MAURÍCIO PEREIRA LEITE A QUÍMICA DO COTIDIANO NO APRENDIZADO DOS CONTEÚDOS DA PRIMEIRA SÉRIE DO ENSINO MÉDIO Monografia apresentada ao professor Antônio Fernando Vieira Ney, do curso de Pós-Graduação Ensino Superior em Docência da Cândido Mendes. Rio de Janeiro, março de 2004 do Universidade 2 UNIVERSIDADE CÂNDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSO” EM DOCÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR A QUÍMICA DO COTIDIANO NO APRENDIZADO DOS CONTEÚDOS DA PRIMEIRA SÉRIE DO ENSINO MÉDIO OBJETIVOS: FORMULAR UMA PESQUISA DE COMO ESTÁ SE REALIZANDO O ENSINO DE QUÍMICA NO PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO E APONTAR SOLUÇÕES PARA OS PROBLEMAS QUE FOREM NOVO EVIDENCIADOS. PROJETO DE OBJETIVA-SE ENSINO SÉRIE DO ENSINO MÉDIO. DE DESENVOLVER QUÍMICA NA UM PRIMEIRA 3 AGRADECIMENTOS A todos os professores, corpo docente do projeto “A vez do mestre”. Aos professores e amigos Jorge Luiz Tavares, João Batista dos Anjos, Maria Helena Martins, Nilza Ribeiro e Antônio apoio. Carlos Aos contribuíram acadêmico. Álvares, colegas na de pelo sala confecção material de deste aula, de que trabalho 4 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a minha mulher Norma Leite, que de forma compreensiva e companheira me incentivou na confecção deste trabalho. Às minhas filhas Flávia e Talita Leite, que tanto me ajudaram, também à minha falecida mãe Alayde Carvalho leite, que me criou e ajudou na formação de toda essa vontade de fazer o melhor nas mínimas coisas. 5 RESUMO A falta de recursos para aulas experimentais, entre outros problemas, leva o professor de química do primeiro ano do ensino médio a ministrar aulas expositivas. Tal fato limita a criatividade do professor em ensinar a disciplina, e faz com que o aluno mostre, na maioria das vezes, desinteresse em aprender química. Esta situação tem como resultado o fato de o aluno ter a falsa impressão de que a química não passa de uma cansativa memorização de símbolos, fórmulas, equações e nomes complicados. Desta forma, ele não consegue assimilar a idéia de que a química está presente em seu cotidiano, o que é de extrema importância para que ele consiga interagir criticamente em relação ao meio ambiente. Uma interagir mudança de neste forma cenário mais pode produtiva levar com as o aluno aulas a e, conseqüentemente, melhorar o seu rendimento na disciplina. Tal fato não apenas repercutirá beneficamente em seu aprendizado, como também o seu resultado poderá ser visto pela sociedade. 6 METODOLOGIA A metodologia utilizada destina a construir uma base teórica que apresentada. ofereça Através uma de sustentação uma pesquisa à de proposição bibliografia pertinente ao tema, com buscas na internet, observação de revistas, livros e entrevistas com professores de química do primeiro ano do ensino médio, serão levantados questionamentos e afirmações a respeito de como é o ensino de química no primeiro ano do ensino médio e de como ele deveria ser. A apenas análise em dados contida neste estudo bibliográficos, mesmo não será estes baseada sendo de bastante importância. As visões pessoais do autor serão imprescindíveis para a elaboração de tal argumentação, por ser ele professor de química do primeiro ano do ensino médio e conviver com alunos e professores desta série, que é justamente o objeto de análise desta monografia. 7 SUMÁRIO INTRODUÇÃO ............................................. 08 CAPÍTULO I ............................................. 10 A HISTÓRIA DA QUÍMICA .................................. 11 CAPÍTULO II ............................................ 22 COMO É O ENSINO DE QUÍMICA NO PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO .................................................. 23 CAPÍTULO III ........................................... 28 COMO DEVERIA SER O ENSINO DE QUÍMICA DO PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO ........................................... 29 CONCLUSÃO .............................................. 38 BIBLIOGRAFIA............................................ 41 ÍNDICE ................................................. 42 8 INTRODUÇÃO O ensino de química no primeiro ano do ensino médio é o assunto escolhido para esta monografia. Esta aborda conhecimentos relativos à história da química e ao programa proposto para os alunos da primeira série do ensino médio. Trata-se de um assunto que pode ser percebido e vivido no cotidiano das escolas e que tem implicações diretas na sociedade e no meio ambiente. Primeiramente, será analisado o processo de implementação da química como ciência e as implicações da descoberta da química no dia a dia do homem. A partir da história da química, que é de fundamental importância como base teórica da tese a ser desenvolvida, o conteúdo do currículo de química do primeiro ano do ensino médio será mostrado. A alternativas partir para dele aumentar serão o apontadas incentivo dos algumas alunos do primeiro ano do ensino médio em aprender química. O desenvolvimento do ensino da química se dá no ensino médio pelo método método, grande estimulação do experimental-dedutivo. parte dos pensamento alunos não lógico, Com base neste tem suficiente não conseguem contextualizar o conteúdo aprendido com outras disciplinas e nem visualizar em seu cotidiano as matérias aprendidas, ora por falta de base teórica, ora por falta de experimentação prática. Tais fatos dificultam a compreensão da química ministrada pelo professor e, ainda, desestimula os alunos a aprenderem a matéria ensinada. 9 Na tentativa de mostrar a importância das mudanças do currículo de química do primeiro ano do ensino médio, desenvolve-se este trabalho. Este visa também a salientar que a química está presente na realidade dos alunos e que, portanto, o aprendizado fundamental na vida destes. desta matéria exerce papel 10 CAPÍTULO I A HISTÓRIA DA QUÍMICA 11 1.1 A História da Química È possível que os futuros historiadores designem como “A idade científica” os anos em que estamos vivendo. Durante a última metade do século passado, os cientistas fizeram mais progresso do que a humanidade produzira em todos os séculos conhecimentos conduziu a anteriores. adquiridos um aumento através E a da aplicação pesquisa impressionante da dos científica capacidade de utilização dos recursos naturais. A humanidade quantidade história. e produz variedade O nos de dias utilidade desenvolvimento aceleradamente, a fim de obter atuais de toda científico melhores a maior a sua continua produtos, para complementar as condições de vida. A energia atômica, a propulsão a jato e os satélites artificiais trouxeram a aurora de uma desenvolvimentos preocupam-se nova idade científica, surpreendentes. com as suas As farta cabeças conseqüências em pensantes benéficas ou destruidoras para a raça humana, mas nada disso impede o avanço científico, que parece ilimitado. 1.2 A ciência natural: o seu âmbito e as suas limitações A expressão “ciência natural” significa uma área de investigação relacionada aos fenômenos do mundo. Da mesma maneira que o conjunto de conhecimentos correlatos que emergiram dessa investigação e estão em expansão contínua, 12 tais conhecimentos desenvolveram-se pela observação, pela experimentação e pelo pensamento. A finalidade da ciência natural não é somente observar e descrever os fenômenos, cabe a ela interpretá-los à luz das teorias e leis. O conhecimento do homem e suas experiências classificam-se em dois grupos bem distintos. No primeiro, ele adquire, pelo contato físico, a consciência das coisas naturais à sua volta. No segundo, por um tratamento mental desse conhecimento experimental, ele acumula conhecimentos da natureza Os imaterial ou intangível. cientistas sabem que, além dos limites da sua capacidade de observação do mundo físico, eles conduzem experiências científicos subjetivas objetivos para não os podem quais ser os métodos aplicados. Nestes casos, os fatos científicos e as teorias são independentes. Os fatos científicos objetivos, portanto, não podem ser aplicados. Nestes casos, os fatos científicos e as teorias devem ser julgados objetivamente. 1.3 O método científico Método descoberta científico de uma é qualquer verdade geral, processo a partir lógico de de muitas observações individuais. Este processo de raciocínio que parte do particular para o geral é conhecido como raciocínio indutivo. A ênfase proposta por Lord Francis Bacon (1561-1626) no raciocínio indutivo aplicado ao estudo dos fenômenos naturais foi ponderável para o desenvolvimento da ciência moderna. O método 13 científico envolve três etapas: 1. A primeira etapa é a coleta de dados relativos a um fenômeno particular. Estes dados devem estar tão livres quanto possível de erros de observação e medida, e também conseqüências dos devem estar preconceitos livres pessoais. de Uma experiência ou uma observação deve ser repetida a fim de garantir 2. A segunda a sua reprodutibilidade. etapa é a análise dos fatos colecionados, para a verificação da possibilidade de um correlacionamento significativo, a formulação de hipóteses e teorias que comprovem estes fenômenos e seus semelhantes. Tais correlacionamentos serão mais úteis quando for possível dar-lhes uma expressão matemática. 3. A última hipóteses etapa e experiências envolve das que a teorias tenham verificação através sido das de novas sugeridas pelas próprias hipóteses e teorias. Com efeito, ambas constituem um meio para a finalidade em vista. Se uma hipótese ou teoria se torna insustentável à luz de novos dados experimentais, ela deve ser descartada ou modificada para atender à nova informação. Por sua vez, as novas hipóteses e teorias modificadas podem sugerir experimentos futuros. Desse modo, num processo, às vezes longo 14 e difícil, de reelaboração, chega-se a uma teoria que satisfaz e correlaciona todos os fatos conhecidos, concernentes ao fenômeno de estudo. Nem sempre as teorias incorretas são inúteis. Elas passam a ser consideradas úteis sempre que sugiram investigações ulteriores. 1.4 A ciência da química A química é o estudo das propriedades da composição e da estrutura da matéria, de mudanças que ocorrem na matéria e da energia liberada ou absorvida durante estas modificações. A química, como todas as ciências naturais, tem natureza experimental. O objetivo geral da química é a descoberta de todas as coisas possíveis matéria. acerca Naturalmente, de todas então, a as características química vem da sofrendo expansão e refinamento constantes. É remota a possibilidade de se atingir o conhecimento completo de qualquer dos aspectos da química. O objetivo imediato da química é a utilização de todo o conhecimento já obtido acerca da matéria, ampliando os dados presentes por meio de novas observações e de teorias aperfeiçoadas. conhecimento O dos processo fatos e pelo das qual teorias ampliamos é o conhecido nosso como pesquisa. Em termos gerais, a pesquisa é a descoberta de todo e qualquer fato ou teoria desconhecida ou ainda não aplicada. 15 1.4.1 Fato e teoria em química Em química, o fato relacionados. A observação, tabulação a parte e da e a teoria química a são intimamente relacionada correlação de fatos com a é, às vezes, teórica em seu papel no desenvolvimento da teoria concernente. A química descritiva e a teórica devem caminhar lado a lado, porque o trabalho experimental exato é, sempre, uma base sólida da teoria. A previsão do comportamento da matéria não deve ser feita somente verificar à as base do previsões raciocínio, teóricas deve-se pelas nortear e observações experimentais. A expansão ininterrupta do conhecimento da química depende diretamente de um esforço constante por parte dos cientistas em pesquisas experimentais e teóricas. 1.5 A evolução da química 1.5.1. Do período pré-histórico até o ano 500 A elucidação das propriedades da matéria é considerada como o objetivo principal da química. Neste contexto, qualquer informação que tenha vindo do homem pré-histórico constitui uma contribuição ao conhecimento dessa ciência. Desta forma, a transmissão da primeira informação de que a madeira era combustível e a pedra não o era, constituiu uma etapa na aquisição de conhecimento da química. Na bíblia, encontramos e em inúmeras outros evidências escritos de 16 antiguidade, da informações sobre as propriedades da matéria, que datam dos primeiros tempos do homem na terra. Gradualmente, ele aprendeu a extrair minerais como o ouro, a prata e o cobre diretamente da terra e a processá-los em artigos úteis. Descobriu como produzir o vidro a partir da areia e da cal, e como empregar remédios, óleos e corantes de plantas. No entanto, não havia uma tentativa de sucesso para a classificação e a correlação do conhecimento recém-descoberto, apenas um progresso mínimo no sentido da química como ciência. 1.5.2. O período da Alquimia, anos 500-1600 Durante a idade média, e mesmo durante a renascença, muitos homens alquimistas, capazes voltaram e suas investigadores atenções para a chamados investigação direta da matéria. Os alquimistas estiveram empenhados em muito trabalho experimental, mas a manutenção do segredo limitou-lhes o valor potencial pensaram, sem de suas sucesso, descobertas. em descobrir Alguns um alquimistas método para a transformação dos metais básicos, como o chumbo, em metais nobres, como o ouro, e em descobrir um “elixir da vida”, que eles acreditavam que prolongaria a vida e curaria as doenças. No entanto, eles tiveram sucesso na preparação de muitos novos elementos: o arsênico, o antimônio, o bismuto e alguns de seus compostos. Também inventaram dezenas de aparelhos, como, por exemplo, frascos de destilação e 17 fornos de aquecimento. Além disso, aperfeiçoaram cada vez mais a sua capacidade experimental. 1.5.3. O período médico-químico, anos 1600-1750 Este período, de certa forma, foi semelhante ao da alquimia. Na procura de medicamentos efetivos, o homem preparou e purificou muitas substâncias químicas novas. Foi nesses anos de trabalho experimental que começaram a germinar os enfoques teóricos. Francis Bacon enfatizou a necessidade de associar uma interpretação teórica ao estudo experimental da natureza. Nesse período, Galileu e Bacon aplicaram, com sucesso, o tratamento matemático aos fenômenos naturais. Outros sábios vieram a adotar esse tratamento científico e, gradualmente, o progresso científico foi acelerado. 1.5.4. O período da teoria do Flógiston, 1700-1777 Os cientistas especialmente pelo do século processo XVIII da interessaram-se queima; estudaram-no intensivamente e desenvolveram diversas teorias a respeito. Em 1720, Georg Ernest Stahl, químico alemão propôs que na realidade alguma substância seria liberada durante a queima da matéria combustível. Essa substância foi nomeada “flógston”, do grego phlogistos, que significa inflamável. A teoria de Stahl foi aceita amplamente durante 75 anos. Uma das razões para a sua aceitação foi a falta de conhecimento da utilidade na determinação da massa exata 18 dos materiais, antes e após a queima. Este é um bom exemplo de teoria aparentemente certa e coerente com um grande número de fatos observados, que, no entanto, o trabalho experimental quantitativo demonstrou ser inverídica. 1.5.5. O período Moderno, 1777 até os dias atuais A maioria dos historiadores da ciência situa o início da química moderna no período de trabalho do químico francês Antoine Lavoisier (1743-1794). Lavoisier nasceu em Paris e, com 23 anos, recebeu a medalha de ouro da Academia de Ciências de Paris, como reconhecimento pelo seu relatório sobre o problema da iluminação da cidade. Passou a maior parte da sua vida naquela cidade, e quase toda a sua pesquisa foi conduzida em Sobonne. Deve-se a Lavoisier o desenvolvimento de uma teoria de ácidos que, embora errônea, constituiu um avanço sobre idéias mais antigas. Ele também criou uma nomenclatura das substâncias químicas semelhante à que ainda era em uso. Além das suas atividades científicas, assessorou inúmeras comissões públicas nacionais e municipais. Este tipo de atividade durante a Revolução Francesa levou-o à morte na guilhotina, em 1794. Lavoisier fez uso dos primeiros instrumentos de pesagem (balanças) em estudos químicos, o que o levou à descoberta da importância fundamental da massa da matéria em estudos do âmbito da química. Foi assim que se passou a medir exatamente produzida em a quantidade reações químicas. de matéria À base utilizada desses e dados 19 experimentais exatos, pôde-se prosseguir no desenvolvimento de teorias aceitáveis e leis químicas precisas. Essa foi uma inovação relevante, que constituiu a primeira etapa na passagem da química à ciência exata. 1.6 Química como ciência 1.6.1. Do início do século XIX até nosso tempo O princípio do século XIX coincidiu, de vários modos, com o nascimento da química como ciência exata, e esse século representa, descobertas e todo de ele, um crescimento período excitante vigoroso. Os de grandes cientistas do século XIX estabeleceram fundamentos para o avanço tecnológico dos nossos dias. Foram homens de nações diversas e de passados vários, mas todos eles com os atributos do cientista, como a capacidade de observação, de pensamento, desses de últimos planejamento conclusões de experimentos, corretas e de, de extrair finalmente, transmitir tais descobertas e teorias a outros, por meio dos seus ensinamentos e de seus escritos. Entre os cientistas destacados da primeira metade do século XIX estão o inglês Dalton, que desenvolveu a teoria atômica da matéria, e o sueco Berzelius, a quem devemos os símbolos químicos que usamos. A propósito, Berzelius também determinou, atômicos de com uma muitos exatidão elementos, impressionante, alguns descobertos por seus contemporâneos. dos os quais pesos recém- 20 Outros cientistas eminentes deste tempo foram o inglês Sir Humphry Davy, que descobriu os metais alcalinos e demonstrou o cloro e o bromo como elementos químicos, e seu discípulo, Michael Faraday, que explorou o efeito da eletricidade sobre soluções e descobriu as leis designadas pelo seu nome. Por volta de 1850, a química tinha-se desenvolvido a ponto de começar a ficar clara uma divisão em dois ramos. A um deles, a química inorgânica, competia o tratamento da “matéria inanimada”; ao outro, a química orgânica, as formas de matéria associadas com a vida animal e vegetal. Acreditava-se, requeriam até alguma então, que espécie de as substâncias “força vital” orgânicas para a sua formação, e que não poderiam ser preparadas em laboratório. Foi o brilhante químico alemão, Wöhler, o primeiro a demonstrar tipicamente que se poderia orgânica, a sintetizar uréia, a uma partir de substância materiais puramente inorgânicos. Esta descoberta de Wöhler abriu um novo e interessante campo, o da síntese orgânica. Logo se associaram ao nome de Wöhler, os de outros cientistas eminentes, como Liebig, Kolbe, Cannizzarro e Pasteur. Na última metade do século XIX, começou a emergir, como área independente de investigação, um outro ramo da química, a química física. Pode-se citar como exemplos o estudo do comportamento das soluções por Van´t Hoff, Raoult e Ostwald, formulação das das soluções regras eletrolíticas que governam a por Arrhenius, transformação a dos sólidos em líquidos e em gases, e vice e versa, por Gibbs, e do conceito do equilíbrio químico por Guldeberg e Waage, as investigações dos fatores que causam a liberação de energia térmica durante as reações químicas, por 21 Hesse Andrews. Estes são alguns dos avanços mais significativos que ocorreram durante o período e constituem os fundamentos de grande parte das nossas interpretações atuais dos fenômenos químicos. No decorrer deste período, enquanto novos elementos e compostos eram descobertos, foram feitos esforços constantes para encontrar alguma ordem entre essas pedras fundamentais da química, os elementos químicos. Os primeiros trabalhos de Dobereiner, Lothar Meyer e Newlands vieram a culminar, em 1869, na classificação periódica dos elementos pelo russo Mendeleef. Esta classificação constitui a forma básica da química descritiva sistemática. O advento do século XX viu descobertas impressionantes na física, muitas das quais tiveram um efeito profundo no desenvolvimento da química. Entre as mais significativas, conta-se a descoberta da radioatividade por Becquerel, Pierre e Marie Curie, em 1897, a exploração da estrutura atômica por Thomson, Rutherford e Bohr, e a identificação e separação dos isótopos por Aston. Essas descobertas conduziam a uma compreensão do comportamento da matéria que, por sua vez, abriu caminho a investigações da natureza da ligação química por A.E.Werner, G.N.Lewis, I. Langmuir, L. Pauling e R.S. Mulliken. A química é uma ciência em evolução e expansão constantes, e o seu conhecimento, embora baseado num grau considerável de investigação passada, é alimentado constantemente pelos esforços e contribuições originais dos cientistas da atualidade. 22 CAPÍTULO II COMO É O ENSINO DE QUÍMICA NO PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO 23 2.1 Como é o ensino de química no primeiro ano do ensino médio. A primeira série do ensino médio é desenvolvida na parte de química, de uma maneira geral, baseado nos seguintes conteúdos: 1. Átomo, Molécula e substância. 2.Substâncias simples e substâncias compostas. 3.Misturas homogêneas e heterogêneas. 4.Modelos atômicos (Evolução e números quânticos). 5.Ligações intermoleculares. 6.Polaridade de ligações. 7.Número de oxidação. 8.Funções inorgânicas (Formulação e Nomenclatura). Com base no conteúdo exposto acima, observa-se que muitos deles necessitam de demonstração em laboratório, onde o aluno teria uma noção mais real da química que acontece por trás das explicações dadas em sala de aula a respeito da matéria. A forma como estes conteúdos são ensinados em sala acaba tornando o aluno desinteressado, por não poder visualizar, na prática, as transformações químicas que ocorrem envolvendo tais conteúdos. Algumas destas matérias, como, por exemplo, os “números quânticos”, não deveriam constar no currículo do primeiro ano do ensino médio e nem nas outras séries, por carecer de base teórica, que só será adquirida caso o aluno ingresse em uma faculdade da área médica ou tecnológica. 24 Para que os alunos entendam o conteúdo da matéria “números quânticos”, é necessário o conhecimento de uma parte da física quântica que foi desenvolvida no século XIX. Trata-se, portanto, de um assunto complexo, que tem em sua origem uma matemática de ensino superior e, ainda, é desenvolvido em sala de aula de uma totalmente de sua base forma que se distancia teórica. Pelos motivos citados anteriormente, este conteúdo não deveria ser ministrado no primeiro ano do ensino médio. Contudo, o ensino desta matéria é cobrado dos alunos nas provas e, inclusive, no vestibular. Outro exemplo de conteúdo ministrado no ensino médio que parece desinteressante, mas, desta vez, por falta de demonstração prática, é a matéria “separação dos componentes de uma mistura”. Este assunto é ministrado em sala de aula de forma basicamente expositiva e teórica. Tal fato ocorre principalmente devido ao excesso de matérias a serem ensinadas extraclasse. A e à partir falta dos de tempo fatores para mencionados atividades acima, o aluno sente dificuldades em entender o conteúdo ensinado, o que seria facilitado se este fosse baseado em demonstrações práticas, através de experimentos feitos em sala de aula ou no laboratório, local provido de maiores recursos. Some-se a isso o fato de que quanto mais os professores conseguirem demonstrar os fenômenos químicos para o aluno através de reações, simulações e utilizando-se também de um poderoso aliado do mundo contemporâneo, o computador, ficará mais fácil de transmitir a ele o aprendizado que o professor deseja. Não existe hoje, a capacidade de abstração por parte dos estudantes, que estão muito ligados apenas ao que possa lhes trazer respostas rápidas, como o computador, a internet, a televisão, o vídeo, entre outros objetos. 25 A química ensinada na primeira série do ensino médio ainda está totalmente de acordo com o que é cobrado no vestibular, que apresenta um planejamento completamente inadequado à realidade do aluno, pois não está relacionado ao seu cotidiano. Contudo, a maioria dos alunos deseja prestar o exame do vestibular e se matriculam nas instituições que os preparam para ele. Deste fato decorre o ensino aos alunos de matérias que não são necessários ao seu aprendizado. Elas são ensinadas apenas porque são matérias cobradas nos exames de vestibular na maioria das faculdades do país. Com isso, os professores se vêem obrigados a ensinar simbologias e reações, presentes no vestibular, não restando espaço para o ensino daquilo que ocorre na vida e na realidade cotidiana do aluno. A obrigatoriedade do ensino destas matérias torna a demonstração prática pouco motivadora ao estudante, que, na maioria das vezes, só se interessa em aprender o que está no programa do vestibular. Na maior parte do tempo o ensino da química é baseado em uma seqüência levam o aluno de simbologias que a decorá-las. Não há tempo para projetos temáticos que levem o maneira completamente aluno a estudar diferente da química de uma tradicional, predominantemente simbólica. Indubitavelmente, esta parte teórica fluiria de forma mais natural se fosse antecedida do princípio onde a vida e o contexto da existência do ser fossem a principal referência. A melhor maneira de resolver este problema é retirar conteúdos que não são necessários ao aprendizado do aluno, ensinados no ensino médio apenas porque são cobrados no vestibular. A grande dificuldade dos professores do ensino 26 médio é não conseguir fazer a utilização do cotidiano do estudante em seu aprendizado. Caso a química ensinada nesta série partisse do cotidiano do aluno através de experiências práticas, ele seria levado, alongo prazo, a um conhecimento teórico maior. A prioridade, quando se fala em obter um quanto ensino ao de química professor é estimulante ter um tanto programa de ao aluno conteúdos totalmente adequados à realidade do aluno. As amarras dos professores do primeiro ano do ensino médio devem ser retiradas do vestibular, para que possa ser implantado um novo programa de química que se adeqüe necessidades do aluno. O laboratório, neste às contexto, exerce papel fundamental no aprendizado de química. Não há, inclusive, a necessidade de sair do laboratório para estudar química, pois a questão prática precisa se sobrepor à teórica guiando todo o ensino. Existe um outro fator de grande relevância no que diz respeito ao ensino de química nas escolas de ensino médio: o papel da mídia. A imagem que os alunos possuem da disciplina é muito influenciada pelo que eles assistem na tv, o que é, na maioria das vezes, pouco motivador ao aprendizado de química. Esta disciplina pode, inclusive, chegar a causar terror nos alunos que assistem na tv propagandas negativas a respeito da disciplina. Músicas que criticam a química ensinada nas escolas e anúncios que possuem conceitos químicos errôneos transmitem uma falta impressão ao aluno de que a disciplina oferece grande dificuldade de aprendizado. Outro primeiro problema ano do enfrentado ensino médio pelos é a professores do dificuldade de 27 contextualização das disciplinas por parte dos alunos. Esta é uma dificuldade estudante, ao que longo precisa de toda ser a contextualização das matérias se sua trabalhada vida com o estudantil. A apresenta como uma grande dificuldade dos alunos, mas é de fundamental importância para uma interpretação adequada dos conteúdos ensinados e um aprendizado disciplinas mais entre si sólido. e nem O aluno aplica não liga conceitos que as ele aprendeu em química, por exemplo, às outras disciplinas ensinadas a ele. Tal fato acarreta até mesmo uma dificuldade de o aluno contextualizar uma situação do seu cotidiano. Os alunos do ensino médio também apresentam, de uma maneira geral, dificuldade de interpretar e entender jornais e revistas. Tal fato pode dificultar, inclusive, a interpretação de textos entre outras disciplinas. de química, física, matemática, 28 CAPÍTULO III COMO DEVERIA SER O ENSINO DE QUÍMICA NA PRIMEIRA SÉRIE DO ENSINO MÉDIO 3.1 Como deveria ser o ensino de química no primeiro ano do ensino médio O conteúdo programático da primeira série do ensino médio, como já mencionado anteriormente, está totalmente de acordo com o conteúdo do vestibular. Grande parte dos professores concorda que algumas matérias devem ser retiradas do programa do vestibular. Só assim as escolas conseguirão dedicar mais tempo a atividades extraclasse, que possibilitarão ao aluno que ele relacione a matéria aprendida com o seu cotidiano. Não apenas atividades extraclasse possibilitarão ao aluno que ele contextualize a química com outras disciplinas e que passe a entender a disciplina como parte integrante do seu cotidiano. O professor deve, ao máximo possível, procurar laboratório, e fazer também trabalhos construir demonstrativos gráficos e em tabelas, auxiliando os alunos na leitura destes. Trabalhos de campo, visitas a laboratórios, indústrias e até mesmo a áreas de plantio de diferentes cultivos, entre outras atividades, podem levar o aluno a entender a química de forma bastante motivadora. Tal fato só será conseguido quando o aluno perceber que para se aprender química não é necessário que se decorem símbolos, nomes, seqüências e tabelas. Uma boa forma de se aprender química é, antes de tudo, aprender o conceito e, a partir disso, saber aplicá-lo em qualquer situação proposta. Há casos em que a motivação do aluno está justamente em aprender o conceito, mas visualizando o “manuseando” a fenômeno acontecer experiência. Tal e, fato, 30 possível, se indubitavelmente, motiva mais o aluno e ao professor, além de dar mais dinamicidade à aula. Tal fato se torna, inclusive, inovador sob o ponto de vista do professor, que já está acostumado com aulas expositivas e sem grandes espaços para a criatividade. O número de aulas em laboratório igual ao número de aulas ministradas à informática em sala de aula, podendo aliar este fato educativa na área de química poderão transformar o ensino de química no primeiro ano do ensino médio. Este tripé ajudará disciplina e, ainda, na melhoria do ensino da auxiliará a desmistificar a química, que carrega grande carga negativa por parte dos alunos. 3.2 Proposta de um novo currículo de química para a primeira série do ensino médio O ensino da química geral e da química inorgânica na primeira série do ensino médio deveria ser baseado em experimentos que enriquecem as aulas teóricas. Some-se a isso um número máximo de vinte e cinco alunos por turma. Apresenta-se currículo do abaixo primeiro apresentar-se-ão os o ano objetivos conteúdo do de sugerido ensino cada médio. unidade para o Depois, ensinada, seguidos por proposições de trabalhos a serem realizados com os alunos. 31 1. Unidade I- Introdução ao Estudo da Química. 2. Unidade II- A Matéria 3. Unidade III- A Estrutura do átomo 4. Unidade IV- A Tabela Periódica 5. Unidade V- Ligações Químicas 6. Unidade VI- Funções inorgânicas 3.2.1 Unidade I: Introdução ao estudo da química Esta Unidade tem por objetivo principal mostrar aos alunos que a química é uma ciência experimental. Através de pesquisas em internet, livros, revistas científicas, entre outras fontes, os alunos, divididos em grupos, fariam uma pesquisa sobre o que é a química e suas aplicações e, inclusive, sobre a história da química, que poderá ser encontrada neste trabalho no capítulo I. Uma pesquisa sobre a química do cotidiano também seria de fundamental importância, pois daria aos alunos uma visão inicial da química como sendo parte integrante do cotidiano deles. No final do processo de pesquisa, os alunos fariam uma exposição do principais e material as pesquisado, conclusões expondo retiradas a as partir idéias dele. A introdução ao estudo da disciplina química visa, sobretudo, a proporcionar ao aluno uma visão geral da disciplina e torná-lo ciente de que a experimental. 3.2.2 Unidade II: A matéria química é uma ciência Esta Unidade tem por objetivo fazer 32 aluno o compreender a relação entre “matéria” e “energia”. Através da exposição dos conceitos de “matéria” e “energia”, o aluno aprenderá a relacionar esses conteúdos, estudando os fenômenos de transformação da matéria em energia. Através deste aprendizado, o aluno aprenderá a fazer uma relação entre as diversas formas de energia, como a eólica, a elétrica, a mecânica, a química, entre outras. Visitas a lugares onde estes energias são produzidas seriam de grande contribuição ao aprendizado do aluno. Nesta Unidade, os alunos ainda teriam contato com as definições de massa, volume, pressão, e densidade. Através disso, seriam introduzidos ao estudo das relações entre a massa de ar e a pressão atmosférica, e suas respectivas altitudes. Pressão é perpendicular, definida sobre uma como a relação superfície, entre e a a força área dessa superfície. A terra está envolvida por uma camada de ar que tem espessura aproximada de 800 Km. Essa camada de ar exerce pressão sobre os corpos: a pressão atmosférica. A pressão atmosférica varia com a altitude. Em regiões de grande altitude, há menor quantidade de partículas do ar por unidade de volume, portanto, a pressão também é menor. Densidade é a relação (razão) entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. Um bom exemplo de densidade é ser mostrado é polares é comum a presença de o fato de que nas regiões grandes blocos de gelo (água pura), os icebergs, flutuando na água do mar (água e outros materiais). Isso ocorre porque a densidade do gelo é menor que a densidade da água do mar. Experiências com água e gelo em alunos, sala de de aula forma a podem que ilustrar eles este fenômeno compreendam o 33 aos conteúdo “matéria”. Massa é a dificuldade de um corpo tem de variar a sua velocidade. O volume é a extensão de espaço ocupado por um corpo. A partir destas definições, seriam introduzidos os conceitos de “densidade”, que é a razão da massa de um corpo dividido pelo volume que ele ocupa. Diversos materiais com massas iguais poderiam ser levados à sala de aula, como a madeira, o chumbo, o alumínio e o isopor. A partir destes diferenças materiais, entre os os volumes alunos poderiam ocupados no notar espaço as pelos materiais apresentados. Outro exemplo interessante a ser mostrado aos alunos seria a comparação entre a densidade da água e do gelo. A partir disso, seria estudado o motivo pelo qual a o gelo flutua na água e, ainda, o aumento da densidade da água quando é acrescentado o sal. A compreensão da diferença entre massa e volume é de fundamental importância para o ensino de outras matérias de química lecionadas em outras séries do ensino médio. A partir disso, a definição dos conceitos, além da demonstração prática deles pode, indubitavelmente, dar uma base sólida de aprendizado ao aluno, para que ele, mais tarde, possa aprender com facilidade matérias complexas. 3.2.3 Unidade III: A estrutura do átomo mais 34 A idéia de átomo é foco de ensino desta Unidade, que visa, sobretudo, a mostrar a evolução do conceito de átomo e como ele é definido hoje. Filósofos gregos como Demócrito foram os primeiros a formular teorias a respeito do átomo, mas a comprovação científica século de XIX existência através de dele John só ocorreu Dalton. A no início partir do disso, o conceito de átomo evoluiu com a explicação de fenômenos que foram surgindo. Depois de uma introdução à história da evolução do átomo, os modelos atômicos apresentados ao longo dos tempos seriam apresentados, de forma a que os alunos pudessem apontar falhas nestes modelos. Vale a pena salientar que os cientistas faziam progressos nos modelos atômicos baseandose em modelos atômicos anteriores. Após a proposição de um modelo atômico por Rutherford, os cientistas direcionaram seus estudos para a distribuição dos elétrons na eletrosfera. Fizeram grandes progressos levando em conta o modelo de Rutherford. Em 1855, Robert Bunsen verificou que diferentes elementos, submetidos a uma chama, produziam cores diferentes. A cada cor destes espectros foi associada certa quantidade de energia. Tais evoluções no átomo podem ser observadas pelos alunos em laboratório, com experimentos que mostrem as cores produzidas pelos elementos, quando eles são submetidos a uma chama. Os novos modelos atômicos também seriam mostrados, como, por exemplo, o de Nicls-Bohr que, em 1913, relacionou a distribuição dos elétrons na eletrosfera com a sua 35 quantidade de energia. Tal modelo ainda é aceito pelos cientistas. 3.2.4 Unidade IV: Tabela periódica Nesta Unidade, a tabela periódica é o foco. A partir de um histórico da evolução da necessidade de se agrupar os elementos químicos propriedades dos em uma tabela, elementos. Os seriam alunos mostradas perceberiam as uma lógica no agrupamento dos elementos na ordem apresentada na tabela, o que facilitaria a utilização da mesma ao longo de todo o ensino médio. O agrupamento dos elementos em uma tabela aconteceu justamente para facilitar o estudo dos elementos pelos cientistas. 3.2.5 O Unidade V: ligações Químicas objetivo deste tópico é relacionar as diversas forças interatômicas, a iônica, a covalente e a metálica. Tais ligações dependem do tipo de átomo que formam. As ligações iônicas são aquelas formadas entre metais e ametais, sendo muito intensas, acarretam para a substância correspondente altos pontos de fusão e ebulição. Já as ligações covalentes são aquelas que ocorrem entre ametais, que são formados por um metal mais um ametal. Esta ligação é menos intensa do que a ligação iônica, resultando para a substância formada, chamada de molecular ou covalente, baixos pontos de fusão e ebulição, ao serem comparadas com as substâncias iônicas. 36 As ligações metálicas, aquelas que ocorrem entre dois metais, são tão ligação muito intensas bem quanto entendida. as iônicas. Acredita-se em Não é uma nuvens de elétrons, que são elétrons livres, que se soltam do átomo indo para a superfície do metal, ocasionando, entre outras reações, o brilho. A importância do aprendizado deste conteúdo pelos alunos é que eles possam, ao final do curso, relacionar, a partir de uma certa lógica, as diversas substâncias moleculares com os prováveis pontos de fusão e ebulição. Devem observar anômalo em que se a água comparado possui às um ponto substâncias de ebulição de massas moleculares próximas. Ele deve concluir que as “ligações” por pontes de hidrogênio são mais intensas que as “ligações” chamadas “dipolo-dipolo induzido” e do que as ligações “dipolo-dipolo permanente”. O estudante deve concluir que as moléculas ditas apolares ligam-se através de “dipolo-dipolo permanente” ou por pontes de hidrogênio, sendo que esta última ligação ocorre quando o hidrogênio, “H”, de uma molécula atrai fortemente o Oxigênio, o Flúor ou o Nitrogênio de outra molécula. 3.2.6 Unidade VI: Funções inorgânicas Os alunos, ao final do curso, deverão saber diferenciar e classificar as funções inorgânicas: ácido, base, sal e óxido. Através de práticas de laboratório, ele deve identificar as funções através de suas reações específicas e através de indicadores ácido-base. A partir de observações experimentais, o aluno deve concluir que o sal poderá, ao ser colocado em água, 37 adquirir características alcalinas, se for um sal de reação básica, características ácidas, se for um sal de reação ácida, ou neutras, sal de reação neutra. 38 CONCLUSÃO Os educadores que lecionam química devem direcionar o aluno não apenas ao conhecimento químico especializado, mas à descoberta da química como parte importante do fazer humano que leva ao crescimento da ciência e, conseqüentemente da sociedade. A química procura descrever a atuação do homem sobre o seu meio. Conhecê-la e desmitificá-la é um pressuposto básico para o alcance de uma maior qualidade de vida para o homem, o que preservação consiste, pode do ser meio então, em conseguido, ambiente. dar-lhe por exemplo, Desmistificar novo sentido a num com a química processo dinâmico, presente na vida do homem, fruto de sua interação com o meio. O Processo de Aprendizagem de Química deve propiciar ao aluno compreensão da realidade a que está sujeito para que, efetivamente, ele possa desenvolver ações bem direcionadas que permitam interferir de forma correta em seu meio. ciência Desta da forma, natureza, possibilitar aos compreende-se e alunos o a seu a química aprendizado contextualização da como deverá matéria aprendida em sala de aula com o cotidiano. Sob a ótica do aluno, o professor deverá promover nele a apropriação do conhecimento cientificamente elaborado, através de competências indispensáveis no âmbito e habilidades, dos conceitos definidas como essenciais da química. Mas, é necessário, acima de tudo, aprofundar estes conhecimentos, estabelecendo relações com o mundo, 39 contextualizando e atuando, transformando e interferindo, aprendendo e ensinando, possibilitando, desta integrando forma, uma currículo formação e vida, científica, moral, filosófica, antropológica e social do aluno. Estes fatores podem ser conseguidos quando a teoria e a prática são integradas em um movimento multidimensional, de onde aflora a compreensão dos fenômenos químicos do cotidiano do aluno. Tal fato torna o estudante um sujeito autônomo e e crítico, com capacidade de julgar agir criticamente sobre o meio em que ele vive. Para que o indivíduo atue corretamente sobre o seu meio, é preciso que seja detentor de conhecimento. Nesta perspectiva, o professor de química é o mediador nessa construção de conhecimento do aluno. Urge que se atribua novo significado ao ensino da química, para o desfilamento das potencialidades do aluno como pessoa, dimensão, transformadora torna-se da fundamental realidade um novo social. olhar, uma Nessa nova compreensão, um novo fazer pedagógico, conjugando o ensino dado em sala de aula com práticas que direcionem o aluno aperceber que o que ele aprende, na forma de teoria, é sim parte de seu cotidiano. A presença de aulas extraclasses, assim como atividades em laboratório tornam-se imprescindíveis para estimular o aluno a aprender a química e a entendê-la como parte importante de seu dia-a-dia. A informática educativa na área de química, neste contexto, torna-se uma aliada muito importante para o ensino de química no primeiro ano do ensino médio. Este tripé, sala de aula-laboratório- informática poderá transformar o ensino de química 40 na primeira série do ensino médio. Nesse sentido, torna-se imprescindível a reconstrução do projeto pedagógico do ensino de química para que o ele se torne mais dinâmico. A Interdisciplinaridade e, acima de tudo, a contextualização, devem ser os eixos norteadores do ensino de química no ensino médio. Este deve envolver conceitos científicos essenciais com fundamentação prática, que além de reforçar a teoria, tornem o ensino de química, aos olhos do aluno e do professor, provido de sentido. Desta forma, expressar o fazer pedagógico contextualização, de química deverá interatividade e interdisciplinaridade. Tal fato levará o aluno a obter um conhecimento crítico da química, o que conduzirá professores e alunos envolvidos pela emoção e o prazer do "fazer química", sociedade. à discussão e à transformação da 41 BIBLIOGRAFIA FELTRE, Ricardo. FUNDAMENTOS DA QUÍMICA. 2a. ed.São Paulo: Moderna, 1996. CUNHA, F.M. A evolução da química. Revista Química Nova, 7 (2), Abril, 1984. LAROSA, produzir Antônio uma Marco e monografia AYRES, passo Fernando a Arduini. a passo.2 . ed. Como Rio de Janeiro: Wak, 2003. NEWCOMB, et alli. Da alquimia ao átomo. Editora Fundo de Cultura Brasil-Portugal. REIS, Marta.Química Integral. 1a. ed. Rio de Janeiro: FTD, 1993. SADONE, J. O tesouro dos alquimistas. Hemus livraria Eldorado Ltda. 1970, São Paulo. QUAGLIANO, James Vincent e VALLARINO, L.M. Química.3a. ed. Rio de janeiro: Guanabara Dois, 1979. USBERCO, João e SAlVADOR, Edgard.Química. 5a. ed.São Paulo: Saraiva, 2002. 42 INDICE INTRODUÇÃO ........................................... 08 CAPÍTULO I ........................................... 10 1.1 A HISTÓRIA DA QUÍMICA ............................ 11 1.2 A CIÊNCIA NATURAL: SEU ÂMBITO E SUAS LIMITAÇÕES .. 11 1.3 O MÉTODO CIENTÍFICO .............................. 12 1.4 A CIÊNCIA DA QUÍMICA ............................. 14 1.4.1 FATO E TEORIA EM QUÍMICA ................... 14 1.5 A EVOLUÇÃO DA QUÍMICA ............................ 15 1.5.1 DO PERÍODO PRÉ-HISTÓRICO ATÉ O ANO DE 500 .. 15 1.5.2 O PERÍODO DA ALQUIMIA, ANOS 500-1600 ....... 16 1.5.3 O PERÍODO MÉDICO-QUÍMICO ................... 16 1.5.4 O PERÍODO DA TEORIA DO FLÓGSTON, 1700-1777 . 17 1.5.5 O PERÍODO MODERNO ATÉ OS DIAS ATUAIS ....... 17 1.6 A QUÍMICA COMO CIÊNCIA ........................... 18 1.6.1 DO INÍCIO DO SÉCULO XIX ATÉ NOSSO TEMPO .... 18 CAPÍTULO II .......................................... 22 2.1 COMO É O ENSINO DE QUÍMICA NO PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO ......................................... 23 CAPÍTULO III ......................................... 28 3.1 COMO DEVERIA SER O ENSINO DE QUÍMICA NO PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO .................................. 29 3.2 PROPOSTA DE UM NOVO CURRÍCULO PARA O PRIMEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO ...................................... 30 3.2.1 UNIDADE I: INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA QUÍMICA . 31 3.2.2 UNIDADE II: A MATÉRIA ...................... 31 3.2.3 UNIDADE III: A ESTRUTURA DO ÁTOMO .......... 33 3.2.4 UNIDADE IV: TABELA PERIÓDICA ............... 34 3.2.5 UNIDADE V: LIGAÇÕES QUÍMICAS ............... 35 3.2.6 UNIDADE VI: FUNÇÕES INORGÂNICAS ............ 36 43 CONCLUSÃO ............................................ 38 BIBLIOGRAFIA ......................................... 41 ÍNDICE ............................................... 42 FOLHA DE AVALIAÇÃO ................................... 44 ANEXOS ............................................... 45 44 FOLHA DE AVALIAÇÃO UNIVERSIDADE CÂNDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSO” EM DOCÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR Título da monografia: “A aprendizado dos conteúdos da química do cotidiano no primeira série do ensino médio.” Data da entrega:___________________________________________ Avaliação da Monografia: ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ Avaliado por:_________________________ Grau:_______________ ________________, _____ de ___________________ de _________ 45 ANEXOS