISTEMAS Olá, estudante! Vamos estudar a Ecologia começando pelos níveis de organização dos seres vivos. O entendimento desse tema possibilitará uma visão mais ampla da Biologia como um todo. Tal conteúdo aliado aos “Fundamentos da Ecologia” e o “Fluxo de energia no ecossistema”, contemplam pré-requisitos para que você entenda melhor, por consequência, conteúdos a serem trabalhados, tais como: as relações tróficas no ecossistema, fotossíntese e respiração celular. Níveis de organização biológica ● A organização biológica vai desde os nano componentes como os átomos até a relação ecológica dos seres vivos entre si e com os elementos abióticos da Terra. ● Os níveis de organização acondicionam esses diversos elementos de estudo relacionando-os com seu grau de complexidade. Níveis de organização Fundamentos da Ecologia: hábitat e nicho ecológico ▪ Hábitat: é o local onde vive uma espécie, incluindo os fatores que permitem sua sobrevivência, como temperatura, disponibilidade de água etc. ▪ Nicho ecológico: se relaciona a todas as funções feitas por um organismo com o intuito de aumentar as chances de sobrevivência no ambiente onde é encontrado e seus limites de tolerância. Fazem parte do nicho: o tipo de alimento consumido, o hábito (noturno ou diurno), a dispersão de sementes, o intervalo de temperatura e pH favoráveis para a sobrevivência, a necessidade de muita ou pouca água etc. ➔ Quando duas espécies ocupam o mesmo nicho ecológico em um mesmo ambiente, ocorre competição pelos recursos disponíveis, o que pode levar ao desaparecimento de uma delas (princípio da exclusão competitiva). F o n te : (P la n e ta B io lo g ia , 2 0 2 3 ) 118 Fragmentação de hábitat e corredores ecológicos ▪ Fragmentação de hábitat: divisão de um ecossistema contínuo em partes menores (fragmentos). ○ Pode ocorrer por causas naturais, como incêndios, ou por ação humana na pecuária, na agricultura, na construção de estradas, de cidades, etc. ○ Principal consequência: diminuição da variabilidade genética da população com possível extinção de espécies. ▪ Efeito de borda: alterações climáticas que ocorrem nas bordas dos fragmentos e dificultam a sobrevivência dos seres vivos do ecossistema. ▪ Corredores ecológicos: áreas de vegetação que conectam os fragmentos, possibilitando o deslocamento de espécies entre eles e diminuindo, assim, os efeitos negativos da fragmentação de hábitat. Corredores ecológicos, os quais promovem a ligação entre duas áreas fragmentadas, gerando a continuidade do hábitat Nutrição dos seres vivos ▪ Autótrofos: seres capazes de sintetizar moléculas de glicose por meio da fotossíntese ou da quimiossíntese. Plantas - organismos autotróficos, capazes de produzir seu próprio alimento ▪ Heterótrofos: seres que obtêm moléculas de glicose se alimentando de outros seres vivos. Leão, organismo heterótrofo que necessita de outros organismos para obter alimento F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 d ) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 a ) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 c) 119 Cadeias e teias alimentares ▪ As cadeias e as teias alimentares são representações das relações alimentares dos organismos em um ecossistema. Seguem alguns conceitos para facilitar a compreensão dos níveis tróficos das cadeias alimentares: ○ Produtores: organismos autótrofos. ○ Consumidores: organismos heterótrofos. ○ Detritívoros: consumidores que se alimentam de restos orgânicos. Exemplos: minhocas, urubus e camarões. ○ Decompositores: organismos que transformam matéria orgânica em inorgânica e são essenciais para a ciclagem de nutrientes. Entre os exemplos, estão algumas espécies de bactérias e fungos, que atuam em todos os níveis tróficos. Cadeia alimentar ▪ Representação das relações alimentares de um ecossistema em uma sequência linear. Representação de uma cadeia alimentar Teia alimentar ▪ Representação que considera as diferentes relações alimentares dos organismos nos ecossistemas. Cada espécie tem a possibilidade de se alimentar de organismos diferentes ou servir de alimento para outros, isso quer dizer que é possível ocupar mais de um nível trófico neste contexto. Representação de uma teia alimentar F o n te : (B a ti st a , 2 0 2 3 a ) F o n te : (B a ti st a , 2 0 2 3 b ) 120 Ciclo da matéria ▪ Também conhecido como ciclo dos nutrientes (elementos químicos fundamentais aos seres vivos). São exemplos de nutrientes: carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. ▪ Os nutrientes circulam entre a parte abiótica (meio físico) do ambiente e a parte biótica (seres vivos). ○ Inicialmente, são assimilados pelos produtores na forma de gás carbônico, água e sais minerais. ○ Em seguida, constituem as moléculas orgânicas, que são transferidas para os outros níveis tróficos pela alimentação. ○ Por fim, retornam ao meio físico, por meio da decomposição. Fluxo de energia ▪ A energia luminosa assimilada na fotossíntese é dissipada como calor, devido à atividade metabólica, em todos os níveis tróficos. ▪ Considera-se, portanto, que a energia apresenta fluxo unidirecional e decrescente ao longo da cadeia alimentar. Fluxo de energia mostrando que parte da energia é perdida em cada nível trófico *texto adaptado de (Antonini, 2022) ATIVIDADES 1 – (Uece) No mundo dos multicelulares, há níveis de organização superiores à célula. A partir dessa informação, assinale a afirmação verdadeira. A) Ecossistema é o conjunto das populações de uma região. B) População é formada pelos indivíduos de distintas espécies que vivem em uma mesma região e em uma determinada época. C) Tecido é um conjunto de células semelhantes que se reúnem para desempenhar determinadas funções. D) Células são as unidades morfofisiológicas dos seres vivos que compõem os tecidos. F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 b ) 121 2 – (PUC-RJ) Considere os conceitos de nicho ecológico e hábitat apresentados abaixo: I. O nicho de um organismo é seu papel ecológico. II. A ocupação de nichos distintos por diferentes espécies reduz a competição por recursos. III. Nicho ecológico é o lugar onde um organismo vive. IV. Um determinado hábitat pode proporcionar diferentes nichos aos organismos. Estão corretas: A) todas as afirmações. B) apenas a I. C) apenas I e IV. D) apenas II e III. E) apenas I, II e IV. 3 - (PUC-SP) Suponha que se queira manter animais aquáticos herbívoros em um aquário. Para garantir a sobrevivência desses animais durante certo tempo, seria aconselhável adicionar ao ambiente A) plantas aquáticas e algas que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao meio, caso esse fosse iluminado. B) plantas aquáticas e algas que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam oxigênio ao meio, mesmo que esse não fosse iluminado. C) fungos e bactérias que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam gás carbônico ao meio, caso esse fosse iluminado. D) fungos e bactérias que, além de servirem de alimento para os animais, forneceriam gás carbônico ao meio, mesmo que esse não fosse iluminado. E) zooplâncton que, além de servir de alimento para os animais, forneceria oxigênio ao meio, caso esse fosse iluminado. 4 - (Fuvest-SP) Recentemente, pesquisadores descobriram, no Brasil, uma larvade mosca que se alimenta das presas capturadas por uma planta carnívora chamada drósera. Essa planta, além do nitrogênio do solo, aproveita o nitrogênio proveniente das presas para a síntese proteica; já a síntese de carboidratos ocorre como nas demais plantas. As larvas da mosca, por sua vez, alimentam-se dessas mesmas presas para obtenção da energia necessária a seus processos vitais. Com base nessas informações, é correto afirmar que a drósera A) e a larva da mosca são heterotróficas; a larva da mosca é um decompositor. B) e a larva da mosca são autotróficas; a drósera é um produtor. C) é heterotrófica e a larva da mosca é autotrófica; a larva da mosca é um consumidor. D) é autotrófica e a larva da mosca é heterotrófica; a drósera é um decompositor. E) é autotrófica e a larva da mosca é heterotrófica; a drósera é um produtor. 5 – (ENEM) Ao percorrer o trajeto de uma cadeia alimentar, o carbono, elemento essencial e majoritário da matéria orgânica que compõe os indivíduos, ora se encontra em sua forma inorgânica, ora se encontra em sua forma orgânica. Em uma cadeia alimentar composta por fitoplâncton, zooplâncton, moluscos, crustáceos e peixes ocorre a transição desse elemento da forma inorgânica para a orgânica. 122 Em qual grupo de organismos ocorre essa transição? A) Fitoplâncton. B) Zooplâncton. C) Moluscos. D) Crustáceos. E) Peixes. 6 - (Fuvest-SP) Em relação ao fluxo de energia na biosfera, considere que ● A representa a energia captada pelos produtores; ● B representa a energia liberada (perdida) pelos seres vivos; ● C representa a energia retida (incorporada) pelos seres vivos. A relação entre A, B e C na biosfera está representada em: A) A < B < C. B) A < C < B. C) A = B = C. D) A = B + C. E) A + B = C. 123 REFERÊNCIAS AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia – Biologia das células, volume 1. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2015. 2-3 p. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia Moderna. volume 3. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2015. ANTONINI, Gabriel [et al]. Anglo [livro eletrônico] : Ensino médio : Formação geral básica : 1ª série : Biologia : Caderno 1: Caderno do professor. -– 1. ed. -- São Paulo : SOMOS Sistemas de Ensino, 2022. ARAGUAIA, Mariana. "Experimento de Miller"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo_legenda/64e82837163dc767aeba5 09d9fed1c28.jpg. Acesso em: 31 out. 2023a. ARAGUAIA, Mariana. "Panspermia Cósmica"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo_legenda/148155549a674697faf9ff8 788e7598b.jpg. Acesso em: 31 out. 2023b. BATISTA, Carolina. "Cadeia alimentar". Toda Matéria, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.todamateria.com.br/upload/co/mp/componentesdacadeiaalimentar.jpg. Acesso em: 20 nov. 2023a. BATISTA, Carolina. "Teia alimentar"; Toda Matéria, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.todamateria.com.br/upload/te/ia/teiaalimentar-0.jpg. Acesso em: 20 nov. 2023b. CAIRES, Luanne. Microrganismos são alternativa sustentável para recuperação de áreas contaminadas; Revista Eletrônica de Jornalismo Científico com Ciência, [s. l.], 2022. Disponível em: https://www.comciencia.br/microrganismos-sao-alternativa-sustentavel-para-recuperacao-de-areas- contaminadas/. Acesso em: 31 out. 2023. ESCOLA, Brasil. "Louis Pasteur"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/o-experimento-louis-pasteur- 555211e1af38e.jpg. Acesso em: 31 out. 2023. GUITARRARA, Paloma. "Big Bang"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2022/05/big-bang.jpg. Acesso em: 31 out. 2023. LIMA, Ana Luiza Lorenzen. Método científico; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metodo-cientifico.htm. Acesso em: 27 out. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2022. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de- cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MORAES, Paula Louredo. "História da Biologia"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/historia-da-biologia.htm. Acesso em: 25 out. 2023. PENA, Rodolfo F. Alves. "Qual é a Idade da Terra?". Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/1e475fc5af3d5d1494e4ac4d4875aeb1.jpg. Acesso em: 31 out. 2023. PLANETA BIOLOGIA. Níveis de Organização dos seres vivos, [s. l.], 2022. Disponível em: https://planetabiologia.com/wp-content/uploads/2022/08/Niveis-de-organizacao-em-biologia.jpg. Acesso em: 02 nov. 2023. https://static.todamateria.com.br/upload/te/ia/teiaalimentar-0.jpg https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg 124 PORFíRIO, Francisco. "Bioética"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/filosofia/bioetica.htm. Acesso em: 31 out. 2023. PORFÍRIO, Francisco. "O que é ética?". Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/o-que-e-sociologia/o-que-e-etica.htm. Acesso em: 30 out. 2023. ROSSO, A. C. J. [et al].; Anglo: Ensino médio : Formação geral básica : 1ª série : Exatas e ciências: Caderno do aluno 1 / 1. ed. -- São Paulo : SOMOS Sistemas de Ensino, 2020. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Corredores ecológicos"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s4.static.brasilescola.uol.com.br/be/2020/12/corredores-ecologicos.jpg. Acesso em: 02 nov. 2023a. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Experimento de Redi". Mundo da Educação,[s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/2022/04/experimento-de-redi.jpg. Acesso em: 31 out. 2023a. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Fluxo de Energia"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo_legenda/713a9d421e186fd8f839da 9af165c5ea.jpg. Acesso em: 02 nov. 2023b. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Hipótese autotrófica"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/2020/06/primeiras-formas-de-vida.jpg. Acesso em: 31 out. 2023b. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Hipótese heterotrófica"; Mundo da Educação, [s. l.], 2022. Disponível em: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/2020/05/terra-primitiva.jpg. Acesso em: 31 out. 2023c. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Organismos autotróficos e heterotróficos"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/organismos-autotroficos-heterotroficos.htm. Acesso em: 20 nov. 2023c. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Organismos autotróficos e heterotróficos"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/-o-leao-um-organismo- heterotrofico-ou-seja-nao-produz-seu-proprio-alimento-55b939e908b5d.jpg. Acesso em: 20 nove 2023d. SOUSA, Rafaela. "Sistema Solar"; Brasil Escola, [s. l.], 2022. Disponível em: https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/img/2019/04/origem-sistema-solar(1).jpg. Acesso em: 31 out. 2023. ZAIA, D. A. M; ZAIA, C. T. B. V. Algumas controvérsias sobre a origem da vida. Química Nova, [s. l.], 2022. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422008000600054. Acesso em: 31 out. 2023. https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/-o-leao-um-organismo-heterotrofico-ou-seja-nao-produz-seu-proprio-alimento-55b939e908b5d.jpg https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/be/conteudo/images/-o-leao-um-organismo-heterotrofico-ou-seja-nao-produz-seu-proprio-alimento-55b939e908b5d.jpg http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid= http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid= 125 A IMPORTÂNCIA DE SABER MEDIR AS GRANDEZAS FÍSICAS Caro estudante, saudações. UNIDADES DE MEDIDA As unidades de medida são representações das grandezas físicas utilizadas em diversas áreas do conhecimento, com o intuito de quantificar uma massa, uma sensação, o tempo ou o tamanho de algo. Em todo o mundo as unidades de medida seguem um padrão determinado pelo Sistema Internacional de Unidades (SI). A partir da unidade-padrão estabelecida pelo SI, podemos ainda utilizar outras unidades derivadas dela, o que permite compararmos e ampliarmos a noção quantitativa da grandeza. A saber, utiliza-se o metro (m) como unidade padrão para a medida da grandeza comprimento e o segundo (s) como unidade padrão de tempo. Assim, por exemplo, a grandeza velocidade utiliza, por definição, a relação entre as unidades de comprimento e tempo como unidade de medida, ou seja, o metro por segundo (m/s). No entanto, no dia a dia, utiliza-se o quilômetro por hora (km/h) de forma usual, sendo uma unidade derivada da unidade m/s. Outro exemplo, o SI adota a unidade kelvin como padrão para a grandeza temperatura. Essa unidade é muito utilizada em experimentos laboratoriais, mas, no dia a dia, a maioria dos países utiliza a unidade graus Celsius, que é derivada da unidade kelvin. Na figura 1, mostramos as sete unidades fundamentais do SI. Todas as outras unidades de medida das grandezas, usadas em física, derivam das unidades dessas grandezas. Muitas vezes temos que fazer a conversão das unidades para adequar os parâmetros, realizar uma medida com a maior precisão possível para repetir o evento quantas vezes forem necessárias. Super dica - Veja o vídeo, “As Unidades de Medida”, cujo professor do programa televisivo da Rede Minas, “Se Liga na Educação”, explica a evolução das medidas, o surgimento do sistema métrico e o sistema internacional de unidades. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view. Exatidão é diferente de precisão! A precisão de uma medida, segundo a sociedade brasileira de metrologia, é o grau de concordância entre indicações ou valores medidos, obtidos por medições repetidas, no mesmo objeto ou em objetos similares, sob condições especificadas. A exatidão é o grau de concordância entre um valor medido e um valor verdadeiro de um determinado mensurando. O valor verdadeiro é impossível de ser determinado, ou seja, em toda medida há erro. FÍSICA https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view 126 Figura 1 – Unidades Padrão do Sistema Internacional de Unidades - SI Conversão de Unidades Podemos mudar as unidades de uma grandeza física de muitas maneiras. Aqui apresentamos o método conhecido como conversão em cadeia, o qual usa um fator de conversão. Exemplo 1: Conversão de tempo – em 1 minuto há 60 segundos, quantos segundos terão em 2 minutos? 1 𝑚𝑖𝑛 60 𝑠 = 1 = 60 𝑠 1 𝑚𝑖𝑛 ≡ 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠ã𝑜 A razão (60s/1min) na equação acima é o fator de conversão. Portanto, 2 minutos em segundos: 2 𝑚𝑖𝑛 = (2 𝑚𝑖𝑛) × (60 𝑠) (1 𝑚𝑖𝑛) = 120 𝑠. Alguns fatores de conversão importantes na física: Comprimento [m] 1 km = 1000 m Massa [kg] 1 kg = 1000 g Tempo [s] 1h = 60 min. = 3600 s Velocidade [m/s] 1 m/s = 3,6 km/h F o n te : (H e le rb ro ck , 2 0 2 3 ) 127 Exemplo 2: conversão de velocidade. Quanto vale 80 km/h em m/s? Usando o fator de conversão para velocidade, temos: 1 𝑚 𝑠 = 3,6 𝑘𝑚 ℎ Logo, 1 𝑘𝑚 ℎ = 1 3,6 𝑚 𝑠 Portanto, 80 𝑘𝑚 ℎ = 80 ( 𝑘𝑚 ℎ ) × 1 3,6 ( 𝑚 𝑠 ) = 22,22 𝑚/𝑠. O SI estabelece como padrão, a representação das medidas, com 2 algarismos significativos. Assim, de acordo com o SI, 80 km/h = 22 m/s. De maneira prática podemos usar a seguinte regra para conversão de velocidade: Portanto, 𝑘𝑚 ℎ ⟶ 𝑚 𝑠 〈𝑑𝑖𝑣𝑖𝑑𝑒 − 𝑠𝑒 𝑜 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑝𝑜𝑟 3,6〉 e, 𝑚 𝑠 ⟶ 𝑘𝑚 ℎ 〈𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎 − 𝑠𝑒 𝑜 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑝𝑜𝑟 3,6〉 Agora, é com você. Bons estudos. ATIVIDADES 1 – Quais grandezas físicas são estudadas nos ramos da física: mecânica, termodinâmica e eletromagnetismo. 2– Converta as seguintes unidades. a) 3 km em m = i) 54 km/h em m/s = b) 2 m em mm = j) 72 km/h em m/s = c) 60 cm em m = k) 5 m/s em km/h = d) 1 mm em m = l) 30 m/s em km/h = e) 2h 30 min 12 s em s = m) 20 cm/s em m/s = f) 2,5 h em min = n) 30 km/s em m/s = g) 10 min em h = o) 2,3 kg em g = h) 45 min em h = p) 200 g em kg = 3 – O que é o metro-padrão adotado, atualmente, pelo SI? 4 – Quais as unidades de medida das grandezas físicas estudadas no ramo da física “mecânica”? 5 − Explique precisão e exatidão em uma medida. Qual a diferença entre elas? 128 FENÔMENO OU FATO? Caro estudante, saudações! O que diferencia um texto científico de um texto filosófico? Segundo Coelho, [S.I.], o conhecimento científico se baseia em experiências para testar a veracidade e a validade de uma hipótese. O conhecimento filosófico, por outro lado, possui um caráter puramente racional e lógico. Ou seja: não requer que testem a validade das hipóteses e tampouco as comprovem para a ciência. Uma teoria científica pode ser testada quantas vezes for necessária até comprovar que ela está errada. Por exemplo, o teorema de Pitágoras já foi testado de diversas formas e ainda não foi refutado. Tudo isso graças a aplicação do método científico, proposto por Galileu Galilei na época do renascimento. A rigor, o método científico é um conjunto de estruturas conceituais para formalizar um fenômeno observado de acordo com: 1. OBSERVAÇÃO Envolve coleta de informações qualitativas ou quantitativas sobre o fenômeno. Você, estudante deve olhar para o que precisa ser respondido e buscar mais informações sobre a situação. 2. FORMULAÇÃO DE UMA PERGUNTA São construídas perguntas que podem ajudar a explicar o fenômeno, resolver a questão em estudo ou encontrar possíveis razões que ocasionaram a situação-problema. Alguns exemplos de questionamento são: “Por que esse fenômeno ocorre?”, “Quais os fatores que podem influenciá-lo?”, “Como é possível descrevê-lo?”." 3. HIPÓTESE São elaboradas possíveis respostas ou soluções aos questionamentos propostos na etapa anterior. As hipóteses são consideradas válidas até que algum teste ou indício seja suficiente para invalidá-la. Ou seja, toda hipótese é verdadeira até que ela seja refutada. 4. EXPERIMENTO (teste a hipótese) O sistema em estudo é avaliado sob diferentes condições. Também são verificadas as condições para que um determinado experimento possa ser reproduzido. Nessa fase, as hipóteses formuladas são testadas. Discussão das hipóteses - envolve o julgamento das hipóteses, podendo estas serem rejeitadas, mantidas ou modificadas. Para a hipótese ser aceita como verdadeira, os resultados obtidos devem coincidir com o resultado esperado, de acordo com a hipótese proposta. 5. CONCLUSÃO Todos os dados obtidos e hipóteses testadas são agrupados para que se construa uma explicação, um princípio, uma teoria ou uma lei que seja útil para contribuir como conhecimento científico. Saiba mais... Método científico. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/metodo-cientifico.htm. Caro estudante, agora é com você! Responda às seguintes questões sobre métodocientífico. https://blog.mettzer.com/conhecimento-cientifico/ https://blog.mettzer.com/conhecimento-cientifico/ 129 ATIVIDADES 1 − (FUVEST) O tema “teoria da evolução” tem provocado debates em certos locais dos Estados Unidos da América, com algumas entidades contestando seu ensino nas escolas. Nos últimos tempos, a polêmica está centrada no termo teoria que, no entanto, tem significado bem definido para os cientistas. Sob o ponto de vista da ciência, teoria é: A) Sinônimo de lei científica, que descreve regularidades de fenômenos naturais, mas não permite fazer previsões sobre eles. B) Sinônimo de hipótese, ou seja, uma suposição ainda sem comprovação experimental. C) Uma ideia sem base em observação e experimentação, que usa o senso comum para explicar fatos do cotidiano. D) Uma ideia, apoiada no conhecimento científico, que tenta explicar fenômenos naturais relacionados, permitindo fazer previsões sobre eles. E) Uma ideia, apoiada pelo conhecimento científico, que, de tão comprovada pelos cientistas, já é considerada uma verdade incontestável. 2 − (VUNESP 2009) Analise os itens a seguir I. Levantamento de deduções. II. Formulação de hipótese. III. Experimentos que podem ser realizados. IV. Observação de um fato. Os itens listados são etapas simplificadas do método científico. Pode-se prever que os passos lógicos desse método seria: A) I, II, III e IV. B) I, IV, II e III. C) III, I, II e IV. D) III, II, IV e I. E) IV, II, I e III. 3 − Quando procuramos respostas científicas para um determinado fenômeno que ainda não foi estudado, qual o primeiro passo que devemos tomar de acordo com o método científico? A) Produzir hipóteses. B) Criar uma teoria. C) Fazer deduções. D) Observar. E) Generalizar. 4 − Quando fazemos afirmações prévias, as quais podem ser verdadeiras ou não, para explicar um determinado fenômeno, estamos elaborando: A) uma teoria. B) uma hipótese. C) uma observação. D) uma lei. E) um modelo. 130 5 − (Unimontes-Adaptada) Os passos principais de um método científico incluem a observação, formulação de hipótese, parte experimental e conclusões. No entanto, outras partes podem ser incorporadas ao desenvolvimento de uma pesquisa, como controles, variáveis e dados. Por mais que a utilização de controles possa estar relacionada a todos os passos de uma pesquisa, o valor de um controle serve para avaliar diretamente a: A) Parte experimental. B) Conclusão. C) Observação. D) Hipótese. E) Formulação da pergunta. 131 ESTOU PARADO OU EM MOVIMENTO EM RELAÇÃO A QUADRA DA ESCOLA? Caro estudante, saudações! O Sol gira em torno da Terra ou a Terra gira em torno do Sol? Estou parado ou em movimento? Na física para responder tais perguntas é necessário adotar um sistema de referências para melhor explicar os eventos mencionados. Você dentro de um ônibus em movimento, consegue ler uma notícia com muita tranquilidade na tela do seu celular. Isso é possível porque você está em repouso em relação a você, as cadeiras e as outras pessoas no interior do veículo. Nesse mesmo ônibus, se você jogar uma moeda para cima, ela cairá em sua mão! Por quê? Pesquise o motivo!!! Relação entre Referencial e Movimento Um referencial é o corpo ou lugar a partir do qual as observações de fenômenos diversos são feitas. Ao mudar o referencial, a percepção dos fenômenos também muda. O referencial pode ser entendido como o ponto de vista de um observador colocado em determinado lugar no espaço. Assim, por exemplo, eu estou em movimento ou parado? Depende do referencial!!! Só podemos dizer que um objeto, ou uma pessoa, está em movimento ou não a partir de um referencial. É possível que um corpo esteja em movimento para um observador e parado para outro. Imagine que você esteja parado em uma rua de sua cidade quando o simpático casal passa em um carro. Eles estão em movimento em relação a você. No entanto, o casal está em repouso em relação aos bancos do carro. Para o casal, quem está em movimento é você!!! O referencial também define o tipo de trajetória de objetos em movimento. Imagine que agora você está parado em uma rua qualquer quando vê um objeto caindo de um avião em movimento. A sua visão da trajetória feita pelo objeto é diferente da visão do piloto. Enquanto você vê uma trajetória do objeto em formato de uma parábola, o piloto vê o objeto caindo em linha reta!!! Saiba mais sobre referencial em: O que é referencial? Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-referencial.htm. Super dica - Veja o vídeo, “Relatividade dos movimentos”, onde o professor do programa televisivo da Rede Minas, “Se Liga na Educação”, explica a evolução das medidas, o surgimento do sistema métrico e o sistema internacional de unidades. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view. Caro estudante, agora é com você! Responda às seguintes questões sobre referencial. https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-referencial.htm https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view 132 ATIVIDADES 1 – (UEPB) Um professor de física, verificando em sala de aula que todos os seus alunos encontram-se sentados, passou a fazer algumas afirmações para que eles refletissem e recordassem alguns conceitos sobre movimentos. Das afirmações seguintes formuladas pelo professor, a única correta é: A) Pedro (aluno da sala) está em repouso em relação aos demais colegas, mas todos nós estamos em movimento em relação à Terra. B) Mesmo para mim (professor), que não paro de andar, seria possível eu achar um referencial em relação ao qual eu estivesse em repouso. C) A velocidade dos alunos que eu consigo observar agora, sentados em seus lugares, é nula para qualquer observador humano. D) Como não há repouso absoluto, nenhum de nós está em repouso, em relação a nenhum referencial. E) O Sol está em repouso em relação a qualquer referencial. 2 – (UFSM-RS) Em um ônibus que se desloca com velocidade constante, em relação a uma rodovia reta que atravessa uma floresta, um passageiro faz a seguinte afirmação: “As árvores estão deslocando-se para trás”. Essa afirmação é ......... pois, considerando-se ......... como referencial, é (são) ......... que se movimenta(m). Selecione a alternativa que completa corretamente as lacunas da frase. A) correta – a estrada – as árvores B) correta – as árvores – a estrada C) correta – o ônibus – as árvores D) incorreta – a estrada – as árvores E) incorreta – o ônibus – as árvores 3 – (UFMG-Adaptada) Júlia está andando de bicicleta, com velocidade constante, quando deixa cair uma moeda. Tomás está parado na rua e vê a moeda cair. Considere desprezível a resistência do ar. Assinale a alternativa em que melhor estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por Tomás. e) Júlia Tomás 133 4 – (UFSM-RS) Um avião, voando em linha reta, com velocidade constante em relação ao solo, abandona uma bomba. Se a resistência do ar sobre ela puder ser desprezada, a trajetória dessa bomba será em forma de uma: A) parábola para um observador que estiver no avião. B) linha reta vertical para um observador que estiver fixo no solo. C) linha reta horizontal para um observador que estiver no avião. D) linha reta vertical para um observador que estiver no avião. E) mesma figura para qualquer observador, pois independe do referencial. 5 – (AFA-SP) De uma aeronave que voa horizontalmente, com velocidade constante, uma bomba é abandonada em queda livre. Desprezando-se o efeito do ar, a trajetória da bomba, em relação à aeronave, será um: A) arco de elipse. B) arco de parábola. C) segmentode reta vertical. D) ramo de hipérbole. E) um ponto. 134 VELOCIDADE MÉDIA Caro estudante, saudações! Quando um carro mantém sua velocidade constante ao longo de uma trajetória, é possível prever o tempo gasto em sua viagem. Observe a tabela: D (m) 10 20 30 40 50 t (s) 2 4 6 8 10 Veja que a cada 2 segundos o carro percorre 10 m. Neste caso a velocidade é constante e vale v = + 5 m/s e o movimento é classificado como progressivo. • Qual será a posição desse carro no instante t = 20 s? Para resolver, podemos utilizar a função horária da posição do MRU que é: 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣𝑡 Em que 𝑠0 é a posição inicial, v é a velocidade constante e t, o tempo gasto no percurso. Assim, a posição desse carro no instante t = 20 s, será: 𝑠(20) = 10 + 5(20) = 110 𝑚. Quando a velocidade é constante, ela pode ser tratada como velocidade média. 𝑣 = ∆𝑠 ∆𝑡 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑛𝑜 𝑆𝐼, (𝑚/𝑠) Caro estudante, agora é com você! Responda às seguintes questões sobre MRUV. ATIVIDADES 1 – Calcule a velocidade média de um carro que percorre 200 km em 4 horas. 2 – Ao cobrar uma falta em um jogo de futebol, um jogador imprime à bola uma velocidade média de 43,2 km/h. Sabendo que a bola gasta 3 s até atingir as redes, determine a distância percorrida. A) 36 m B) 48 m C) 52 m D) 75 m E) 28 m 3 – (ENEM 2023 - adaptada) Uma concessionária é responsável por um trecho de 480 quilômetros de uma rodovia. Nesse trecho, foram construídas 10 praças de pedágio, onde funcionários recebem os pagamentos nas cabines de cobrança. Também existe o serviço automático, em que os veículos providos de um dispositivo passam por uma cancela, que se abre automaticamente, evitando filas e diminuindo o tempo de viagem. Segundo a concessionária, o tempo médio para efetuar a passagem em 135 uma cabine é de 3 minutos, e as velocidades máximas permitidas na rodovia são 100 km/h, para veículos leves, e 80 km/h, para veículos de grande porte. Considere um carro e um caminhão viajando, ambos com velocidades constantes e iguais às máximas permitidas, e que somente o caminhão tenha o serviço automático de cobrança. Comparado ao caminhão, quantos minutos a menos o carro leva para percorrer todo esse trecho administrado da rodovia? A) 30. B) 42. C) 72. D) 288. E) 360. 4 – (PUC-RJ) O gráfico relaciona o espaço (s) de um móvel em função do tempo (t). A partir do gráfico, pode-se concluir corretamente que: A) o móvel inverte o sentido do movimento no instante t = 5 s; B) a velocidade é nula no instante t = 5 s; C) o deslocamento é nulo no intervalo de 0 a 5 s; D) a velocidade é constante e vale 2 m/s; E) a velocidade vale – 2 m/s no intervalo de 0 a 5 s e 2 m/s no intervalo de 5 s a 10 s. 5 – (Mackenzie-SP) Uma partícula descreve um movimento uniforme cuja função horária é (s = – 2 + 5t) (SI). No caso, podemos afirmar que o valor da velocidade escalar e o tipo de movimento são: A) – 2 m/s; retrógrado B) – 2 m/s; progressivo C) 5 m/s; progressivo D) 5 m/s; retrógrado E) – 2,5 m/s; retrógrado 136 MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO Caro estudante, saudações! Já ouviu a seguinte propaganda, “este carro faz de 0 a 100 km/h em 3 segundos”? Certamente, você já pensou que para atingir tal velocidade, temos que acelerar muito o veículo. E você está correto! A grandeza física aceleração é, por definição, a taxa de transmissão de velocidade por unidade de tempo que se aplica às rodas de um móvel (carro), provocando-lhe uma mudança, uma variação do módulo de sua velocidade. Aceleração constante significa que a velocidade aumenta ou diminui na mesma proporção. Veja as tabelas: V(m/s) 0 5 10 15 20 t (s) 0 1 2 3 4 Observe que a velocidade aumenta uniformemente 5m/s a cada 1 s, ou seja, a aceleração desenvolvida é positiva e vale a = +5 m/s2. O movimento é classificado como acelerado, veja figura 1. Figura 1 – Movimento acelerado V(m/s) 20 15 10 5 0 t (s) 0 1 2 3 4 Observe que a velocidade diminui uniformemente 5m/s a cada 1 s, ou seja, a aceleração desenvolvida é negativa e vale a = -5 m/s2. O movimento é classificado como retardado, veja figura 2. Figura 2 – Movimento retardado Esta é a principal característica do MRUV que pode ser horizontal ou vertical. O caso vertical a aceleração é constante e é chamada de aceleração da gravidade g = 9,8 m/s2. 137 De maneira resumida podemos escrever as equações horárias do MRUV da seguinte forma: Movimento Horizontal Movimento Vertical Velocidade 𝑣 = 𝑣0 + 𝑎𝑡 𝑣 = 𝑣0 + 𝑔𝑡 Distância 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0𝑡 + 1 2 𝑎𝑡2 𝑠 = 𝑠0 + 𝑣0𝑡 + 1 2 𝑔𝑡2 Equação de Torricelli 𝑣2 = 𝑣0 2 + 2𝑎∆𝑑 𝑣2 = 𝑣0 2 + 2𝑔∆𝑑 Caro estudante, agora é com você! Responda às seguintes questões sobre MRUV. ATIVIDADES 1 – (UFPA) Um ponto material parte do repouso em movimento uniformemente variado e, após percorrer 12 m, está animado de uma velocidade escalar de 6,0 m/s. A aceleração escalar do ponto material, em m/s, vale: A) 1,5. B) 1,0. C) 2,5. D) 2,0. E) 3,0 2 – (PUC-RS) Muitos acidentes acontecem nas estradas porque o motorista não consegue frear seu carro antes de colidir com o que está à sua frente. Analisando as características técnicas, fornecidas por uma revista especializada, encontra-se a informação de que um determinado carro consegue diminuir sua velocidade, em média, 5,0 m/s a cada segundo. Se a velocidade inicial desse carro for 90,0 km/h (25,0 m/s), a distância necessária para ele conseguir parar será de, aproximadamente, A) 18,5 m. B) 25,0 m. C) 31,5 m. D) 45,0 m. E) 62,5 m. 3 − Um pacote é abandonado, a partir do repouso, do alto de um edifício. O pacote leva 4 segundos para atingir o solo. Considere que a aceleração da gravidade local seja 10 m/s2 e calcule a altura do edifício. 4 – É possível determinar a distância percorrida por um móvel através do valor da área descrita sob a curva do gráfico que representa a variação da velocidade em função do tempo, onde: 𝛥𝑑 ≡ Á𝑟𝑒𝑎 De acordo com essa informação calcule a distância percorrida nos seguintes casos: 138 A) B) 5 – Pode-se afirmar que a inclinação (𝑖) da reta em um gráfico velocidade × tempo do movimento de um corpo, corresponde ao valor da sua aceleração (𝑎). 𝑖 ≡ 𝑎 = 𝛥𝑉 𝛥𝑡 De acordo com essa informação calcule a aceleração desenvolvida nos seguintes casos: A) B) 139 REFERÊNCIAS AMABIS, J. M. et al. Moderna Plus: Ciências da Natureza. v1. São Paulo: Moderna, 2020. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. 2018. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf. DIAS, Diogo Lopes. Unidades de medida, Brasil Escola, [S.l.], 2023. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/unidades-medida.htm. Acesso em: 04 nov. 2023. GREF. Grupo de reelaboração do ensino de Física (GREF). Física, eu? Leituras de Mecânica de 1 a 6. São Paulo. 2020. Disponível em: https://fep.if.usp.br/~profis/gref.html. Acesso em: 26 out. 2023. HELERBROCK, Rafael. Sistema Internacional de Unidades, Brasil Escola, [S.I.], 2023 Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades-si.htm. Acesso em: 04 nov. 2023. HEWITT, Paul G. Física Conceitual. trad. Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina. 9 ed. Porto Alegre: Bookman,2002. LUZ, Antônio Máximo Ribeiro da; ALVARENGA, Beatriz; GUIMARÃES, Carla da Costa. Física: Contexto e aplicações. 2ª ed. v1. São Paulo: Scipione, 2016. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores deMinas Gerais, Belo Horizonte, 2022. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de- cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. RELATIVIDADE DO MOVIMENTO. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view. UNIDADES DE MEDIDA. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1NLUATN5dl94i7aPowFJ3LvWNKEFU3iyw/view. Acesso em: 06 out. 2023. http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/BNCC_EI_EF_110518_versaofinal_site.pdf https://brasilescola.uol.com.br/quimica/unidades-medida.htm https://fep.if.usp.br/~profis/gref.html https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades-si.htm https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg https://drive.google.com/file/d/1y7PjA5fRXvwGvS6vGB6NnYaiBp58vn2W/view https://drive.google.com/file/d/1NLUATN5dl94i7aPowFJ3LvWNKEFU3iyw/view 140 SOMOS UM UNIVERSO DE ÁTOMOS OU MUITOS ÁTOMOS NO UNIVERSO? Olá, estudante! Espero que você seja curioso(a), pois na disciplina de Química gostamos de desvendar os mistérios do universo microscópico para explicar os acontecimentos que observamos ao nosso redor! Por isso, nessa etapa inicial do nosso primeiro bimestre, vamos estudar o átomo, constituinte da matéria e formador da vida, terra e cosmos. Sabemos que você já teve um primeiro contato com esse assunto no Ensino Fundamental, mas agora iremos aprofundar, focando principalmente no modelo atômico atual e nas bases da teoria quântica que o baseiam. Provavelmente, seu professor de Química já abordou esses novos conteúdos em sala de aula e agora é o momento de testar o seu conhecimento com as atividades disponibilizadas. Caso ainda tenha dúvidas, o texto abaixo pode ajudá-lo na resolução dos exercícios, além disso, assista às vídeo aulas da sugestão, temos certeza de que elas podem te ajudar a também! TEXTO COMPLEMENTAR A matéria é definida como tudo que tem massa e ocupa lugar no espaço. Sendo o átomo a unidade fundamental da matéria, pode ser visto como um “bloco de construção”, pois a forma como os átomos se organiza, dá origem a toda matéria existente. No universo, o que não é classificado como matéria é chamado de energia. Os átomos são formados pelas partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons. Prótons e nêutrons são formados pela união de partículas ainda menores: os quarks. Na tentativa de entender e explicar o átomo vários modelos atômicos foram propostos como mostra a imagem abaixo: Linha do tempo com a evolução dos modelos atômicos ▪ Átomo de Dalton (1803): esfera maciça, indivisível e indestrutível. QUÍMICA F o n te : (T o d a m a té ri a , 2 0 2 3 ) 141 ▪ Átomo de Thomson (1898): esfera de carga positiva com elétrons fixados. ▪ Átomo de Rutherford (1911): núcleo com carga positiva e os elétrons situam-se ao redor dele na eletrosfera. ▪ Átomo de Bohr (1913): os elétrons se movimentam em camadas circulares fixas ao redor do núcleo. ▪ Átomo quântico (1926): o núcleo é formado por prótons (carga positiva) e nêutrons (carga nula), e os elétrons (carga negativa) formam uma nuvem eletrônica ao redor do núcleo. Tabela 1 - Resumo da estrutura atômica O átomo pode apresentar duas formas: ● Atômica: Quantidade de prótons igual a quantidade de elétrons, carga total = 0. ● Iônica: Quantidade de prótons diferente da quantidade de elétrons, carga total ≠ 0. Íon catiônico: Quantidade de prótons superior a quantidade de elétrons, carga total > 0. Íon aniônico: Quantidade de prótons inferior a quantidade de elétrons, carga total < 0. SUGESTÃO DE VÍDEO AULAS E LEITURA: Átomos: origem e modelos Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view. Como a mecânica quântica explica a estrutura do átomo? Disponível em: https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ. Livreto - Evolução do átomo com realidade aumentada. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1mJw6MDDD5A6--opYK957Fna_CBIj3veY/view F o n te : (T o d a m a té ri a , 2 0 2 3 ) https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ https://drive.google.com/file/d/1mJw6MDDD5A6--opYK957Fna_CBIj3veY/view 142 ATIVIDADES 1 – Preencha a cruzadinha abaixo, respondendo as questões a seguir: 1 - É constituído por prótons, nêutrons e elétrons. 2 - É aproximadamente dez mil vezes menor que o átomo. 3 - Não possui carga. 4 - Por convenção, dizemos que sua carga elétrica é positiva. 5 - Possui carga elétrica -1. 6 - Quando o átomo se encontra nesse estado, possui número de prótons e elétrons iguais. 7 - Toda matéria possui massa e …. 8 - É dividida em níveis e subníveis de energia. 9 - A matéria é formada por elas, que por sua vez, são constituídas por átomos. 10 - Cientista responsável pelo primeiro modelo atômico baseado na mecânica quântica. 2 – Em seu caderno, construa uma tabela com as seguintes divisões: Elemento químico Símbolo químico Z n e- A Representação Átomo neutro, cátion ou ânion? Em cada linha da tabela, responda as questões referentes aos elementos químicos abaixo com auxílio da tabela periódica: ● íon de alumínio 3+; ● íon de nitrogênio 3-; ● átomo de prata; ● íon de bromo 1- ● íon de zinco 2+. 143 3 – (PUC-RS) Dados modelos atômicos: 1. Átomo como partícula descontínua com eletrosfera dividida em níveis de energia. 2. Átomo como partícula maciça indivisível e indestrutível. 3. Átomo como modelo probabilístico sem precisão espacial na localização do elétron. 4. Átomo como partícula maciça com carga positiva incrustada de elétrons. 5. Átomo formado por núcleo positivo com elétrons girando ao seu redor na eletrosfera. A sequência que corresponde cronologicamente à evolução do modelo atômico é: 4 – (UENF-RJ) Segundo a evolução dos modelos atômicos e os conceitos de estrutura atômica, assinale a alternativa CORRETA. A) O elétron possui carga negativa (-1,602 × 10-19 C) e sua massa é tão pequena que não pode ser medida. B) Segundo Planck, a energia só pode ser emitida ou absorvida pelos átomos em pacotinhos. Cada pacotinho contém uma certa quantidade de energia. C) Diferentemente dos elétrons e dos prótons, os nêutrons não possuem carga e têm massa cerca de 10.000 vezes maior que a do próton. D) De acordo com a física moderna, a radiação eletromagnética é uma partícula e não uma onda. 5 – (ITA-SP) Qual das afirmativas a seguir melhor descreve o comportamento de um elétron, comparado com partículas e ondas tradicionais? A) É uma partícula que, em certas circunstâncias especiais, se comporta como uma onda. B) É uma onda que, em certas circunstâncias, se comporta como partícula. C) À medida que passa o tempo, ora se comporta como partícula, ora como onda. D) Seu comportamento pode ser interpretado como o de partícula ou de onda. 6 – (PUC-RS) No modelo atômico atual, os elétrons: A) ocupam níveis definidos de energia. B) giram ao redor do núcleo em órbitas circulares ou elípticas. C) têm caráter corpuscular e de onda, simultaneamente. D) podem ter a sua posição e velocidade determinadas em um dado instante. 144 SOMOS FORMADOS POR POEIRAESTELAR E “A CULPA É DAS ESTRELAS”? Olá, estudante! Espero que você tenha aproveitado ao máximo o material disponibilizado referente ao conteúdo modelos atômicos, e consequentemente, tenha expandido e aprofundado seu entendimento sobre o átomo! Agora, vamos avançar no nosso curso de Química, tendo foco nos diversos tipos de átomos: os elementos químicos! Iniciaremos, compreendendo que “a culpa é das estrelas”, estudiosos entenderão! Prosseguindo, vamos utilizar uma incrível ferramenta da Química, a Tabela periódica. Para isso, você deve entender sua organização, suas divisões e classificações, além dos números quânticos. O domínio desses conteúdos garantirá a você, acesso a muitas informações contidas na T.P., tendo assim, um maravilhoso recurso de consulta na resolução de exercícios. Ufa! Você tem bastante conteúdo para ser apropriado e fixado, portanto, borá estudar? Não deixe de ler o texto complementar e assistir aos vídeos, mesmo que o seu professor já tenha exibido em sala de aula. TEXTO COMPLEMENTAR Os diferentes tipos de átomos são chamados de elementos químicos. O primeiro elemento químico formado foi o Hidrogênio. Seu núcleo, constituído de apenas um próton, surgiu logo após a explosão do Big Bang. Segundos depois, a partir da fusão de dois núcleos de seu isótopo Deutério, forma-se o núcleo do elemento químico Hélio. Os núcleos dos outros elementos químicos surgem de fusões ocorridas no interior das estrelas ou em supernovas e também por fissões de raios cósmicos . Os elétrons, unem-se aos núcleos muito tempo depois, configurando a formação do átomo. Conhecidamente, 92 elementos químicos surgiram no espaço e são classificados como elementos naturais. O avanço científico e tecnológico permitiu ao homem o domínio dos processos de fusão e fissão. Esse desenvolvimento possibilitou a síntese de novos elementos químicos, sendo as últimas aquisições, quatro elementos químicos sintetizados em aceleradores de partículas pelo processo da fusão nuclear. Atualmente, 26 elementos químicos surgiram em laboratório e são denominados elementos artificiais. Portanto, atualmente, a Tabela periódica é composta por 118 elementos químicos, organizados por número atômico e distribuídos em 18 colunas (linhas verticais) e 7 períodos (linhas horizontais). Os elementos químicos são divididos e classificados na T.P., de acordo com as características que apresentam, sendo: − Metais: elementos que tendem a perder elétrons e formar cátions; − Ametais: elementos que tendem a ganhar elétrons e formar ânions − Gases nobres: elementos sem tendência nem a ganhar, nem a perder elétrons. Outro ponto importante é a questão energética envolvida na T.P., pois a sequência dos elementos químicos, respeita a distribuição eletrônica sugerida por Linus Pauling, onde os elétrons são distribuídos por níveis e subníveis de energia, sempre do menos energético para o mais energético. Para melhor compreensão dessa distribuição, o entendimento dos números quânticos faz-se 145 necessário. − Número quântico principal: indica o nível de energia; − Número quântico secundário: indica o subnível de energia; − Número quântico magnético: indica o orbital de maior probabilidade de encontrar o elétron; − Número quântico de spin: indica o sentido de rotação do elétron dentro do orbital. Tabela periódica em níveis e subníveis de energia SUGESTÃO DE VÍDEO AULAS: Como criar um novo elemento químico. Disponível em: https://youtu.be/NMQkq7EiFVs?si=wuzVPHSJxVHNbjCX. Como surgiram os elementos químicos. Disponível em: https://youtu.be/2TcW-xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk. ATIVIDADES 1 – (UESB - 2010/ADAPTADA) Pesquisas indicam que são os diversos tipos de estrelas, em diferentes momentos de suas transformações, que deram origem à maioria dos elementos químicos, por meio de reações nucleares, a partir do hidrogênio. Nos primeiros momentos depois do Big Bang, a explosão que deu início ao universo, foram gerados os elementos químicos mais leves, como o hidrogênio, H, o hélio, He, e o lítio, Li. Os demais foram produzidos, progressivamente, no interior das estrelas. Considerando-se essas informações e a Tabela Periódica, é correto afirmar: A) A configuração eletrônica do lítio-7 é representada por [He] 2s22p3. B) O átomo de hidrogênio possui a mesma quantidade de prótons que o átomo de hélio. C) O número de prótons e de nêutrons no átomo de lítio-7 é, respectivamente, 3 e 4. D) O lítio e o hidrogênio pertencem ao mesmo grupo periódico, porque apresentam características semelhantes. 2 – Observe as imagens A e B, abaixo: (A) (B) F o n te : (W ik im e d ia C o m m o n s, 2 0 1 6 ) F o n te : (S a n to s, 2 0 2 3 ) 146 Identifique e classifique A e B, em fusão ou fissão e com suas palavras defina os dois processos citando todo o seu conhecimento sobre o assunto. 3 – O quarteto de novos elementos químicos completa o sétimo período da Tabela Periódica. O número atômico correspondente às novas aquisições são, 113, 115, 117 e 118. Eles foram descobertos por físicos dos Estados Unidos, Rússia e Japão. A respeito desses novos elementos químicos, é incorreto afirmar: A) São inexistentes na superfície terrestre, por isso são considerados elementos artificiais. B) Foram sintetizados em reatores nucleares pelo processo de fissão nuclear. C) São extremamente instáveis devido ao grande número de partículas em seu núcleo. D) São radioativos devido à grande instabilidade nuclear. 4 − Leia a tirinha abaixo: Indique o símbolo químico representante de cada um dos seis elementos citados na tirinha, faça a distribuição eletrônica por nível e subnível de energia e apresente os números quânticos do elétron de valência. 5 – (ENEM - 2018) Na mitologia grega, Nióbia era a filha de Tântalo, dois personagens conhecidos pelo sofrimento. O elemento químico de número atômico (Z) igual a 41 tem propriedades químicas e físicas tão parecidas com as do elemento de número atômico /3 que chegaram a ser confundidos. Por isso, em homenagem a esses dois personagens da mitologia grega, foi conferido a esses elementos os nomes de nióbio (Z = 41) e tântalo (Z = 73). Esses dois elementos químicos adquiriram grande importância econômica na metalurgia, na produção de supercondutores e em outras aplicações na indústria de ponta, exatamente pelas propriedades químicas e físicas comuns aos dois. KEAN, S. À colher que desaparece: e outras histórias reais de loucura, amor e morte a partir dos elementos químicos. Rio de Janeiro: Zahar, 2011 (adaptado). A importância econômica e tecnológica desses elementos, pela similaridade de suas propriedades químicas e físicas, deve-se a: A) terem elétrons no subnível f. B) serem elementos de transição interna. F o n te : (Q u a d ri n h o ra m a , 2 0 1 9 ) 147 C) pertencerem ao mesmo grupo na tabela periódica. D) terem seus elétrons mais externos nos níveis 4 e 5, respectivamente. E) estarem localizados na família dos alcalinos terrosos e alcalinos, respectivamente. 6 – A partir das características apresentadas, identifique os elementos químicos e encontre-os no caça- palavras: I. Metal do grupo 10 e período 6 da Tabela Periódica; II. Elemento com distribuição eletrônica 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p5; III. Actinídeo de número atômico 94; IV. Lantanídeo de símbolo químico Er; V. Gás nobre associado a maior fraqueza do super-homem; VI. Elemento com distribuição eletrônica K2 L8 M18 N8 O2; VII. Calcogênio que unido ao hidrogênio forma o ácido sulfídrico (H2S); VIII. Metal de transição que mantinha o Homem de Ferro vivo, mas também o intoxicava. 148 TODOS OS CORPOS EMITEM RADIAÇÃO, ISSO INCLUI NÓS, HUMANOS? Olá, estudante! Estamos quase finalizando o nosso primeiro bimestre! Muito conhecimentofoi adquirido até aqui, não é mesmo? Mas, calma, ainda não acabou! Depois de aprofundar no conteúdo sobre o átomo e a tabela periódica, vamos desvendar, agora, o fascinante mundo da radioatividade. É importante que você compreenda todos os conceitos e processos, além de benefícios e malefícios relacionados à temática. Para isso, faça todos os exercícios propostos, leia o livreto e assista ao vídeo da sugestão, temos certeza de que eles podem te ajudar na assimilação e fixação do conteúdo. Ademais, bons estudos e nos vemos para novas descobertas, logo ali, no segundo bimestre! TEXTO COMPLEMENTAR Para entender a radioatividade é necessário, primeiramente, compreender o conceito de radiação. ▪ Radiação: É a emissão de energia por meio de ondas ou partículas, ambas se propagam com determinada velocidade, possuem energia que varia de valores elevados a muito pequenos, carga elétrica e magnética e podem ser geradas por fontes naturais ou por dispositivos construídos pelo homem. ▪ Radiação eletromagnética: é a radiação emitida por ondas, as chamadas ondas eletromagnéticas que diferem entre si, apenas pelas frequências e correspondentes comprimentos da onda, o que gera diferenças na velocidade de propagação e quantidade de energia emitida. As frequências, abrangem faixas enormes denominadas espectros eletromagnéticos, como mostra a imagem abaixo. Ele apresenta sete tipos de radiação, são elas: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, radiação ultravioleta, raios x e raios gama. Propriedades do Espectro Eletromagnético F o n te : (W ik ip e d ia , 2 0 1 2 ) 149 ● Radiação corpuscular: é a radiação por emissão de partículas, sendo as mais conhecidas as emissões beta, alfa e de nêutrons, que diferenciam-se por mudanças na velocidade, carga e massa. ● Radioatividade: É a desintegração espontânea do núcleo atômico de elementos instáveis, com emissão de partículas ou radiação eletromagnética (partículas alfa, beta ou radiação gama), provocando decaimentos radioativos até alcançar a estabilidade nuclear. Decaimento radioativo Partículas radioativas SUGESTÃO DE VÍDEO AULA E LEITURA: Fatos estranhos: alimentos radioativos. Disponível em: https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0. Livreto - Trilha da Radioatividade. Disponível em: https://www.aben.com.br/Arquivos/730/730.pdf. ATIVIDADES 1 - (UESB) A radioatividade emitida por determinadas amostras de substâncias provém: A) da energia térmica liberada em sua combustão. B) de alterações em núcleos de átomos que as formam. C) de rupturas de ligações químicas entre os átomos que as formam. D) do escape de elétrons das eletrosferas de átomos que as formam. F o n te : (I n tr a n e t, [ 2 0 2 3 ]) F o n te : (I n tr a n e t, [ 2 0 2 3 ]) https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0 https://www.aben.com.br/Arquivos/730/730.pdf 150 2 – (ENEM 2014) “Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor.“ WENDLING, M. Sensores. Disponível em: www2.feg.unesp.br. Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado). A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência: A) da luz visível. B) o ultravioleta. C) do infravermelho. D) das micro-ondas. 3 – Analise a frase: “Energia solar é, na verdade, energia nuclear.” Você concorda ou discorda dessa afirmativa? Justifique sua resposta. 4 – Observe o processo abaixo: Analise e responda: A) Qual elemento é representado por X? B) Qual elemento é representado por Y? C) Indique o número atômico de X e de Y. D) Esse processo representa uma fusão ou uma fissão? 5 – Indique o número de partículas alfa (α) e de partículas beta (β) que o isótopo tório-232 (90Th232) emite para gerar o isótopo radônio-220 (86Rn220). 6 – (Enem 2012) A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser um material radioativo e quais os efeitos, consequências e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de decisões equivocadas, como a apresentada no exemplo a seguir. “Uma companhia aérea negou-se a transportar material médico por este portar um certificado de esterilização por irradiação.” Física na Escola, v. 8, n. 2, 2007 (adaptado). A decisão tomada pela companhia é equivocada, pois: A) O material é incapaz de acumular radiação, não se tornando radioativo por ter sido irradiado. B) A utilização de uma embalagem é suficiente para bloquear a radiação emitida pelo material. C) O material irradiado emite radiação de intensidade abaixo daquela que ofereceria risco à saúde. D) O intervalo de tempo após a esterilização é suficiente para que o material não emita mais radiação. 151 7 – Leia a tirinha abaixo e responda as questões a seguir: A) O que este símbolo representa realmente? B) Como você explicaria o significado e a importância desse símbolo para “pessoas normais”, ou seja, leigos? C) Por que o químico afirmou que o símbolo possui potencial? D) Indique um ponto positivo e um ponto negativo na forma a qual a ficção retrata o significado do símbolo. Baseie-se nas publicações em quadrinhos do personagem Hulk e sua relação com a radioatividade F o n te : (H u m o r co m C iê n ci a , [2 0 2 3 ]) 152 REFERÊNCIAS ÁTOMO: origem e modelos. Direção: Se Liga na Educação/Secretaria De Estado De Educação De Minas Gerais. Belo Horizonte - MG: Rede Minas, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view. Acesso em: 07 out. 2023. BATISTA, Carolina. Entenda o que é a Matéria (com exemplos). Toda Matéria, [s.l.], 2022. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/materia/. Acesso em: 14 nov. 2023. BATISTA, Carolina. Estrutura Atômica. Toda Matéria, [s.l.], 2022. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/estrutura-atomica/. Acesso em: 14 nov. 2023. BATISTA, Carolina. Evolução dos modelos atômicos. Toda Matéria, [s.l.], 2022. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/evolucao-dos-modelos-atomicos/. Acesso em: 14 nov. 2023. BOHLEN, T. Cientirinhas, ep. 144, [S.l.], 26 set. 2019. Publicado por Dragões de garagem. Disponível em: https://dragoesdegaragem.com/cientirinhas/cientirinhas-144/. Acesso em: 14 nov. 2023. COMO a mecânica quântica explica a estrutura do átomo? [S. l.: s. n.], 3 mar. 2023. (5min). Publicado pelo canal Mapas da Química. Disponível em: https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ. Acesso em: 09 out. 2023. COMO criar um novo elemento químico. [S. l.: s. n.], 27 fev. 2021. Vídeo (10min). Publicado pelo canal Ciência Todo Dia. Disponível em: https://youtu.be/NMQkq7EiFVs?si=wuzVPHSJxVHNbjCX. Acesso em: 13 out. 2023. COMO surgiram os elementos químicos. São João Del Rey - campus Alto Paraopeba, [s. n.], 25 mar. 2021. Vídeo (9min). Publicado pelo canal CTS UFSJ - CAP. Disponível em: https://youtu.be/2TcW- xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk. Acesso em: 13 out. 2023. FATOS estranhos: alimentos radioativos. Natal, ep.35, 30 ago. 2020. Vídeo (9min). Publicado pelo canal Gotas de química. Disponível em: https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0. Acesso em: 30 out. 2023. FEITOSA, A. M. Produto educacional: Evolução do átomo com realidade aumentada, Macéio, 2020. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1mJw6MDDD5A6--opYK957Fna_CBIj3veY/view. Acesso em: 07 out. 2023. LINHA do tempo com a evolução dos modelos atômicos, Toda Matéria. [s.l.], 2022. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/evolucao-dos-modelos-atomicos/.Acesso em: 14 nov. 2023. LUNA, João Paulo. Radioatividade, [S.l.;s.d.]. Disponível em: https://intranet.policiamilitar.mg.gov.br/conteudoportal/uploadFCK/ctpmbarbacena/09042019081056214 .pdf. Acesso em: 15 nov. 2023. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Currículo Referência de Minas Gerais: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2022. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de- cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Plano de Curso: ensino médio. Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2024. Disponível em: https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg. Acesso em: 19 jan. 2024. PROJETO de extensão Meninas da Física. Produto Educacional: Trilha da Radioatividade. Universidade Federal de Uberlândia, 2020. Disponível em: https://www.aben.com.br/Arquivos/730/730.pdf. Acesso em: 28 out. 2023. PROPRIEDADES do Espectro Eletromagnético. In. WIKIPÉDIA. 10 out. 2012. Disponível em: https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:EM_Spectrum_Properties_pt.svg. Acesso em: 14 nov. 2023. https://drive.google.com/file/d/1qxG3fRsXaOVdg8DyjxgmiGQnEzh64zvA/view https://dragoesdegaragem.com/cientirinhas/cientirinhas-144/ https://youtu.be/jXnnzVzl6po?si=xi29TaJO5WdUqZjJ https://youtu.be/NMQkq7EiFVs?si=wuzVPHSJxVHNbjCX https://youtu.be/2TcW-xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk https://youtu.be/2TcW-xKTR7E?si=dCp3Ds3TxVsDQNUk https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0 https://youtu.be/XUAzXEo9P6c?si=nmGzehCFGJ9NtHc0 https://drive.google.com/file/d/1mJw6MDDD5A6--opYK957Fna_CBIj3veY/view https://intranet.policiamilitar.mg.gov.br/conteudoportal/uploadFCK/ctpmbarbacena/09042019081056214.pdf https://intranet.policiamilitar.mg.gov.br/conteudoportal/uploadFCK/ctpmbarbacena/09042019081056214.pdf https://curriculoreferencia.educacao.mg.gov.br/index.php/plano-de-cursos-crmg https://www.aben.com.br/Arquivos/730/730.pdf https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:EM_Spectrum_Properties_pt.svg 153 REAÇÕES, ep. 211. HUMOR COM CIÊNCIA. [S.l.] 03 mar. 2015. Disponível em: https://www.humorcomciencia.com/tagtirinha/radioatividade/. Acesso em: 14 nov. 2023. REIS, M. Química. São Paulo: Ática, 2°ed, v.1, 2016. SANTOS, T. A. F. Imagens A e B: Fusão e Fissão, 14 nov. 2023. Disponível em: https://www.canva.com/design/DAF0LDcVSdI/YPOwrhj2rKjBXpCRXlEB6w/view?utm_content=DAF0LDcV SdI&utm_campaign=share_your_design&utm_medium=link&utm_source=shareyourdesignpanel. Acesso em: 14 nov. 2023. RESUMO da estrutura atômica, Toda Matéria. [s.l.], 2022. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/estrutura-atomica/. Acesso em: 14 nov. 2023. TABELA periódica em níveis e subníveis de energia. In: WIKIPÉDIA: 17 jul. 2016. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Periodic_table_blocks_spdf_(32_column)-pt.svg. Acesso em: 14 nov. 2023. https://www.humorcomciencia.com/tagtirinha/radioatividade/ https://www.canva.com/design/DAF0LDcVSdI/YPOwrhj2rKjBXpCRXlEB6w/view?utm_content=DAF0LDcVSdI&utm_campaign=share_your_design&utm_medium=link&utm_source=shareyourdesignpanel https://www.canva.com/design/DAF0LDcVSdI/YPOwrhj2rKjBXpCRXlEB6w/view?utm_content=DAF0LDcVSdI&utm_campaign=share_your_design&utm_medium=link&utm_source=shareyourdesignpanel https://www.todamateria.com.br/estrutura-atomica/ https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Periodic_table_blocks_spdf_(32_column)-pt.svg