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0 1 Sumário 1ª Série do Ensino Médio - Química ............................................................................................ 2 Orientações pedagógicas e recursos didáticos ......................................................................... 5 Atividade 1- Combustíveis e combustão ................................................................................... 5 Atividade 2- Relações em massa nas transformações químicas: conservação e proporção em massa ....................................................................................................................................... 10 Atividade 3- Implicações socioambientais da produção e do uso de combustíveis ............... 13 Atividade 4- Modelo Atômico de John Dalton: Ideias sobre a constituição e a transformação da matéria ............................................................................................................................... 19 Referências Bibliográficas ........................................................................................................... 22 2ª Série do Ensino Médio - Química .......................................................................................... 24 Orientações Pedagógicas e Recursos Didáticos: ..................................................................... 24 Atividade 1 – Início dos estudos: ............................................................................................. 27 Atividades 2 – Condutibilidade dos materiais: ........................................................................ 30 Atividades 3 – História do Átomo: .......................................................................................... 31 Atividades 4 – Tabela Periódica: ............................................................................................. 33 Atividades 5 – Ligações Químicas: .......................................................................................... 36 Atividades 6 – Formação e quebra de ligações ....................................................................... 40 Atividade 7 – Finalização: ........................................................................................................ 45 Referências Bibliográficas: .......................................................................................................... 46 3ª Série do Ensino Médio - Química .......................................................................................... 50 Orientações Pedagógicas e recursos didáticos ....................................................................... 50 Atividade 1: Águas naturais, água doce e pH .......................................................................... 54 Atividade 2- Neutralização, eletrólise e usos da água do mar ................................................ 57 Referências Bibliográficas ........................................................................................................... 60 Ficha Técnica ............................................................................................................................... 63 2 Guia de Transição para o Professor- 2° bimestre 1ª Série do Ensino Médio - Química As metodologias apresentadas neste Guia de Transição para o Professor e as atividades sugeridas no Caderno de Atividades dos Alunos perpassam pelos temas/ conteúdos do Quadro 1. As atividades sugeridas procuram promover nos alunos o desenvolvimento das habilidades fundamentais (evidenciadas no Currículo do Estado de São Paulo, SAEB e BNCC) dentro da proposta do Ensino Investigativo, visando à formação integral do educando. Conteúdos e Habilidades do 2º bimestre da 1ª série do Ensino Médio Disciplina de Química Temas/ Conteúdos Habilidades do Currículo do Estado de São Paulo Competências Gerais da BNCC Habilidades do SAEB 3 Transformação química na natureza e no sistema produtivo Combustíveis – transformação química, massas envolvidas e produção de energia Reagentes e produtos – relações em massa e energia Reações de combustão; aspectos quantitativos nas transformações químicas; poder calorífico dos combustíveis. • Conservação da massa e proporção entre as massas de reagentes e produtos nas transformações químicas • Relação entre massas de reagentes e produtos e a energia nas transformações químicas • Formação de ácidos e outras implicações socioambientais da produção e do uso de diferentes combustíveis Primeiras ideias sobre a constituição da matéria Modelo de Dalton sobre a constituição da matéria • Conceitos de átomo e de elemento segundo Dalton • Suas ideias para explicar transformações e • Identificar os reagentes e produtos e aspectos energéticos envolvidos em reações de combustão; • Reconhecer a conservação de massa em transformações químicas; • Reconhecer que nas transformações químicas há proporções fixas entre as massas de reagentes e produtos; • Reconhecer os impactos socioambientais decorrentes da produção e do consumo de carvão vegetal e mineral e de outros combustíveis; • Reconhecer a importância e as limitações do uso de modelos explicativos na ciência; • Descrever as principais ideias sobre a constituição da matéria a partir das ideias de Dalton (modelo atômico de Dalton); • Realizar cálculos e fazer estimativas relacionando massa de combustível, calor produzido e poder calorífico; • Interpretar figuras, diagramas e textos referentes à formação da chuva ácida e ao efeito 1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver Matemática: D16 – Resolver problema que envolva porcentagem. D29 – Resolver problema que envolva variação proporcional, direta ou inversa, entre grandezas. D36 – Resolver problema envolvendo informações apresentadas em tabelas e/ou gráficos. Língua Portuguesa: D1 – Localizar informações explícitas em um texto. D3- Inferir o sentido de uma palavra ou expressão. D4 – Inferir uma informação implícita em um texto. D5 – Interpretar texto com auxílio de material gráfico diverso (propagandas, quadrinhos, foto etc.). D8 – Estabelecer relação entre a tese e os argumentos oferecidos para sustentá-la. 4 relações de massa • Modelos explicativos como construções humanas em diferentes contextos sociais estufa. • Interpretar transformações químicas e mudanças de estado físico a partir das ideias de Dalton sobre a constituição da matéria; • Relacionar quantidade de calor e massas de reagentes e produtos envolvidos nas transformações químicas; • Aplicar as leis de conservação de massa e proporções fixas para prever massas de reagentes ou produtos; • Analisar critérios como poder calorífico, custo de produção e impactos ambientais de combustíveis para julgar a melhor forma de obtenção de calor em uma dada situação; • Aplicar o modelo atômico de Dalton na interpretação das transformações químicas; • Aplicar o modelo atômico de Dalton na interpretação da lei de conservação de massa. problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. 7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. 10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. Quadro 1. 5 Orientações pedagógicas e recursos didáticos A proposta deste material de apoio é oferecer algumas possibilidades de atividades contextualizadas, dentro dos princípios do Ensino Investigativo, para desenvolver uma visão ampla da Ciência Contemporânea. Essas atividades poderão complementar o desdobramento dos temas com os alunos de forma dialética, prática e significativa. É importante apresentar aos estudantes os temas/conteúdos, bem como as habilidades que serão desenvolvidas ao longo do bimestre. Neste 2º bimestre, da 1ª série do Ensino Médio, na disciplina de Química, será desenvolvido o tema “Transformação Química na natureza e no sistema produtivo” com o foco no “uso de combustíveis e nas reações de combustão”, contemplando os conteúdos como: conservação e proporção entre massas de reagentes e produtos, e a energia nas transformações químicas; formação de ácidos e outras implicações socioambientais na produção e no uso de diferentes combustíveis; primeiras ideias sobre a constituição da matéria, Modelo atômico de Dalton. Para o desenvolvimento das habilidades previstas, sugerem-se quatro atividades com abordagem investigativa. Cada atividade contém: situações-problema, orientações para o seu desenvolvimento, estratégias e expectativas de aprendizagem dos alunos. Desta forma, espera-se que os alunos fiquem motivados e consigam relacionar o que está sendo estudado com as suas experiências de vida, favorecendo o processo de construção do conhecimento. É importante lembrar que o Guia do professor e o Caderno de Atividades do Aluno são correspondentes. Atividade 1- Combustíveis e combustão A- Orientações: 6 Na atividade1, serão conhecidos e analisados diferentes combustíveis com enfoque dos veículos automotivos. Serão estudadas as relações entre a massa de um combustível e a quantidade de energia que a combustão é capaz de gerar, além de aspectos científicos e tecnológicos do uso de combustíveis como carvão, álcool e gasolina. Importante: Nesse momento, as fórmulas devem ser tratadas como representações químicas das substâncias, sem a preocupação com a compreensão dos significados dos símbolos químicos e seus índices; as equações químicas devem ser tratadas como representações das interações e transformações químicas, sem a preocupação com o balanceamento, o rearranjo de átomos ou as ligações químicas. B- Estratégias: A partir da apresentação do tema e dos conteúdos a serem desenvolvidos, o professor poderá apresentar as seguintes situações-problema, com o intuito de explorar os conhecimentos prévios dos alunos, dando início ao processo investigativo: 1. O que são combustíveis? Você conhece algum? Para que são usados? 2. Você sabe como é obtida a energia que faz nosso corpo funcionar? 3. Os combustíveis produzem a mesma quantidade de energia? 4. Que aspectos devem ser considerados na escolha de um combustível? 5. É melhor abastecer com álcool ou gasolina? Utilizar fogões a gás ou a lenha? 6. O que é combustão? O que é necessário para que ela ocorra? Como combatê-la em caso de incêndio? 7. Por que alguns veículos antigos movidos a álcool têm dificuldades de funcionar em dias muito frios? O professor poderá, a partir dessa “conversa” inicial, perceber o nível de conhecimento do aluno e retomar alguns conceitos que não estejam muito claros, inserir algumas ideias e solicitar aos alunos que reflitam e elaborem as hipóteses, para nortear as pesquisas e buscar a solução das situações-problema. 7 Os alunos poderão registrar suas hipóteses na tabela 1.B, encontrada no “Caderno de Atividades do Aluno”. Após o levantamento inicial, recomenda-se a utilização do vídeo: “Experimentos de Química - Queima de alimentos”. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=X33DlTMXmd0, encontrado no item 1.C. O professor também poderá realizar este experimento de forma demonstrativa e investigativa em sala de aula, utilizando outros alimentos. Durante a atividade prática, os alunos poderão registrar as informações na tabela e responder a algumas questões como: a. Os alimentos estudados fornecem a mesma quantidade de energia? b. Em que alimento ocorreu maior variação na temperatura? c. Conforme tabela nutricional, apresentada no vídeo, é possível relacionar a variação da temperatura com a quantidade de proteínas, carboidratos, gorduras totais e calorias? Justifique. Com essa atividade experimental, os alunos poderão fazer uma analogia com os combustíveis utilizados no dia a dia. A fim de estudar os combustíveis e sua qualidade, sugere-se a atividade experimental “Teor de álcool na gasolina”, encontrada no item 1.D. Nessa atividade, o aluno terá que verificar se o combustível utilizado está dentro das normas fixadas pela Agência Nacional de Petróleo. Para isso, serão utilizados materiais e reagentes de fácil acesso como: béquer ou proveta de 100 mL; bastão de vidro ou colher; 50 mL de água e 50 mL de gasolina comum. Durante o experimento, os alunos poderão também observar se a mistura formada é homogênea ou heterogênea, a quantidade de fases, volume da fase aquosa e volume da fase oleosa. Os alunos poderão registrar essas observações e calcular a porcentagem de álcool existente na amostra, verificando se a mesma está adulterada. Observação: É importante se atentar após a realização do experimento, o descarte apropriado para o resíduo. A escolha de um combustível deve considerar outros fatores além do custo e da disponibilidade. É importante também que o combustível a ser escolhido apresente 8 uma boa produtividade de energia. Assim, no item 1.E, os alunos poderão estudar o poder calorífico de alguns combustíveis por meio do vídeo do GEPEQ/IQ/USP “Experimentos de Química - Poder Calorífico dos Combustíveis”. Disponível em: http://gepeqiqusp.wixsite.com/gepeq/experimentos. É importante promover momento de discussão sobre o vídeo, comparando a energia liberada na combustão de etanol e querosene, os alunos devem registrar suas considerações. Continuando os estudos sobre a escolha de um combustível, o item 1.F propõe aos alunos pesquisarem, nos postos de combustível, o custo por litro da gasolina comum e do etanol; escreverem sobre as vantagens e desvantagens quanto à produção e ao uso desses combustíveis; o estudo por meio de dados tabelados do poder calorífico desses combustíveis. Nesse aspecto, quanto maior o poder calorífico, melhor será o combustível. Os alunos poderão comparar os valores encontrados na tabela 1.3, transformando kcal/kg em kcal/L, utilizando os valores da densidade da gasolina com 20% de álcool e do álcool combustível. Para finalizar essa atividade, poderão argumentar sobre a escolha do melhor combustível. Utilizando esse mesmo percurso, o professor poderá propor uma atividade complementar para os alunos escolherem entre lenha ou o GLP no preparo de alimentos, considerando o poder calorífico, os custos e os impactos ambientais. Além de conhecer os combustíveis e suas propriedades, é importante que os alunos compreendam como se dá seu processo de combustão. O item 1.G propõe o estudo desse processo, para isso, sugere-se o vídeo: “Combustão completa x incompleta”. Disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/combustao- completa-x-incompleta/. Durante o vídeo, alguns questionamentos poderão ser feitos aos alunos, como: Qual a importância do fogo para a humanidade? O que é necessário para ocorrer a combustão? Quais são as características da combustão completa e incompleta? Quais são os reagentes e produtos formados na combustão completa e incompleta do butano? 9 Os alunos poderão registrar essas informações na tabela 1.5. Vale destacar, durante a discussão, o fato de que apenas a presença do combustível não é suficiente para ocorrer a reação de combustão. O combustível deve estar em contato com um comburente e esses materiais devem receber uma quantidade inicial de energia para reagir. Nesse momento, é importante retomar o significado do “Triângulo da Combustão”, tendo como subsídio a atividade 1.G- b, na figura 1.1 no Caderno de Atividades do Aluno. No processo de combustão, é importante discutir o fato de que combustíveis líquidos não pegam fogo. Nesse caso, o que entra em combustão são os gases formados pela evaporação dos líquidos combustíveis. A temperatura mínima, para que o vapor de um combustível misturado com o ar inflame na presença de chama, é denominada ponto de fulgor. Para trabalhar o assunto, sugere-se o vídeo “Ponto de Fulgor”. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=TJHkZWiAgYg, encontrado no item 1.H. É importante que os alunos registrem as suas considerações após a discussão sobre o vídeo. Caso for necessário aprofundar o assunto, o professor poderá utilizar o vídeo: “Quando pega fogo?” - parte 1 e 2. Disponível em: http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=vntc&cod=_quandopegafogo. A atividade 1.I propõe aos alunos a análise da tabela 1.6 (dados sobre a temperatura de ebulição e de fulgor de alguns combustíveis), para explicar o fato de os carros antigos movidos a álcool apresentarem problemas para dar partida em dias frios. No item 1.J, os alunos poderão realizar uma pesquisa sobre extintores de incêndio encontrados na escola ou em outros locais, destacando: ● Classe do extintor; ● Substância contida em cada tipo de extintor; ● Tipo de material inflamável em que ele pode atuar. É importante promover momentos de socialização e discussão sobre o assunto. Para finalizar o estudo sobre combustíveis e combustão, os alunos poderão interpretar o poema “Combustível” encontrado no item 1.K do material do aluno, retomar as suas hipóteses construídas no item 1.B e verificar e/ou reelaborar as ideias, e construir as considerações finais. 10 C- Habilidades envolvidas: ● Realizar cálculos e fazer estimativas relacionando massa de combustível, calor produzido e poder calorífico; ● Identificar os reagentes e produtos e aspectos energéticos envolvidos em reações de combustão; ● Relacionar quantidade de calor e massas de reagentes e produtos envolvidos nas transformações químicas; ● Analisar critérios como poder calorífico, custo de produção e impactos ambientais de combustíveis para julgar a melhor forma de obtenção de calor em uma dada situação. Atividade 2- Relações em massa nas transformações químicas: conservação e proporção em massa A- Orientações: Na segunda atividade, o professor poderá desenvolver as ideias de conservação de massa e relações proporcionais entre reagentes e produtos envolvidos em uma transformação química. B- Estratégias: Nessa atividade, o professor poderá apresentar o tema, conteúdos envolvidos e as seguintes situações-problema: 1. O que acontece com o papel quando o queimamos? E com a palha de aço? 2. O que acontece com a massa do papel e da palha de aço após a combustão? 3. Como escolher as quantidades de reagentes em uma transformação química para que não haja desperdício? Outros questionamentos também poderão ser feitos, a fim de explorar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o assunto e direcionar o trabalho do professor, baseado no que precisará retomar e/ou aprofundar com os alunos. 11 Lembrete: É importante que os alunos façam os registros das hipóteses, observações e considerações durante o desenvolvimento da atividade. Sugere-se iniciar com a realização da atividade experimental “Queima do papel e da palha de aço” ou assista ao vídeo “Lei da conservação da massa”. Disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/lei-da-conservacao-das-massas/. Neste experimento, os alunos poderão observar o que acontece com a massa da palha de aço e de papel quando queimados. O professor poderá realizar essa atividade de forma demonstrativa e investigativa. É importante instigar aos alunos a buscarem explicações sobre o aumento de massa na queima da palha de aço e diminuição de massa na queima do papel. Durante o experimento, poderão registrar suas observações e suas considerações na tabela 2.2 (Caderno de Atividades do Aluno). Aprofundando o tema, no item 2.D, sugere-se a leitura do trecho sobre algumas observações de Lavoisier (Texto Adaptado- “A Busca de Explicações” - Fonte: Interações e Transformações I- Elaborando Conceitos sobre Transformações Químicas - GEPEQ/ IQ-USP - p.71, 72, 73 e 75). Os alunos poderão apresentar suas ideias sobre o que acontece com as massas do enxofre e do fósforo nas transformações de combustão, e relacionar com a atividade experimental anteriormente realizada para propor explicação sobre o aumento e diminuição de massa, bem como, discutir sobre a confirmação da Lei de Lavoisier ou Lei da Conservação da Massa, a soma das massas dos reagentes será igual à soma das massas dos produtos em sistemas fechados. Nesse momento, outros processos também poderão ser discutidos com o intuito de observar a conservação de massa, como o que acontece na calcinação, processo citado no texto que utiliza altas temperaturas com o intuito de remover substâncias voláteis em um material, para melhorar a condutividade elétrica, ou remover a água e determinadas impurezas. O mesmo processo ocorre na produção da cal, em que o calcário sofre decomposição térmica por meio da energia obtida pela queima do carvão e liberação de gás carbônico. O processo de calcinação do calcário pode ser representado pela seguinte equação: CaCO3 (s) + energia → CaO (s) + CO2 (g) 12 (calcário sólido) (cal viva sólida) (gás carbônico) (carbonato de cálcio) (óxido de cálcio) (dióxido de carbono) Neste processo, os alunos poderão concluir sobre a diminuição de massa do sólido pela liberação de gás carbônico, pois trata-se de um sistema aberto. Os alunos também poderão estudar o processo de hidratação da cal, em que se adiciona água na cal viva (CaO), para formação da cal extinta ou cal apagada, Ca(OH)2: CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (s) + energia (cal viva sólida) (água líquida) (cal extinta sólida) (óxido de cálcio) (água) (hidróxido de cálcio) Durante os estudos, os alunos deverão explicar o aumento da massa do sólido após a transformação química, pois houve a incorporação da água. Retomando o processo de combustão, no item 2.E, sugere-se aos alunos analisarem alguns dados experimentais envolvendo a queima do enxofre e do carvão nas tabelas 2.1 e 2.2 respectivamente. Para isso, é preciso comparar as massas iniciais e finais das transformações e observar a conservação de massa. Faz parte do trabalho experimental saber analisar dados e estimar as incertezas das medidas. Como são dados experimentais, estão sujeitos a pequenas variações, considerando uma margem de incerteza mais ou menos uma unidade no último algarismo registrado. Também, poderão analisar a relação de proporção entre as massas de reagentes e produtos. Como forma de aprofundar o conhecimento, no item 2.F, os alunos utilizarão o conhecimento sobre conservação de massa para calcular e completar as massas que estão faltando na tabela 2.3, envolvendo a combustão do etanol, bem como, estimar as massas de reagentes necessárias para que não sobre no final do processo, ressaltando a importância em estimar essas quantidades para que não ocorra desperdício de materiais, principalmente nos processos industriais, podendo afetar a qualidade dos produtos, gerar impactos ambientais e reduzir lucros. A atividade 2.G refere-se ao cálculo envolvendo a conservação de massa e as proporções constantes na transformação do mármore em gesso sob a ação do ácido sulfúrico. Para esse cálculo, admite-se que os reagentes sejam consumidos totalmente. 13 Vale ressaltar que o conceito de chuva ácida será abordado na atividade3, portanto, não é necessário fazer definições nesse momento. Finalmente, com todo o conhecimento aprofundado, os alunos retomarão as situações-problema e hipóteses para refutar/ confirmar e concluir a atividade2. C- Habilidades envolvidas: ● Reconhecer a conservação de massa em transformações químicas; ● Reconhecer que nas transformações químicas há proporções fixas entre as massas de reagentes e produtos; ● Relacionar quantidade de calor e massas de reagentes e produtos envolvidos nas transformações químicas; ● Aplicar as leis de conservação de massa e proporções fixas para prever massas de reagentes ou produtos. Atividade 3- Implicações socioambientais da produção e do uso de combustíveis A- Orientações: Sabe-se que preservar o meio ambiente é fundamental para manter a saúde do planeta e dos seres vivos, que nele habitam. A produção e o uso de combustíveis têm acarretado problemas ambientais e fragilizado a saúde de muitos seres viventes. Na Atividade 3, serão discutidos problemas sociais e ambientais ligados à produção e ao uso de combustíveis, especificamente aqueles relacionados à produção de carvão vegetal, extração de carvão mineral e a emissão de gases provenientes da combustão de combustíveis de origem fóssil (CO2 e SO2). Esses gases podem ser responsáveis por problemas ambientais, como o agravamento do efeito estufa e da chuva ácida. 14 B- Estratégias: O professor pode iniciar a atividade 3, incentivando os estudantes a escreverem sobre suas ideias iniciais a respeito dos problemas que a produção e o uso de combustíveis podem trazer para o ambiente, para a saúde do planeta e dos seres vivos, que nele habitam. No caderno do aluno, foram levantadas as seguintes situações-problema sobre o efeito estufa e a chuva ácida: 1. A produção e o uso de combustíveis têm ocasionado problemas ambientais e de saúde? Quais? 2. É melhor utilizar carvão vegetal ou mineral? 3. O efeito estufa é maléfico para o ser humano? Em que condições? 4. Toda chuva é ácida? Em seu município cai chuva ácida? Recomenda-se que o professor oriente os alunos a elaborarem algumas hipóteses. As respostas dos alunos, neste momento, não devem caracterizar acerto ou erro, mas devem ser compreendidas como diagnóstico para mediação didático- pedagógica. Essas hipóteses podem ser registradas na tabela 3.1 (Caderno de Atividades do Aluno). A partir do diagnóstico inicial, sugere-se a realização da Atividade 3. C, para isso, desafie os estudantes a realizar uma pesquisa sobre “Como é produzido o Carvão vegetal nas carvoarias” e “Como é produzido o Carvão mineral”. Proponha que os alunos destaquem as formas de obtenção, os problemas ambientais e sociais relacionados à produção e extração, as vantagens e desvantagens, custos e problemas relacionados ao uso. Para a pesquisa, disponibilize espaço na sala de leitura e/ou sugira outras fontes de informações, como livros e sites. A prática da pesquisa tem objetivo de proporcionar aos estudantes aquisição de informações importantes como, por exemplo, ampliar conhecimento da produção do carvão vegetal no Brasil, sua finalidade industrial, ranking mundial desse insumo energético. Importante: Para subsidiar a prática docente a respeito do carvão mineral, na Atividade 3.C - “Implicações socioambientais da produção e do uso de 15 combustíveis”, sugere-se leitura do material “Fontes não renováveis III – Carvão Mineral” que traz informações gerais sobre o que é carvão, extração e transporte, reservas produção e consumo no mundo, geração de energia elétrica no Brasil e no mundo, impactos ambientais e tecnologias limpas. Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par3_cap9.pdf. Acesso em: 02 abr. 2019. A leitura deste material também pode ser sugerida aos alunos como leitura complementar. Na atividade 3.D, sugere-se o “Experimento Carvão Vegetal”, que pode ser executado na sala de aula (atividade prática) ou assistir ao vídeo: Experimento de Química “Carvão Vegetal”. Disponível em: http://gepeqiqusp.wixsite.com/gepeq/vdeos/VideoListItem2_hoir1ofk31_2/Carv%C3% A3o-Vegetal. O vídeo simula a fabricação de carvão vegetal, assim como disponibiliza informações sobre as substâncias produzidas no processo. Durante o vídeo, o professor poderá instigar os alunos a identificarem as substâncias produzidas, bem como diferenciar a carvoaria ecológica da clandestina. Os alunos poderão fazer os seus registros na tabela 3.3 (Caderno de Atividades do Aluno). Na atividade 3 E, recomenda-se assistir ao vídeo “2- O Efeito Estufa”. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/9065/02_o_efeito_estufa/02_o _efeito_estufa.html. O vídeo disponibilizado traz importantes considerações sobre o Efeito Estufa Natural, ilustra a radiação solar e mostra alguns efeitos dos gases que causam o efeito estufa, também, fala sobre o equilíbrio energético e o aquecimento global. Recomenda-se que o professor oriente os alunos para registrar as principais informações e desafie os estudantes a realizar uma Ilustração (produção de imagem ou esquemas) que retrate o efeito estufa. A atividade artística tem potencial avaliativo, pois o professor pode analisar as ilustrações, verificar se houve coerência na ilustração. Caso perceba equívocos, mediar a elaboração de maneira que contribua para a compreensão do que é o efeito estufa. 16 Na atividade 3.F, sugere-se realização de um trabalho em grupo, propondo simulação do efeito estufa. Recomenda-se que o professor oriente os alunos para a sua realização. Como suporte para a atividade, sugere-se o vídeo “Experiência Efeito Estufa”. Disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/experiencia-efeito- estufa/, onde é apresentado o passo a passo do procedimento experimental. A experiência pode ser realizada em sala de aula, possibilitando ampliar compreensão e interpretação do fenômeno. Para iniciar a Atividade 3.G, sugere-se um vídeo sobre as “Mudanças Climáticas”. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=fMKJ- RISerI&list=UUAgrj2RiWWwJx4vwNCrQC2A&index=12 . Recomenda-se que o professor oriente os estudantes a registrar as principais ideias na tabela 3.4 e, na sequência, disponibilizar espaço para a socialização com os colegas. O vídeo trata das mudanças climáticas, mostra alguns impactos ambientais: enchentes, elevação do nível do mar, queimadas, desmatamentos, desertificação, efeito estufa e aquecimento global. Nesta atividade, sugere-se, como estratégia, um trabalho interdisciplinar, dialogando com o professor de Geografia sobre o conteúdo previsto no 1º EM no currículo de Geografia- “Natureza e riscos ambientais, agentes externos – clima” e “Globalização e Urgência Ambiental - A nova escala de impactos ambientais”; e conversas sobre o material "Metas do Milênio"(item 7), sugerido no Guia de Transição da Equipe de CH. Durante a atividade, é muito importante que se façam intervenções pedagógicas, levando os estudantes a retomarem os conteúdos estudados nas atividades anteriores, sistematizando o conhecimento. Na Atividade 3H, propõe-se a realização de um trabalho em grupo, visando à elaboração de uma proposta de intervenção para minimizar a emissão de gases do efeito estufa, considerando ações em nível municipal e federal. A execução do trabalho dará continuidade à abordagem interdisciplinar com a área de ciências humanas, pois destaca-se o objetivo de “Garantir a sustentabilidade ambiental”, sugerindo a socialização com os demais grupos. Na Atividade 3I, sugere-se a realização do experimento sobre a “Formação da Chuva Ácida” com objetivo de reconhecer as interações que ocorrem na formação 17 deste fenômeno. O roteiro experimental está no Caderno de Atividades do Aluno. Recomenda-se que o professor oriente os estudantes a organizarem os materiais e agirem de maneira responsável nos procedimentos. Aconselha-se que o(a) professor(a)/ aluno(a) prepare previamente a solução indicadora (água de repolho roxo). O experimento propõe algumas etapas. Recomenda-se que o professor instigue os alunos a analisarem todos os detalhes da interação e a registrarem, no material do aluno ou em um caderno avulso, todas as suas observações da tabela 3.5. Interação Observações Enxofre e pétala Enxofre e água Enxofre e água de repolho roxo Queima do enxofre Dióxido de enxofre e pétala Dióxido de enxofre e água de repolho roxo Tabela 3.5 • Parte A (as três primeiras interações): sugere-se estudar as características do enxofre por intermédio do contato do enxofre com o pigmento da pétala, assim como, o contato deste com o indicador “água de repolho roxo”; • Parte B (as três últimas interações): propõe-se a queima do enxofre para estudar as interações do gás dióxido de enxofre com a pétala e com o indicador. Durante o experimento, recomenda-se explorar as observações dos estudantes na tabela 3.5 e nas questões para análise experimental fazendo mediações pedagógicas. Questões para análise experimental: a. Considerando a tabela 3.1, analise as observações feitas e compare o comportamento do enxofre em pó com o dióxido de enxofre. 18 b. Em relação à interação entre o enxofre e o gás oxigênio do ar, pode-se afirmar que em toda interação se associa uma forma de energia? Recomenda-se chamar a atenção dos alunos para considerar a interação do enxofre em pó com a pétala, com a água de repolho roxo antes da queima do enxofre em pó, assim como relacionar a interação destes materiais com o gás produzido na combustão do enxofre. Vale lembrar que nas condições do experimento, o enxofre dissolve-se muito pouco em água, já o dióxido de enxofre SO2 (g) é solúvel em água. É importante ressaltar durante a combustão, quais as evidências, os produtos gerados na transformação e o tipo de energia que se pode perceber. É possível mostrar a equação química da combustão do enxofre. Podem-se fazer considerações referentes a dissolução do gás dióxido de enxofre na água de repolho roxo, justificando a diferença da cor original do indicador, dando evidências de que houve alteração do pH da água de repolho roxo indicando a formação de ácido. Para iniciar a atividade 3J, leitura do texto “A Chuva Ácida”, sugere-se retomar ideias sobre a carbonização da madeira e o processo de obtenção do carvão vegetal e do carvão mineral, estudado na atividade 3D. Para facilitar a interpretação do texto disponibilizado no caderno do aluno, recomenda-se a realização da “leitura compartilhada”, propondo paradas estratégicas, destacando-se os pontos importantes para compreensão. Na sequência, orienta-se os alunos a responderem às questões que estão no caderno do aluno, localizando informações explícitas no texto. A atividade 3K envolve a interpretação da figura referente à formação da chuva ácida. Após a análise, propõem-se algumas questões sobre o problema e possíveis intervenções. É importante disponibilizar momentos de discussão e socialização das respostas dadas às questões. Para finalizar a atividade 3, recomenda-se que o professor oriente os alunos a retomarem o que escreveram em “Hipóteses Iniciais”, a fim de reestruturarem suas ideias, caso necessário. Esta atividade de encerramento tem potencial avaliativo, pois o professor, por meio das observações, pode analisar os saberes prévios dos alunos, verificar os avanços pedagógicos e considerar se há evidências de compreensão de conceitos. Salienta-se a importância do educador fazer intervenções, levando os 19 estudantes a retomarem os conteúdos estudados nas atividades anteriores e, caso necessário, propor atividades extras para a recuperação da aprendizagem. C- Habilidades envolvidas: ● Reconhecer os impactos socioambientais decorrentes da produção e do consumo de carvão vegetal e mineral e de outros combustíveis; ● Analisar critérios como poder calorífico, custo de produção e impactos ambientais de combustíveis para julgar a melhor forma de obtenção de calor em uma dada situação; ● Interpretar figuras, diagramas e textos referentes à formação da chuva ácida e ao efeito estufa. Atividade 4- Modelo Atômico de John Dalton: Ideias sobre a constituição e a transformação da matéria A- Orientações: Na Atividade 4, serão discutidas ideias sobre a constituição e a transformação da matéria, bem como, serão apresentados os modelos explicativos como construções humanas influenciadas pelo contexto histórico e social e o modelo atômico proposto por Dalton sobre a constituição da matéria e suas relações, explicando a transformação química. B- Estratégias: O professor pode iniciar a atividade 4.A e 4.B (Caderno de Atividades do Aluno), com as situações-problema, citadas abaixo, incentivando os estudantes a registrarem por meio da escrita suas ideias iniciais a respeito do átomo, do modelo científico, e fazerem considerações sobre verdade absoluta. As respostas dos alunos, neste momento, não devem ser observadas como acerto ou erro, mas devem ser compreendidas pelo professor como diagnóstico para mediação didático-pedagógica. 20 Situações- problema: 1. O que você entende por átomo? Podemos enxergá-lo? Como é representado? 2. Para que serve um modelo científico? 3. Uma teoria experimentalmente testada é verdade absoluta? Para realização da atividade 4.C, sugere-se a realização da atividade denominada “Cena de um Crime”, com o intuito de mostrar como podem ser criadas as teorias e os modelos explicativos. Para isso, desenha-se com giz, no chão da sala, o perfil de uma pessoa e espalha-se, em volta do desenho, vários objetos (o que estiver à mão, como caneta, livro, copo descartável, papel amassado etc.), pedindo aos alunos que criem hipóteses sobre o que ocorreu com essa pessoa. Várias suposições poderão ser feitas, como: a pessoa sofreu um ataque, foi ferida ou foi envenenada. A intenção dessa atividade é de que percebam que, ao levantarem uma hipótese, os colegas podem contribuir com ela, aceitando-a e acrescentando outros fatores, assim como podem refutá-la, apresentando argumentos contrários, isto é, as ideias devem fluir entre todos os participantes para que possam chegar a pequenas conclusões, mas nunca se chegará a uma verdade, pois os alunos estão trabalhando apenas com suposições carregadas de seus próprios conceitos, valores e vivências. Deve-se deixar claro que as teorias que eles levantaram estão sujeitas a dúvidas e incertezas e que o mesmo também se dá com os modelos explicativos e teorias elaboradas para explicar os fenômenos observados ao seu redor. Isso pode ser feito com um debate desencadeado pelas seguintes perguntas: ● Todas as hipóteses que foram levantadas nesta atividade são plausíveis? ● Quem está certo? ● A ideia que você tem sobre o que ocorreu na “Cena de um Crime” é a realidade? É o que aconteceu de fato ou é uma teoria? Essa atividade tem a pretensão de introduzir o estudo sobre a concepção de Dalton em relação à constituição da matéria. Na atividade 4.D, recomenda-se leitura do texto “Transformação das Ideias”, disponível no material do aluno. Para facilitar a interpretação, podem-se conduzir os 21 estudantes à realização de “leitura compartilhada”, propondo paradas estratégicas, destacando os pontos importantes para compreensão. Na sequência, orientam-se os alunos a responderem às questões que estão no material do aluno, localizando as informações explícitas do texto. Sugere-se que o professor promova discussão com os alunos sobre conceitos de elemento proposto por Lavoisier e Dalton, comparando suas ideias, a importância dos modelos científicos, a representação de algumas descobertas científicas. Na atividade 4.E, sugere-se que os alunos analisem as representações de Dalton em relação ao símbolo, nome e massa atômica de alguns elementos (tabela 4.2). Na sequência, recomenda-se completar a tabela 4.3, representando cada molécula conforme as ideias de Dalton, bem como, a sua massa total. Importante: Os alunos devem identificar a massa como critério para diferenciar os átomos dos diversos elementos químicos, de acordo com Dalton. Neste momento, há possibilidade de retomar a representação de Dalton para a molécula de água apresentada no texto Atividade 4.D, em que se assumia que para formar uma partícula (“átomo composto”) de água, era necessária a união de um átomo de Hidrogênio e um átomo de Oxigênio. Sugere-se contextualizar a representação de Dalton com a representação atual de uma molécula de água. Na atividade 4.G, sugere-se o Simulador “Dentro das Leis”. Disponível em: http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/cd2/conteudo/aulas/23_aula/ DentroDaLei/executavel/DentroDasLeis.html. A atividade pode ser utilizada para sistematizar e/ou ampliar saberes sobre as leis ponderais (Lavoisier, Proust e Dalton), de forma lúdica e contextualizada, envolvendo a montagem de um sanduíche, representando a transformação química (reagentes e produtos). A atividade 4 pode ser finalizada no item 4. H, pela retomada dos alunos das “Hipóteses Anteriores” (tabela 4.1) para confirmação ou reelaboração (tabela 4.4). Destaca-se que esta atividade tem potencial avaliativo, pois o professor pode analisar os saberes prévios dos alunos e verificar se houve avanço pedagógico e observar se há evidências de compreensão de conceitos, e desenvolvimento das habilidades. Salienta- 22 se a importância do educador fazer intervenções, levando os estudantes a retomarem conteúdos estudados nas atividades anteriores para sistematizarem o conhecimento e propor atividades extras para recuperação da aprendizagem. C- Habilidades envolvidas: ● Reconhecer a importância e as limitações do uso de modelos explicativos na ciência; ● Descrever as principais ideias sobre a constituição da matéria, a partir das ideias de Dalton (modelo atômico de Dalton); ● Interpretar transformações químicas a partir das ideias de Dalton sobre a constituição da matéria; ● Aplicar o modelo atômico de Dalton na interpretação das transformações químicas; ● Aplicar o modelo atômico de Dalton na interpretação da lei de conservação de massa. Referências Bibliográficas 1. Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de Energia Elétrica do Brasil. Fontes não renováveis III – Carvão Mineral. Disponível em: http://www2.aneel.gov.br/arquivos/pdf/atlas_par3_cap9.pdf. Acesso em: 02 abr. 2019. 2. Currículo +. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Combustão completa x incompleta. Disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/combustao-completa-x-incompleta/. Acesso em: 13 mar. 2019. 3. Currículo +. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Lei da conservação da massa. Disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/lei-da- conservacao-das-massas/. Acesso em: 30 fev. 2019. 4. Currículo +. Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Experiência Efeito Estufa. Disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/experiencia- efeito-estufa/ Acesso em: 15 mar. 2019. 23 5. GEPEQ/ IQ-USP. Interações e Transformações I- Elaborando Conceitos sobre Transformações Químicas. São Paulo: Edusp, 2005, v.I. 6. GEPEQ/IQ-USP. Experimentos de Química - Queima de alimentos. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=X33DlTMXmd0. Acesso em: 20 mar. 2019. 7. GEPEQ/IQ-USP. Experimentos de Química - Poder Calorífico dos Combustíveis. Disponível em: http://gepeqiqusp.wixsite.com/gepeq/experimentos. Acesso em: 09 abr. 2019. 8. GEPEQ/IQ-USP. Experimento de Química - Carvão Vegetal. Disponível em: http://gepeqiqusp.wixsite.com/gepeq/vdeos- /VideoListItem2_hoir1ofk31_2/Carv%C3%A3o-Vegetal. Acesso em: 09 abr. 2019. 9. MEC (Ministério da Educação), Base Nacional Comum Curricular, Educação é a Base. Disponível em: http://basenacionalcomum.mec.gov.br/wp- content/uploads/2018/04/BNCC_EnsinoMedio_embaixa_site.pdf. Acesso em: 26 fev. 2019. 10. MEC (Ministério da Educação), Sistema Nacional de Avaliação da Educação Básica (Saeb), Matriz de Referência de Matemática e Língua Portuguesa. Disponível em http://portal.mec.gov.br/prova-brasil/matrizes-da-prova-brasil-e-do-saeb. Acesso em 13 mar. 2019. 11. MEC, Webeduc- Portal de Conteúdos Educacionais. Simulador “Dentro das Leis”. Disponível em: http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/cd2/conteudo/aulas/2 3_aula/DentroDaLei/executavel/DentroDasLeis.html. Acesso em: 02 abr. 2019. 12. MEC. Portal do professor. O Efeito Estufa. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/9065/02_o_efeito_estu fa/02_o_efeito_estufa.html . Acesso em: 10 abr. de 2019. 13. São Paulo (Estado), Secretaria da Educação. Material de Apoio ao Currículo do Estado de São Paulo: Caderno do Professor, Química, Ensino Médio, 1ª Série do EM. Secretaria da Educação - São Paulo: SEE, 2014. 14. São Paulo (Estado) Secretaria da Educação. Currículo do Estado de São Paulo: Ciências da Natureza e suas tecnologias - Química. Secretaria da Educação; 2. ed. – São Paulo: SE, 2011. 15. Youtube. Ponto de Fulgor. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=TJHkZWiAgYg. Acesso em: 19 mar. 2019. 16. Youtube. MAG. Mudanças Climáticas. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=fMKJ- RISerI&list=UUAgrj2RiWWwJx4vwNCrQC2A&index=12. Acesso em: 15 mar. 2019. 24 Guia de Transição para o Professor - 2° bimestre 2ª Série do Ensino Médio - Química Orientações Pedagógicas e Recursos Didáticos: Neste 2º bimestre, da 2ª série do Ensino Médio, na disciplina de Química, os temas que poderão ser desenvolvidos referem-se ao estudo do comportamento dos átomos e, consequentemente, dos materiais: condutibilidade elétrica, modelos atômicos, tabela periódica, ligações químicas iônicas, covalentes e metálicas e energia de ligação das transformações químicas. As metodologias apresentadas neste Guia de Transição para o Professor e as atividades sugeridas no Caderno de Atividades dos Alunos perpassam por todos esses conteúdos descritos no Quadro 1 abaixo. As atividades sugeridas procuram promover a compreensão, a visualização, a prática e o desenvolvimento das habilidades fundamentais nos alunos (evidenciadas no Currículo do Estado de São Paulo, SAEB e BNCC) e fortalecem os preceitos de um ensino investigativo, que auxilia no cumprimento integral dos objetivos de estudo deste bimestre. Quadro 1: Conteúdos e Habilidades do 2º bimestre da 2ª série do Ensino Médio - Disciplina de Química: Tema - Materiais e suas propriedades: Habilidades do Currículo do Estado de São Paulo Competências Gerais da BNCC: Habilidades do SAEB: O comportament o dos materiais e os modelos de átomo: as limitações das ideias de Dalton para explicar o - Reconhecer a natureza elétrica da matéria e a necessidade de modelos que a expliquem; - Utilizar a linguagem química para descrever átomos em termos de 1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma Matemática: D29 – Resolver problema que envolva variação proporcional, direta ou inversa, entre grandezas. 25 comportament o dos materiais; o modelo de Rutherford- Bohr; ligações químicas iônicas, covalentes e metálicas; energia de ligação das transformaçõe s químicas. - Condutibilidad e elétrica e radioatividade natural dos elementos; - O modelo de Rutherford e a natureza elétrica dos materiais; - O modelo de Bohr e a constituição da matéria; - O uso do número atômico como critério para organizar a tabela periódica; - Ligações químicas em termos de forças elétricas de atração e repulsão; - Transformaçõe s químicas como núcleo e eletrosfera; - Relacionar o número atômico com o número de prótons e o número de massa com o número de prótons e nêutrons; - Reconhecer que há energia envolvida na quebra e formação de ligações químicas; - Conceituar transformações químicas como quebra e formação de ligações; - Explicar a estrutura da matéria com base nas ideias de Rutherford e de Bohr; - Relacionar a presença de íons em materiais com a condutibilidade elétrica; - Compreender a tabela periódica, a partir dos números atômicos dos elementos; - Construir o conceito de ligação química em termos das atrações e repulsões entre elétrons e núcleos; - Identificar possíveis correlações entre os modelos de ligações químicas (iônica, covalente e metálica) e as propriedades das substâncias (temperatura de fusão e de ebulição, solubilidade, condutibilidade e estado físico à sociedade justa, democrática e inclusiva. 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens: artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. 7. Argumentar com base em fatos, dados e informações D36 – Resolver problema envolvendo informações apresentadas em tabelas e/ou gráficos. D37 – Associar informações apresentadas em listas e/ou tabelas simples aos gráficos que as representam e vice-versa. Língua Portuguesa: D8 – Estabelecer relação entre a tese e os argumentos oferecidos para sustentá-la. D21 - Reconhecer posições distintas entre duas ou mais opiniões relativas ao mesmo fato ou ao mesmo tema. D5 – Interpretar texto com auxílio de material gráfico diverso (propagandas, quadrinhos, foto etc.). D1 – Localizar informações explícitas em um texto. 26 resultantes de quebra e formação de ligações; - Previsões sobre tipos de ligação dos elementos a partir da posição na tabela periódica; - Cálculo da entalpia de reação pelo balanço energético resultante da formação e ruptura de ligações; - Diagramas de energia em transformaçõe s endotérmicas e exotérmicas. temperatura e pressão ambientes); - Compreender e saber construir diagramas que representam a variação de energia envolvida em transformações químicas; - Fazer previsões sobre modelos de ligação química baseadas na tabela periódica e na eletronegatividade; - Fazer previsões a respeito da energia envolvida numa transformação química, considerando a ideia de quebra e formação de ligações e os valores das energias de ligação; - Aplicar o conceito de eletronegatividade para prever o tipo de ligação química. confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. 10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. D4 – Inferir uma informação implícita em um texto. D14 – Distinguir um fato da opinião relativa a esse fato. Na abordagem investigativa, parte-se de uma ou mais questões ou situações- problema que irão instigar a curiosidade dos alunos para vislumbrar ideias, construir hipóteses, pesquisar, desvendar problemas e encontrar soluções apropriadas, sempre em busca do bem coletivo. O professor poderá, por meio destas atividades, trabalhar todo o conteúdo do 2º bimestre. Além disso, poderá propor atividades experimentais complementares, caso tenha a possibilidade no ambiente escolar. Importante: Sugere-se que o professor promova o desenvolvimento dos temas apontados nas atividades, nos momentos adequados, para potencializar a aprendizagem dos alunos, contextualizando e exemplificando os conhecimentos postos em pauta. 27 Atividade 1 – Início dos estudos: A - Orientação: Professor, para iniciar o estudo do comportamento dos materiais com os alunos, sugere-se a observação da condutibilidade dos materiais para introduzir os modelos atômicos da história. Na sequência, podem-se abordar as estruturas atômicas e como as ligações químicas acontecem. O professor poderá realizar uma Atividade (1.A) de diálogo com os alunos, propondo perguntas disparadoras (situações-problema), para diagnosticar os conhecimentos e o senso comum, instigar a curiosidade e a reflexão dos alunos sobre o comportamento dos materiais de uma maneira geral. É imprescindível que o professor seja apenas um “provocador” de ideias, não respondendo às questões, para que os alunos instigados investiguem e tragam as respostas ao desenvolver os estudos e a sequência das atividades propostas. Neste caso, pode-se perguntar, por exemplo: 1 - Por que às vezes tomamos choque ao encostar em uma superfície metálica? 2 - Por que alguns materiais conduzem e outros não conduzem a eletricidade? 3 - Por que alguns materiais sólidos não conduzem eletricidade e quando dissolvidos em água conduzem? 4 - Por que tomamos choque em torneiras de alguns chuveiros elétricos? 5 - Como acontece a descarga elétrica (raio)? 6 - Dê exemplos do cotidiano que demonstrem a presença da eletricidade. 7 - De onde vem as cargas elétricas? 8 - Qual é a menor partícula que compõe tudo o que existe? Do que ela é composta? 9 - Quantas partículas diferentes existem para compor tudo o que existe? 10 - Essas partículas se encontram unidas ou são isoladas? 11 - O que é tabela periódica? 12 - O que acontece com a temperatura do copo, quando adicionamos um comprimido efervescente na água? 13 - O que é energia na sua concepção? 28 Caso o professor considere pertinente, poderá acrescentar ou suprimir algumas perguntas, dependendo do diálogo estabelecido na Atividade 1.A. Poderá também utilizar o vídeo “De Onde Vem o Raio e o Trovão? Episódio 20”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=EjlNfH5z08w da Atividade 1.B para disparar ideias que complementam a atividade inicial 1.A. Após este primeiro diálogo, o professor poderá auxiliar os alunos na elaboração das hipóteses na Atividade 1.C que nortearão o estudo e a resolução das questões iniciais (situações-problema). B - Estratégias: Para diagnosticar os conhecimentos prévios dos alunos, o professor poderá utilizar uma das propostas abaixo: - Um Brainstorm sobre quais informações os alunos já possuem sobre este tema, podendo o professor introduzir algumas ideias iniciais à medida que os alunos façam uma referência sobre os conceitos. - Ou então, o professor poderá utilizar o vídeo “De Onde Vem o Raio e o Trovão? Episódio 20”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=EjlNfH5z08w (Atividade 1.B) para disparar ideias e promover uma reflexão sobre o comportamento dos materiais com relação à corrente elétrica. Após o vídeo, o professor poderá verificar oralmente qual a compreensão dos alunos sobre o vídeo apresentado e quais as ideias principais. Utilizando-se qualquer uma dessas sugestões acima, o professor poderá auxiliar os alunos na elaboração das hipóteses (Atividade 1.C) que nortearão a resolução das questões iniciais (situações-problema). C - Habilidades envolvidas: Observação: de acordo com o Quadro 1 - Conteúdos e Habilidades do 2º bimestre da 2ª série do Ensino Médio - Disciplina de Química, descrito no item Orientações Pedagógicas e Recursos Didáticos, os itens “C”, de todas as Atividades deste Guia do Professor e também do Caderno de Atividades dos Alunos, 29 relacionam-se com: as Habilidades do Currículo Oficial do Estado de São Paulo, as Competências da BNCC e as Habilidades do SAEB, que estão envolvidas nas atividades sugeridas. 1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens: artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. 7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. D21 - Reconhecer posições distintas entre duas ou mais opiniões relativas ao mesmo fato ou ao mesmo tema. D14 – Distinguir um fato da opinião relativa a esse fato. 30 Atividades 2 – Condutibilidade dos materiais: A - Orientação: Na Atividade 2, o intuito é verificar o conceito da condutibilidade elétrica de alguns materiais e os fatores que influenciam. Neste momento, é importante deixar evidente que a condutibilidade elétrica dos diversos materiais varia dependendo de suas características e que o grau de condutibilidade aumenta com a quantidade maior de cargas elétricas que o material possui. Sendo assim, há os materiais condutores e os que são não condutores (isolantes) de corrente elétrica e que têm comportamentos diferenciados no estado sólido, líquido e quando estão dissolvidos em água. B - Estratégias: Na Atividade 2.A, para testar a condutibilidade elétrica de alguns materiais, sugere-se o vídeo “Condutividade dos Materiais” disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=CNUAkUJZM1E, que apresenta um experimento prático. Neste caso, o professor poderá optar apenas pelo vídeo (pode ser visto no celular ou na sala de vídeo), ou realizar os experimentos indicados no vídeo com os alunos (caso tenha acesso aos materiais necessários), ou ainda, realizar as duas opções: o vídeo e a prática. Nas atividades 2.B e 2.C, o professor poderá sugerir, para a realização da pesquisa, grupos maiores de alunos. Poderá solicitar exemplos práticos de condutibilidade elétrica para ilustrar as pesquisas realizadas. Os alunos poderão utilizar o vídeo como referência para os experimentos. O texto funcionará como aporte teórico para embasamento e aprofundamento de conceitos. Poderá ser realizada uma leitura compartilhada com os alunos, com posterior sistematização das ideias. A atividade 2.D servirá como complementação e aprofundamento das informações já estudadas nas atividades anteriores e para preparar os alunos na compreensão dos próximos temas que serão abordados na sequência. As perguntas auxiliarão na sistematização das ideias. C - Habilidades envolvidas: 31 - Reconhecer a natureza elétrica da matéria e a necessidade de modelos que a expliquem; - Utilizar a linguagem química para descrever átomos em termos de núcleo e eletrosfera; - Relacionar a presença de íons em materiais com a condutibilidade elétrica; 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta. Atividades 3 – História do Átomo: A - Orientação: Na atividade 3.A, os alunos terão a oportunidade de entrar rapidamente em contato com o tema sobre a História do Átomo, por meio do vídeo que irá disparar as ideias iniciais. Essa abordagem histórica dos fatos é imprescindível para observar como foi realizada, ao longo da história, a construção do conhecimento científico referente ao átomo e para o aluno perceber como tudo é dinâmico, não havendo conceitos definitivos. Na mesma atividade, o intuito da pesquisa dos cientistas é sistematizar o pensamento e consolidar os postulados de cada um deles sobre o átomo. Um grande marco na história é a Teoria Atômica de Dalton, que mesmo apresentando distorções evidenciadas posteriormente, estabeleceu raciocínios que foram importantes no conceito do átomo e que nortearam os demais cientistas. Por isso, foram destinadas às atividades 3.B, C, D e E para exercitar esses conceitos postulados por Dalton. 32 Na atividade 3.F, foi sugerido um vídeo sobre as descobertas de Rutherford e Bohr em relação aos átomos, que influenciam os conceitos até os dias de hoje. A utilização do simulador na Atividade 3.G pelos alunos permite a consolidação dos conceitos abordados anteriormente. B - Estratégias: A utilização dos vídeos: “Tudo se Transforma, História da Química, História dos Modelos Atômicos”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=58xkET9F7MY, “Teoria Atômica de Dalton - Brasil Escola” disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=bm-jco8pBTA, e “Modelo atômico de Rutherford” disponível em: https://youtu.be/HRmdkAAoZ5M das Atividades 3 tem como principal objetivo diversificar e instigar os alunos para o estudo dos átomos. Os vídeos são ferramentas eficazes e rápidas para a introdução de temas que despertam as ideias, facilitando conversas sobre os conhecimentos prévios dos alunos. O fator histórico, além de contextualizar as descobertas dos átomos, torna interessante este tema que é extremamente abstrato e que deflagra tantas dificuldades dos alunos. O Simulador Phet “Monte um Átomo”, disponível em: http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/build-an-atom, da atividade 3.G permitirá a consolidação das ideias sobre átomos, pois reúne de uma só vez alguns conceitos vistos até aqui. A observação detalhista dos alunos será necessária para captar as diferenças dos átomos existentes. Nesta atividade, o professor poderá utilizar: ● Um computador apenas, com projeção de datashow, provocando a participação dos alunos de uma forma geral e apontando, ao mesmo tempo, os aspectos que precisam ser observados por eles; ● Ou, se houver estrutura, dividir a sala em dois grandes grupos. Enquanto um grupo assiste aos vídeos das atividades anteriores, o outro grupo, na sala de informática, com dois alunos por computador, manuseia o simulador. Neste caso, o professor também poderá conduzir a atividade e, posteriormente, permitir que os alunos a façam livremente. 33 C - Habilidades envolvidas: - Reconhecer a natureza elétrica da matéria e a necessidade de modelos que a expliquem; - Utilizar a linguagem química para descrever átomos em termos de núcleo e eletrosfera; - Relacionar o número atômico com o número de prótons e o número de massa com o número de prótons e nêutrons; - Explicar a estrutura da matéria com base nas ideias de Rutherford e de Bohr; 1. Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o mundo físico, social, cultural e digital para entender e explicar a realidade, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens: artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. D29 – Resolver problema que envolva variação proporcional, direta ou inversa, entre grandezas. Atividades 4 – Tabela Periódica: A - Orientação: As atividades do item 4 são iniciadas com a leitura do texto “O conceito de elemento da antiguidade à modernidade”, disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A06.pdf para introduzir e subsidiar sobre 34 o tema “Tabela Periódica”, apontando como o conceito de elemento químico foi construído na história. Para instigar a realização de uma pesquisa direcionada pelos alunos, na Atividade 4.B, sugere-se o vídeo “Tabela Periódica” disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qS1yXfh_6is&feature=youtu.be. A prática do manuseio da tabela periódica inicia-se nas atividades 4.C e na 4.D, com a utilização do Simulador Phet “Isótopos e Massa Atômica” disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/isotopes-and-atomic-mass onde o aluno começa a ter ideia dos porquês da organização da tabela periódica. Observe que o simulador se restringe a alguns átomos da tabela apenas e que consiste em acrescentar/retirar nêutrons para verificar o impacto no número atômico e massa atômica. Porém, o aluno terá noção das informações da tabela periódica, daí a importância desta atividade. As Atividades 4.E, F e G retratam as descobertas dos cientistas sobre as quantidades e características das partículas que constituem os elementos químicos e como se encontram organizados na Tabela Periódica. A distribuição dos elétrons nas camadas dos átomos, a camada de valência e os elétrons de valência, constituem conceitos iniciais e necessários para os alunos: conhecer bem esses procedimentos auxilia na introdução ao tema Ligações Químicas. B - Estratégias: Na Atividade 4.A de leitura do texto, “O conceito de elemento da antiguidade à modernidade”, disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A06.pdf, sugere-se que a leitura seja efetuada em duplas para que um aluno apoie o outro. A proposta de sistematização contribui para que ambos organizem os fatos históricos em ordem cronológica das descobertas. Também auxilia na compreensão do quanto as descobertas estão ligadas umas às outras e que são mutáveis à medida que novas propostas coerentes são apresentadas. No caso da história da construção da Tabela Periódica, vários conceitos são mostrados e é fundamental socializar com todos os alunos a construção do quadro de fatos, ano e cientistas na lousa para esclarecer dúvidas recorrentes. 35 Na Atividade 4.B, sugere-se passar o vídeo “Tabela Periódica” disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qS1yXfh_6is&feature=youtu.be para toda a classe. Após o vídeo, é dado um quadro a ser preenchido com itens direcionados. A ideia é favorecer a atenção individual às informações que são trabalhadas no vídeo e sistematizá-las. A socialização é necessária para alinhar e esclarecer possíveis dúvidas, além de verificar a aprendizagem estabelecendo um diálogo com os alunos. A Atividade 4.C prioriza o manuseio individual de informações da Tabela Periódica. Na Atividade 4.D, sugere-se a utilização do Simulador Phet “Isótopos e Massa Atômica” disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/isotopes-and- atomic-mass. Neste caso, o professor poderá dividir a classe em duas turmas, em que uma turma permanece em sala de aula realizando as atividades 4.A, B e C, enquanto a outra turma irá para a sala de informática (caso a escola tenha). Poderá reunir dois alunos por computador para realizar a atividade. Caso não tenha sala de informática, se houver um computador e um datashow, o professor poderá apresentar o simulador projetado e fazer as intervenções necessárias. As Atividades 4.E, F e G trabalham a distribuição dos elétrons nas camadas dos átomos, a camada de valência e os elétrons de valência para introdução ao tema Ligações Químicas. É importante que os alunos as realizem individualmente e socializem com todos para esclarecimento de dúvidas. Observação: Caso o professor considere interessante e pertinente, sugere-se o “Jogo das Substâncias” disponível em: http://curriculomais.educacao.sp.gov.br/jogo- das-substancias/. O jogo poderá auxiliar os alunos na sistematização e fixação do tema. C - Habilidades envolvidas: - Utilizar a linguagem química para descrever átomos em termos de núcleo e eletrosfera; - Relacionar o número atômico com o número de prótons e o número de massa com o número de prótons e nêutrons; - Compreender a tabela periódica a partir dos números atômicos dos elementos; 36 2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas. 4. Utilizar diferentes linguagens – verbal (oral ou visual-motora, como Libras, e escrita), corporal, visual, sonora e digital –, bem como conhecimentos das linguagens artística, matemática e científica, para se expressar e partilhar informações, experiências, ideias e sentimentos em diferentes contextos e produzir sentidos que levem ao entendimento mútuo. 5. Compreender, utilizar e criar tecnologias digitais de informação e comunicação de forma crítica, significativa, reflexiva e ética nas diversas práticas sociais (incluindo as escolares) para se comunicar, acessar e disseminar informações, produzir conhecimentos, resolver problemas e exercer protagonismo e autoria na vida pessoal e coletiva. D29 – Resolver problema que envolva variação proporcional, direta ou inversa, entre grandezas. D1 – Localizar informações explícitas em um texto. D4 – Inferir uma informação implícita em um texto. Atividades 5 – Ligações Químicas: A - Orientação: Para iniciar as Ligações Químicas, sugerem-se vídeos que introduzam o tema e que basicamente apresentem os fatos históricos, as descobertas e os respectivos cientistas que postularam os comportamentos dos átomos ao realizarem ligações. O mesmo se faz para conceituar e introduzir a Ligação Iônica, Covalente e Metálica. Na sequência de atividades, a ideia é trabalhar os conceitos principais das ligações por meio da realização de pesquisas pelos alunos. É importante salientar que a abordagem sugerida neste Guia de Transição do Professor - 2º Bimestre traz a mesma linha dos Cadernos do Aluno e do Professor (materiais de apoio do Currículo Oficial do Estado de São Paulo, vigente até 2017). Para 37 explicar as ligações químicas foram consideradas as forças de atração e de repulsão elétricas entre os átomos e o comportamento entre os materiais e não a Regra do Octeto, muito comum no ensino de Química. Isso se justifica porque a Regra do Octeto mecaniza os procedimentos da ligação dos átomos e se aplica a alguns poucos elementos químicos, deixando os demais como exceção à regra. No entanto, o professor poderá seguir a linha que achar mais adequada com os seus alunos. A Atividade 5.G apresenta uma proposta de leitura do texto “Cloro” e a pesquisa que envolve a produção do sal de cozinha (salinas). Esta atividade abrange conceitos não só científicos, mas também aspectos econômicos, sociais, ambientais, além de fatos históricos. A ideia da atividade é expandir a questão da formação do composto iônico NaCl - cloreto de sódio, por meio da ligação iônica. Relacionar a formação do retículo cristalino no estado sólido e da dissociação iônica em solução aquosa, com a produção em escala industrial do NaCl, favorece os alunos na discussão de questões gerais pertinentes e na contextualização do mundo contemporâneo. Para a ligação metálica, a atividade 5.H sugere a leitura do artigo “Ligação Metálica” para ilustrar as propriedades dessa ligação. Utiliza-se o ferro como exemplo para análise. Uma representação conceitual importante de ser abordada e bastante usual é a “Fórmula Eletrônica de Lewis”. Por meio da leitura do texto, “Fórmula Eletrônica de Lewis”, observa-se que a representação da fórmula eletrônica dos compostos moleculares sistematiza o conhecimento das ligações covalentes, facilitando sua compreensão pelos alunos. Além de fomentar o estudo dos preceitos da Química, auxilia no desenvolvimento da interpretação de textos, na leitura e na escrita. B - Estratégias: Para introduzir o tema Ligações Químicas, nas Atividades 5.A, B e E, utilizam-se os vídeos: “Tudo se Transforma, Ligações Químicas”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=0DkyFwgs95M e “Uma breve história da ligação química”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=L8ymAIqfYto e “Aula de Química - Aprenda de forma inovadora com a Química 3D Ligação Iônica”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=dnWxabCAGdo&t=7s e também o vídeo 38 “Química: Ligações Covalentes Polares e Apolares”, disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=nxzd8FhjdS0.
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