PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE
INICIAÇÃO À DOCÊNCIA - PIBID
SUBPROJETO QUÍMICA
Por que existem diferentes modelos atômicos? uma
proposta didática para discutir a provisoriedade da ciência
no 1º ano do ensino médio
ALUNOS BOLSISTAS:
Bárbara Wizenffat Aguiar
Jéssica Claro Santos
PROFESSOR SUPERVISOR:
Prof. Wolney Rogério Pereira Júnior
PROFESSORA ORIENTADORA:
Prof.ª Dra. Joanez Aires
Curitiba
2013
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Por que existem diferentes modelos atômicos? uma proposta didática
para discutir a provisoriedade da ciência no 1º ano do ensino médio
Bárbara Wizenffat Aguiar
Jéssica Claro Santos
Introdução
De uma maneira geral as escolas tem relatado que existem dificuldades
em se atingir os objetivos dos planos de ensino de química, ou seja, fazer que
os alunos se apropriem do conhecimento químico correspondente aos
conteúdos propostos.
O conhecimento científico, químico, é constituído por teorias e essas são
representadas por modelos, as teorias estão relacionadas a tal ponto que seus
significados podem ser definidos pelo papel que elas desempenham dentro da
história, partindo de uma delas pode-se chegar a outros elementos gerando
uma auto-dependência entre elas. Ao ser transposto para o conteúdo escolar
essas teorias são submetidas a tal transformação que elas passam a ser
apresentada aos estudantes como um conhecimento acabado como uma
verdade irrevogável e que evolui por acumulações, quando isso acontece
aspectos fundamentais para a compreensão da construção do conhecimento
cientifico são desconsiderados, descaracterizando por completo a atividade
cientifica como um coletivo, a complexidade da construção desse
conhecimento e a provisoriedade do mesmo.
Nesse sentido procuramos desenvolver nessa proposta didática a
provisoriedade da ciência e a não existência de verdades definitivas e
irrevogáveis no aprendizado de conteúdos de química, utilizando como base
modelos atômicos.
Proposta
Expor aos alunos que os cientistas foram pessoas comuns que se
dedicaram a entender e buscar explicação para questões científicas, nessa
busca encontraram obstáculos, problemas, situações contrárias, mas assim
como eles podemos também nos dedicar a ciência e quem sabe construir
novas teorias, explicar fatos que até o momento não foram entendidos. Através
do método que será usado, buscaremos mostrar através dos modelos atômicos
que as teorias não seguem uma linha cronológica, elas não surgem em apenas
um determinado momento, elas surgem, são deixadas e depois voltam a ser
estudadas e aceitas.
Aula 1: A ideia de Modelos e de Átomos.
Objetivo: Essa aula tem por objetivo esclarecer aos alunos os significados da
utilização de modelos científicos e a ideia de existência de átomos em seu
contexto histórico e filosófico, e ainda fazer uma produção de texto que será a
nossa análise dos dados.
Metodologia: No inicio da aula a turma será dividida em três grupos, cada
grupo irá receber uma caixa de papelão totalmente fechada contendo um
objeto desconhecido dentro, os grupos terão que tentar adivinhar qual o objeto
dentro da caixa compreendendo o conceito de modelo cientifico, quais as
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etapas de sua construção e suas limitações. Uma aula expositiva utilizando o
data show como auxílio.
Para os slides serão utilizados os trechos a seguir:
A ideia de existência do átomo é muito antiga, devido a esse fato, tornase difícil determinar a data e local de sua origem, mas segundo os relatos
melhor fundamentados que chegaram até nós, tiveram origem na Grécia.
(DAVID, 2O1O) Dentro das visões atomistas Gregas destacam-se as ideias de
Leucipo de Mileto (460 a.C – 380 a.C.) Anaxágoras de Clazômenas (500 a.C.
– 428 a.C.), e Demócrito de Abdera (460 a.C. – 370 a.C.), Leucipo e
Demócrito teriam concluido que, porque o movimento existe o não-ser também
existe, afirmando a existência do vazio, seria nesse vazio que os átomos se
moveriam.Os átomos seriam partículas corpóreas, indivisíveis fisicamente,
embora divisíveis matematicamente, plenos (sem vazio interno), em número
infinito, invisíveis (de tão pequenos), sem nenhuma distinção qualitativa;
apenas distintos por atributos geométricos como forma, tamanho, posição,
quando agrupados, distintos pelo arranjo. Eles admitiam que o movimento dos
átomos seria em todas as direções, como a poeira que se vê flutuar no ar, se
uma réstia penetra num ambiente escuro. (CIVITA, 1990).
Durante a antiguidade (de 1900 a.C. até 475) e a idade Média (de 476
até 1453), a ideia de átomo não foi muito aceita, devido a ser considerada
materialista, nese período a preocupação do filósofos tinha como alvo a
salvação do espírito, fato que impediu que a ideia de átomo evoluisse.
(DAVID, 2O1O).
Modelos são construidos para explicar o que não é possível enxergar,
pode-se defini-lo como a representação concreta de algo, uma forma de
reproduzir as principais características ou a estrutura do que desejamos
modelar, tornando uma copia da realidade, por assim dizer. Ele pode
representar uma ideia, um objeto, um evento, um processo ou sistema. Os
modelos são criados a partir das ideias existentes na mente de uma pessoa,
ou grupo,...” (DAVID, 2O1O).
Com respeito a avaliação será pedido aos alunos que produzam um
texto com no mínimo 10 linhas respondendo a pergunta: Por que existem
diferentes tipos de modelos atômicos?
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Aula 2 e 3: O modelo atômico de Dalton e o modelo atômico de Thonson.
Objetivo: Compreender o modelo de Dalton, compreender o modelo atômico
de Thomson.
Metodologia: Uma aula expositiva utilizando o data show como auxílio.
Utilizaremos as hipóteses e trechos de textos em que os cientistas se
baseavam para a construção dos seus modelos atômicos, e faremos essa
construção em sala de aula.
Texto para essa aula Modelo atômico de Dalton:
Segundo o modelo atômico de Dalton toda matéria seria formada por
átomos. Esses átomos seriam esferas maciça, homogênea, indivisível e
eletricamente neutra. Átomos diferentes indicariam elementos químicos
diferentes, com propriedades físicas e químicas também diferentes. A união
desses átomos formaria as substâncias que existem ao nosso redor.
A hipótese atômica de Dalton:
O modelo de Dalton baseava-se nas seguintes hipóteses:
• tudo que existe na natureza é composto
extremamente pequenas denominadas átomos;
por
partículas
• os átomos são indivisíveis e indestrutíveis;
• existe um número pequeno de elementos químicos diferentes
na natureza;
• os átomos se diferem uns dos outros em tamanho e em massa;
• combinados uns com os outros, átomos iguais ou diferentes, em
variadas proporções, formam todas as matérias conhecidas do universo;
• as transformações químicas nada mais são do que recombinações de
átomos. Os átomos se separam, desfazendo suas combinações iniciais
e se recombinam de outra maneira, resultando em outros materiais
diferentes.
Para Dalton, os corpúsculos possuiam um núcleo central massivo e
uma atmosfera de calor, o que Newton já havia escrito em sua obra Óptica,
a qual foi citada nas anotações de Dalton.
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Texto para essa aula Modelo atômico de Thomson:
J. J. Thomson foi físico experimental, durante sua vida acadêmica se
focou nos estudos sobre as questões de eletricidade e do átomo, mudando
inúmeras vezes sua base teórica. O modelo de Thomson seria formado por
anéis coplanares de corpúsculos dentro de uma esfera de carga positiva e
uniforme, esse modelo rompe com a ideia de indivisibilidade do átomo.
(MELZER, ).
O modelo era em essência idêntico ao de Lord Kelvin (Willian
Thomson), em 1903. Segundo Thomson existia em um átomo de
hidrogênio, espaço para 1700 elétrons, para ele a massa do átomo era
constituída pelos elétrons, mas abandona essa ideia em 1906, quando
associa a massa á eletricidade positiva. (PEDUZZI, 2008).
Assim, em 1906, o átomo seria formado por uma esfera de carga
positiva uniforme, em seu interior haviam arranjos de corpúsculos com
cargas negativas e em equilíbrio, esses arranjos estariam dispostos em
forma de anéis concêntricos, cada um carregaria um determinado número
fixo de corpúsculos, os quais estariam girando em alta velocidade com
movimento circular uniforme, distribuídos de tal forma que a distância dos
corpúsculos no anel, do centro ao corpúsculo e de corpúsculo a corpúsculo
seria a mesma.(MELZER, 2012).
Aula 4 e 5: O modelo atômico de Rutherford e o modelo atômico de Bohr.
Objetivo: Compreender o modelo de Rutherford, compreender o modelo
atômico de Bohr.
Metodologia: Uma aula expositiva utilizando o data show como auxílio.
Utilizaremos as hipóteses e trechos de textos em que os cientistas se
baseavam para a construção dos seus modelos atômicos, e faremos essa
construção em sala de aula.
Texto para essa aula Modelo atômico de Rutherford:
Rutherford retoma o modelo atômico de Perrin após o modelo de J. J.
Thomson ter sido refutado. Seu átomo possuia cargas negativas orbitando
ao redor de um corpúsculo central positivamente carregado.(PEDUZZI,
2008).
Em 1911, Rutherford supõe que o átomo teria um núcleo e uma
esfera de carga uniforme ao redor, porém com carga contrária ao núcleo.
Ele faz alguns cálculos da força elétrica, potencial, para comprovar sua
suposição e com base nesses resultados, calcula um valor aproximado para
o raio do átomo, considerando que ao passar próximo ao núcleo, pode
ocorrer desvio, em diversos ângulos, da partícula alfa em alta velocidade.
Após várias experiências, Rutherford conclui que o átomo é formado por um
núcleo pequeno, denso e carregado, ao seu redor há uma esfera de raio
definido com carga oposta.(MELZER, 2012).
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Texto para essa aula Modelo atômico de Bohr:
Niels Bohr (1885-1962), era dinamarquês, trabalhou com J. J.
Thomson no laboratório Cavendish, em Cambridge. Bohr e J. J. Thomson
divergiram em suas ideias sobre o modelo atômico, tornando curto o seu
período de permanência nesta cidade. Bohr após esse acontecimento Bohr
passa a trabalhar com o ex-aluno de Thomson: Ernst Rutherford. Em
Copenhague, Niels Bohr apresenta uma nova teoria sobre a estrutura
atômica da matéria, publicando três artigos com o título “Sobre a constituição
de átomos e moléculas”, neles aborda os seguintes assuntos:
• os estudos de Planck sobre a radiação do corpo negro;
• a teoria de Einstein do efeito fotoelétrico;
• as experiências e o modelo atômico de Rutherford;
• resultados empíricos sobre espectros de emissão de vários elementos
químico. (PEDUZZI, 2008).
Aula 6: Avaliação.
Objetivo: Analisar a evolução de cada aluno no que se diz respeito aos
conceitos sobre modelos atômicos, e analisar a capacidade da proposta a fim
de auxiliar o processo construtivo desses conceitos científicos.
Metodologia: Será pedido aos alunos que produzam um texto com no mínimo
10 linhas respondendo a pergunta: Por que existem diferentes tipos de
modelos atômicos?
Referências
1
Química avançada. Disponível em:
<http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/index.php?option=com_wrapper
HYPERLINK
"http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/index.php?option=com_wrapper&vie
w=wrapper&Itemid=61"& HYPERLINK
"http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/index.php?option=com_wrapper&vie
w=wrapper&Itemid=61"view=wrapper HYPERLINK
"http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/index.php?option=com_wrapper&vie
w=wrapper&Itemid=61"& HYPERLINK
"http://www.cjtmidia.com/quimicaavancada/index.php?option=com_wrapper&vie
w=wrapper&Itemid=61"Itemid=61 > Acesso em 8 de Ago. 2013.
AIRES, Joanez Aparecida; MELZER, Ehrick Eduardo Martins. A história do
desenvolvimento da teoria atômica: um percurso de Dalton a Bohr.
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Fotos
Foto1: Aplicação da primeira aula, esclarecendo a ideia de modelo cientifico.
Foto2: Aplicação da primeira aula, esclarecendo a ideia de modelo cientifico.
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Foto3: Aplicação da segunda e terceira aula.
Foto4: Aplicação da segunda e terceira aula.
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