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347 2.3.9.3 Química 2.3.9.3.1 Fundamentos teóricos/específicos Para a construção de uma visão integrada do mundo (natural, social e tecnológico) que nos cerca, a Química se constitui como uma ciência de extrema relevância, tornando possível compreender as características da matéria que forma o universo e as transformações pelas quais passa, articulando- se à Biologia e à Física a fim de proporcionar uma ampliação necessária da perspectiva sobre os fenômenos naturais que ocorrem ao nosso redor, impactando nossa saúde, nossa relação com a natureza, contribuindo para que possamos refletir sobre a exploração dos recursos naturais ao longo da história, a forma como produzimos e consumimos e a produção de tecnologia. Ficar alheio a informações e conhecimentos que envolvem a Química nos dias de hoje é quase que impossível, pois, de uma maneira ou de outra, ela se faz presente nos diversos setores produtivos de nossa sociedade, gerando discussões que envolvem desde suas relações com a tecnologia até os impactos sociais causados pelo seu desenvolvimento. A necessária reflexão da atuação da química nos setores da sociedade deve ser discutida para que questões, como principalmente, a sua visão enquanto “vilã”, que pavimenta a mentalidade de muitas pessoas, seja superada por meio de uma educação que, de forma crítica, contextualizada e responsável, seja capaz de compreender a ciência enquanto empreendimento humano e social para que possamos contemplar uma formação que prepara para a cidadania como previsto. Tudo ao nosso redor envolve Química. Em nível de ilustração, podemos mencionar alguns exemplos como o processo de respiração dos seres vivos, manuseio e consumo de alimentos, funcionamento de eletroeletrônicos, desenvolvimento de novos materiais biodegradáveis, tratamento de água e lixo, administração e consumo de fármacos, funcionamento de automóveis, produção de energia, poluição. Dessa forma, tudo ao nosso redor é objeto de estudo da Química, ciência essa que estuda as propriedades, constituição e transformações da matéria, e deve ser aproveitado para que as competências e habilidade desejáveis para a área de Ciências da Natureza possam ser trabalhadas e consolidadas por meio dos objetos de estudo deste componente. Enquanto componente curricular, a Química pode contribuir significativamente para a formação integral dos estudantes prevista na BNCC, entretanto precisamos estar atentos a algumas questões, problemáticas e potenciais específicos do componente. O Ensino Médio, enquanto última etapa da educação básica, visa aprofundar e ampliar conhecimentos adquiridos ao longo dessa etapa, tendo como ponto de prioridade o letramento científico da população (BRASIL, 2018). Levando em consideração o contexto atual de nosso país e do mundo, em que a informação se difunde com grande facilidade, e temos uma vastidão de notícias e informações que carecem de fontes, e, em muitas vezes, são frágeis quanto à veracidade, é necessário preparar estudantes 348 minimamente letrados cientificamente, para que possam lidar e participar dessas discussões e reconhecer, criticar e inferir inconsistências em algumas dessas comunicações, como afirma o PCN+, (BRASIL, 2002). Nessa mesma linha, os estudantes precisam conhecer fontes confiáveis de obtenção de informações para que possam desenvolver mecanismos de investigação e análise crítica. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio A Química pode ser um instrumento da formação humana que amplia os horizontes culturais e a autonomia no exercício da cidadania, se o conhecimento químico for promovido como um dos meios de interpretar o mundo e intervir na realidade, se for apresentado como ciência, com seus conceitos, métodos e linguagens próprios, e como construção histórica, relacionada ao desenvolvimento tecnológico e aos muitos aspectos da vida em sociedade (BRASIL, 2002, p.87). Metodologicamente, é necessária a reflexão sobre a necessidade de realização de abordagens diversificadas que possibilitem a investigação, análise, discussão de situações-problema reais e do contexto em que a escola está inserida e em diferentes contextos socioculturais, além de permitir a compreensão e interpretação de leis, modelos e teorias da ciência que auxiliem na resolução dessas problemáticas. Desde a publicação das Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (DCNEM), parecer CEB/CNE nº 15/98, muito se discute sobre uma educação de caráter interdisciplinar, contextualizada, porém o que vemos na química ainda é um apego à transmissão de conhecimentos, muitas vezes de forma enciclopédica, com baixa exploração de estágios cognitivos que envolvam habilidades mais complexas e avançadas. Nessa perspectiva, documentos educacionais anteriores à BNCC, como os Parâmetros Curriculares Nacionais, de 1997 e 2006 e as Orientações Curriculares para o Ensino Médio de 2006, sinalizaram que esse modelo baseado na transmissão de conhecimentos não é eficiente e desejável para o ensino da Química no Ensino Médio, não contribuindo efetivamente para uma formação crítica e cidadã. Quanto à organização do conhecimento químico, de acordo com a versão complementar dos Parâmetros Curriculares Nacionais de 2002, temos que a sua organização está baseada em um tripé de eixos constitutivos fundamentais: as transformações químicas, os materiais e suas propriedades e os modelos explicativos. Esses eixos estão dinamicamente relacionados (e em alguns casos interdependentes) com os objetos de estudo da Química, enquanto ciência e componente curricular obrigatório do Ensino Médio. É preciso reforçar a necessidade da articulação e diálogo interdisciplinar da Química entre os demais componentes da área de Ciências da Natureza, a Biologia e Física, visando ao aprofundamento dos conhecimentos desenvolvidos no ensino fundamental. É válido reforçar a necessária 349 contextualização dos objetos de estudos da Química e que essa deve ir além da mera exemplificação (BRASIL, 2002). O diálogo da Química é mais bem favorecido quando diferentes áreas de conhecimento - ou até mesmo situações concretas – baseadas nas vivências dos estudantes -, são aproximadas do processo de ensino. Mesmo que inseridos em um sistema de ensino ainda disciplinar, as escolas devem propiciar construções de projetos político-pedagógicos que possibilitem a contextualização interdisciplinar dos conhecimentos da Química e dos demais componentes. Visando fortalecer o letramento científico, aspectos referentes à linguagem específica da Química figuram aqui como ponto de atenção (BRASIL, 2002), principalmente em uma sociedade que utiliza dessa linguagem em diferentes contextos e âmbitos, como, por exemplo, a concentração de medicação em diferentes estados de agregação, fórmulas químicas em rótulos de diversos produtos, emprego de medidas como a de pH e entalpia. Na perspectiva da linguagem, enquanto um elemento cultural, é necessário reconhecer as diferentes formas em que a linguagem química figura no cotidiano de nossos estudantes e reconhecer o seu valor sócio-histórico enquanto apropriação de ferramentas culturais. A investigação científica deve nortear todas as práticas pedagógicas desenvolvidas neste componente, assim como preconizado nos demais componentes da área, utilizando-se a linguagem própria da ciência, como relatórios experimentais, para descrever procedimentos e comunicar resultados, observando os tempos verbais adequados para esse tipo de comunicação, a leitura e interpretação de dados para a resolução de situações-problema, além da elaboração de hipóteses e argumentos. A experimentação no ensino da Química aparece como uma possível aliada nos processos de aquisição de competências e habilidades desejadas para o Ensino Médio e, principalmente, do diálogo interdisciplinar e contextualizado. Entretanto, mesmo reconhecendoas potencialidades desse recurso para o ensino e a aprendizagem, não se podem deixar desperdiçar as possibilidades que a experimentação pode trazer para o ensino da Química (BRASIL, 2002). Ao falar de experimentação na Química, muitos associam a práticas em laboratórios e instrumentos de medida analíticos, contudo, na perspectiva de contextualização, é importante perceber que vivemos em um grande “laboratório a céu a aberto”, em que frequentemente lidamos com situações rotineiras que podem ser aproveitadas para fins pedagógicos. Podemos usar desde o preparo e conservação de alimentos, como bolos e pães, a análise da mudança da coloração de folhas de árvores após caírem, a construção de simuladores de tratamento de água, reconhecimento e classificação das transformações químicas que são prejudiciais para o 350 ambiente escolar, até mesmo a análise do valor de pH de diferentes substâncias usadas no dia a dia com indicadores naturais como caldo de feijão ou do repolho roxo. Vale salientar que a experimentação em si, de forma isolada, mesmo com todo o seu valor pedagógico, não dá conta do desenvolvimento de todas as competências e habilidades desejadas para a Química. É preciso contemplá-la dentro de um universo com abordagens diversificadas. Outro aspecto importante para o ensino da Química é a importância da abordagem da natureza do conhecimento científico como construção humana (PCN+, 2002), e uma possibilidade de proporcionar essa visão histórica e social da ciência, que, inclusive, figura como recomendação em documentos educacionais nacionais, por meio de abordagens históricas, filosóficas e sociológicas da ciência (BRASIL, 2002). Assim, as contribuições que trazem para a área são diversas, em que podemos citar a possibilidade de reconhecer o caráter provisório e limitado de leis, conceitos e teorias, desenvolvimento de uma visão crítica da ciência se contrapondo à visão neutra e ingênua; reconhecimento da atividade científica como cooperativa, contrapondo-se ao ideal de atividade individual; desconstrução do androcentrismo altamente difundido no imaginário de muitos, incluindo a discussão das práticas discriminatórias na comunidade científica (BRASIL, 2002). Visando à compreensão do mundo que nos cerca, podem-se utilizar os diversos setores produtivos locais como objetos de análise e reflexão, por intermédio da elaboração de situações- problema sobre seus diversos aspectos (sociais, ambientais, econômicos) e como a Química pode contribuir para a sua resolução. Assim, pode-se propor aos estudantes situações-problema que estejam presentes ou sejam provocadas pela atividade dos polos industriais instalados na Paraíba. Nessa perspectiva, o ensino da Química deve considerar, ainda, a demanda cada vez mais crescente de estudantes com deficiências físicas. Já existem algumas abordagens que podem ser utilizadas como referência para iniciar e/ou otimizar a construção do conhecimento na disciplina e, também, de forma integrada a outros componentes curriculares. É fundamental que a atenção voltada aos recursos pedagógicos nesses casos seja redobrada, para possibilitar uma mediação entre o conhecimento, o professor e o estudante cada vez mais efetiva. Até aqui foram apresentadas algumas recomendações e reflexões acerca do ensino da Química que podem servir para uma reflexão da atual prática docente e de uma necessária abertura de diálogo para a importância e necessidade da formação continuada dos profissionais da educação, para que possamos refletir não apenas para esse componente, mas para os demais. Do mesmo modo, é por meio de um ensino centrado nos estudantes e suas reais demandas de projetos de vida que trazem consigo, no respeito à diversidade existente em nosso estado e país, 351 na escolha de métodos adequados para o ensino, nas situações reais e efetivas de contextualização e/ou interdisciplinaridade, que a Química poderá cumprir o seu papel social de contribuir para a formação de jovens e adultos para a cidadania consciente por intermédio do letramento científico. 2.3.9.3.2 Organização dos objetivos de aprendizagem em Química 1ª SÉRIE – QUÍMICA UNIDADE TEMÁTICA HABILIDADE ESPECÍFICA DA ÁREA OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM OBJETO DE CONHECIMENTO Matéria e Energia EM13CNT101 EM13CNT104 EM13CNT203 EM13CNT207 EM13CNT301 EM13CNT302 EM13CNT309 Reconhecer e compreender fenômenos que envolvem a interação entre matéria e energia que provoca transformações na matéria. Compreender o conceito de transformações físicas e transformações químicas a partir da formação ou não de novas substâncias. Compreender reação química como sinônimo para transformação química. Classificar transformações em físicas e químicas por meio do reconhecimento de evidências macroscópicas. Reconhecer aspectos relevantes das transformações da matéria presentes nos diversos sistemas produtivos identificando etapas, rendimentos ou implicações sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e Matéria e Transformações 1. O que a Química estuda? 1.1 Definição de matéria 2. Transformações Físicas e Químicas da matéria 2.1 Definições 2.2 A importância da atmosfera para a Terra. 2.2.1 Transformações químicas na atmosfera 2.3 Ciclos biogeoquímicos: ciclo do carbono, do nitrogênio, do enxofre e de outros elementos na natureza 2.4 A combustão de materiais e a poluição atmosférica 2.5 Reações fotoquímicas 352 representação usadas na química para avaliar os impactos positivos e negativos causados pelas transformações da matéria em nossa sociedade, como no referente à exploração de recursos naturais renováveis e não renováveis. Reconhecer as responsabilidades sociais decorrentes da aquisição de conhecimento na luta pela redução da poluição causado pelo consumismo. EM13CNT104 EM13CNT106 EM13CNT207 EM13CNT301 EM13CNT302 EM13CNT309 Compreender o conceito de propriedades físicas e propriedades químicas. Reconhecer propriedades químicas de materiais ou substâncias presentes em nosso cotidiano como efervescência, fermentação, combustão, oxidação, corrosão, toxidez; degradabilidade polimerização, acidez, neutralidade e alcalinidade; Caracterizar materiais ou substâncias por meio de suas propriedades como a densidade. Compreender o conceito de densidade e solubilidade e a sua dependência com a temperatura e com a natureza do material. Empregar corretamente códigos e nomenclatura da química referentes a tais grandezas. Relacionar propriedades físicas e químicas de produtos, sistemas ou Propriedade dos Materiais (Propriedades Físicas; Propriedades Químicas; Densidade; Solubilidade; Mudanças de Estado físico). 353 procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. Compreender que o estado físico da matéria é resultado da interação entre matéria e energia e que dependerá principalmente das condições de temperatura e pressão. Compreender o conceito de temperatura de ebulição e fusão e suas relações com a pressão atmosférica; Ler e interpretar informações e dados presentes em gráficos e tabelas que se refiram a mudanças de estado físico. Reconhecer as responsabilidades sociais decorrentes da aquisição de conhecimento na luta pelo uso racional de recursos naturais. EM13CNT101 EM13CNT104 EM13CNT301 EM13CNT302 EM13CNT309 Compreender o conceito de substância e de misturas. Classificar misturas em homogêneas e heterogêneas por meio da compreensão do conceito de fase. Conhecer alguns métodos mecânicos de separação de misturas, como decantação, destilação e filtração e compreender em que se baseiam. Reconhecer no cotidiano o empregode diferentes métodos de separação de misturas como filtração, decantação, catação, peneiração. Substâncias e Misturas (Substância, Misturas; Separação de Misturas; Tratamento da água; Tratamento do Lixo). 354 Conhecer a destilação fracionada e compreender em que se baseia seu funcionamento na obtenção dos diferentes produtos derivados do petróleo. EM13CNT104 EM13CNT107 EM13CNT201 EM13CNT205 EM13CNT301 EM13CNT302 Compreender o conceito de modelo e sua utilidade na ciência. Interpretar os modelos atômicos propostos ao longo da história da química e compreender os fatores experimentais que contribuíram para suas definições. Compreender a origem do conceito de “átomo” assim como da sua natureza elétrica e particular da matéria. Reconhecer o caráter provisório e incerto das teorias científicas, das limitações de um modelo explicativo e da necessidade de alterá-lo. Analisar o resultado de experimentos que trazem informações sobre a estrutura atômica. Reconhecer e compreender a ciência e a tecnologia química como criação humana, inseridas, portanto, na história e na sociedade em diferentes épocas. Reconhecer o modelo quântico do átomo como interpretação do comportamento das partículas atômicas, a partir de leis da Física moderna, que discordam dos Modelos Atômicos (Conceito de Modelo; Evolução dos Modelos Atômicos; Modelos de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr; Leis Ponderais; Átomo e suas partículas). 355 princípios previstos pela Física clássica. Empregar o Modelo de Dalton para a compreensão das relações de massa numa transformação química. Compreender os princípios das Leis de Conservação da Massa e Leis Ponderais e suas respectivas relações proporcionais. Compreender os conceitos de número atômico, isotopia e número de massa; Identificar as características do átomo. Compreender e diferenciar átomo neutro de um íon. Utilizar a representação simbólica das transformações químicas e reconhecer suas modificações ao longo do tempo. Compreender que a construção do conceito e modelos para o átomo e estabelecimento das Leis Ponderais é resultante de trabalhos inter- relacionados de diferentes pessoas em diferentes épocas. Compreender os limites da ciência e o significado das suas dimensões sociais e políticas, como as relações e violências de gênero existentes em seu meio. Compreender o caráter provisório e incerto das teorias científicas, das limitações de um modelo explicativo e 356 da necessidade de alterá-lo, avaliando as aplicações da ciência e levando em conta as opiniões controvertidas dos especialistas; Compreender a ciência não como um corpus rígido e fechado, mas como uma atividade aberta, que está em contínua construção, a qual não é justificada somente por critérios racionais e cognitivos, pois esses critérios são também construídos socialmente. EM13CNT101 EM13CNT104 EM13CNT201 EM13CNT205 EM13CNT207 EM13CNT301 EM13CNT302 EM13CNT309 Conhecer o histórico evolutivo da tabela periódica até a classificação periódica atual. Compreender os princípios da Lei Periódica e reconhecê-lo como fundamental para o estabelecimento da classificação atual. Relacionar a periodicidade das propriedades dos elementos com sua configuração eletrônica. Compreender o conceito de elemento químico e as suas formas de representação por meio de símbolos. Compreender e identificar o significado de informações e conceitos que envolvem elementos químicos na tabela periódica tais como grupo, família, classificação em metais, não-metais e gases nobres, número atômico, massa atômica, configuração eletrônica. Interpretar a periodicidade de propriedades dos átomos, dos Elementos Químicos e Classificação Periódica (Histórico da organização dos elementos químicos; Lei periódica; Classificação Periódica Atual; Propriedades Periódicas). 357 elementos químicos em termos das configurações eletrônicas. Compreender o caráter provisório e incerto das teorias científicas, das limitações de um modelo explicativo e da necessidade de alterá-lo, avaliando as aplicações da ciência e levando em conta as opiniões controvertidas dos especialistas. Compreender a ciência não como um corpus rígido e fechado, mas como uma atividade aberta, que está em contínua construção, a qual não é justificada somente por critérios racionais e cognitivos, pois esses critérios são também construídos socialmente. EM13CNT104 EM13CNT205 EM13CNT207 EM13CNT301 EM13CNT302 EM13CNT309 Conhecer e compreender a fundamentação dos modelos para ligações iônicas, covalentes e metálicas. Elaborar e utilizar modelos macroscópicos e microscópicos na interpretação das ligações químicas, geometria das moléculas e polaridade. Compreender a maior estabilidade de átomos de certos elementos químicos e da maior interatividade de outros, em função da configuração eletrônica. Compreender ligações químicas como resultantes das interações eletrostáticas que associam átomos e moléculas para dar às moléculas resultantes maior estabilidade. Modelos Moleculares (Ligações Químicas – Iônica, Covalente e Metálica; Geometria Molecular; Eletronegatividade; Polaridade das moléculas). 358 Empregar e interpretar códigos e símbolos próprios da Química na representação de substâncias por meio de suas fórmulas. Classificar as substâncias em iônicas ou moleculares, a partir de propriedades como a temperatura de fusão, temperatura de ebulição, estado físico nas condições ambientais, condutividade elétrica. Compreender o modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência e aplicá-lo para prever a geometria de uma molécula. Compreender e aplicar o conceito de Eletronegatividade para prever a polaridade de uma molécula. EM13CNT101 EM13CNT104 EM13CNT207 EM13CNT301 EM13CNT302 Empregar e interpretar códigos e símbolos próprios da Química na representação de substâncias por meio de suas fórmulas, transformações químicas na forma de equação química e grandezas da química como massa atômica, molar, molecular e mol. Elaborar e utilizar modelos macroscópicos e microscópicos para interpretar transformações químicas. Descrever e verter as transformações químicas em linguagens discursivas e simbólicas. Compreender o significado de coeficiente estequiométrico para realizar o balanceamento de equações químicas. Notações Químicas (Fórmulas Químicas; Equações Químicas, Balanceamento de Equações Químicas; Massa Molecular, Mol). 359 Compreender o conceito de Mol. Relacionar a Constante de Avogrado ao conceito de mol. Compreender o conceito de massa molecular, massa molar e mol e quantificá-los a partir da fórmula molecular e massas atômicas. EM13CNT101 EM13CNT107 EM13CNT104 EM13CNT207 EM13CNT301 EM13CNT302 Conceituar ácidos e bases, segundo a Teoria de Arrhenius, Bronsted- Lowry e Lewis. Conhecer os principais grupos de compostos inorgânicos e suas características. Reconhecer e classificar as substâncias de acordo com função inorgânica. Verter e empregar linguagem simbólica da química referentes à nomenclatura de substâncias inorgânicas. Representar em linguagem simbólica reações químicas envolvendo ácidos, bases, óxidos e sais. Compreender o conceito de pH como uma possibilidade de classificar ácidos e bases. Compostos Inorgânicos (Ácidos, Bases, Sais e Óxidos).