Plano de aula - Do que a matéria é feita?

Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: nesta aula, serão abordados aspectos que fazem parte do trabalho com uma das habilidades de Ciências relacionados a Matéria e Energia. Você observará que a habilidade não será contemplada em sua totalidade e que as propostas podem ter continuidade em aulas subsequentes.

Esta pode ser considerada uma aula introdutória sobre a temática e uma atividade diagnóstica para identificar as concepções dos alunos sobre o tema. Entretanto, é recomendado, para esta aula, que o aluno tenha noções básicas de substâncias, elementos químicos e estados da matéria. Temas que são abordados nos planos das unidades CIE9_01ME e CIE9_03ME01..

Serão abordados assuntos relacionados à unidade fundamental da matéria, o átomo. Será proposto que o aluno desenvolva um modelo similar ao modelo de Leucipo e Demócrito para explicar “a composição da matéria através de divisões sucessivas”, utilizando o método científico. O método científico é, na verdade, um conjunto de procedimentos empregados por pesquisadores com a intenção de obter resultados mais confiáveis e, assim, tentar explicar os fatos observados (questão já foi tratada no plano CIE09_03ME01).

Para saber mais sobre a temática a ser desenvolvida na metodologia científica, consulte o livro e os links abaixo:

HADDAD, Nagib. Metodologia de estudos em ciências da saúde: como planejar, analisar e apresentar um trabalho científico. São Paulo: Roca, 2004.

Links sobre metodologia:

FARIA, C. Método Científico, Info Escola, https://www.infoescola.com/ciencias/metodo-cientifico/ Acesso em: 6 jul. 2018.

Portal UFSCar, Material didático, UFSCar, http://www.ufscar.br/jcfogo/Estat_1/arquivos/Metodologia_Cientifica.pdf Acesso em: 6 jul. 2018.

CHIBENI, S. S. Algumas observações sobre o “método científico” , Unicamp-IFCH, http://www.unicamp.br/~chibeni/textosdidaticos/metodocientifico.pdf Acesso em: 6 jul. 2018.

Link para sobre o modelo de Leucipo e Demócrito.

SOUZA, L. A., Leucipo e Demócrito - filosofando sobre átomos, Química Geral, https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/leucipo-democritofilosofando-sobre-atomos.htm Acesso em: 6 jul. 2018.

LIRA, J. C. L. Átomo, Info Escola, https://www.infoescola.com/quimica/atomo/ Acesso em: 6 jul. 2018.

Link para o material a ser impresso no material complementar.

Materiais necessários para a aula: uma prancheta, caneta, lixa, material fácil de ser quebrado e lixado (como o tijolo) e material impresso.

Tempo sugerido: 2 minutos

Orientações: organize os alunos em semicírculo. Leia o tema da aula e comente que eles serão os cientistas responsáveis pela elaboração de um modelo científico que explicará “do que a matéria é feita”.

Atenção: para esta aula, será necessário uma lixa.

Tempo sugerido: 7 minutos

Orientações: pergunte se eles já tentaram explicar o que é matéria e do que ela é composta. Peça para que compartilhem suas experiências. Você pode usar questões como:

• Matéria tem peso?
• Matéria tem volume?
• Ocupa lugar no espaço?
• Ela pode ser dividida?

A ideia não é manter um diálogo prolongado. O objetivo, neste momento, é estimular e contextualizar a aula. Não se preocupe em responder todas as questões levantadas aqui.

Em seguida, comente sobre a atividade que eles irão realizar:

• “Hoje vocês serão como os cientistas e filósofos da Grécia antiga. Vocês vão elaborar um modelo científico que explique do que a matéria é formada com base nas mesmas observações feitas pelos filósofos gregos.”

Neste contexto, a ideia é que os alunos busquem pela “partícula fundamental” que constitui todas as coisas: o átomo. Para isto, vamos introduzir o tema pelo primeiro modelo atômico proposto por Leucipo e Demócrito.

Tempo sugerido: 3 minutos

Orientações: ainda no semicírculo, diga para os alunos imaginarem que são pesquisadores e que serão responsáveis pela elaboração de um modelo científico que explique do que a matéria é formada através de um observação experimental. Para tal, iremos investigar, coletar dados e analisar um fenômeno específico com a intenção de exemplificar a construção do modelo científico: do que a matéria é feita através de divisões sucessivas em busca da unidade “indivisível” proposta por Leucipo e Demócrito. Lembre os alunos que este é um modelo e, como tal, tem suas limitações.

Leia a questão disparadora. Deixe que os alunos compartilhem opiniões sobre o tema e levantem hipóteses sobre quais seria a melhor rota para conduzir essa investigação e avaliação dos resultados. Não corrija as rotas propostas por eles neste momento. Esta atividade os levará à construção desse conhecimento.

Separe os alunos em grupos de 4 a 5 alunos. Explique que os pesquisadores registram todas as ideias e depois procuram discutir bastante com os colegas, para verificar se as afirmações fazem sentido.

Tempo sugerido: 23 minutos.

Orientações: explique a atividade usando o slide projetado e diga que ela terá duas partes. Para a primeira parte, distribua o material impresso e oriente os alunos de acordo com as instruções.

Link para o material impresso material complementar.

Organize os alunos em grupos e peça para que os membros dividam as tarefas. Enquanto um anota as observações no material de apoio impresso, os outros observam e criam hipóteses de como a matéria é formada.

Caso seja possível, leve mais de um material que possa ser triturado e lixado, para que os alunos tenham experiências diferenciadas com formações de pó que levarão à mesma conclusão. Oriente que eles sigam as instruções para a construção do modelo científico e utilizem a folha guia sobre a metodologia científica. Peça para que validem as hipóteses utilizando o modelo.

Comece com o material inteiriço e peça para os alunos quebrarem esse material em partes menores. Peça para anotarem as observações. Em seguida sugira que continuem as divisões sucessivas até onde conseguirem.

Por fim, oriente-os a lixar o material e produzir partículas ainda menores. Dado ao atual estágio do material, peça que elaborem um modelo que explique a origem da matéria com base nas observações.

Dê a eles 15 minutos para escolherem e escreverem as primeiras ideias/hipóteses. Depois, diga aos alunos que terão de validar as ideias/hipóteses através das observações.

Dê mais 5 minutos para os grupos exporem os modelos montados por cada equipe e peça que confrontem as ideias.

Durante a atividade, pergunte:

• Será que existe um limite para estas divisões sucessivas da matéria?
• O que aconteceu com a aparência da matéria inicial depois das divisões?
• Se fosse possível dividir ainda mais o pó até que restasse uma única partícula, o que isso representaria?

Acompanhe o trabalho e procure colaborar com os grupos que tiverem dúvidas. Para finalizar a primeira etapa, os alunos devem apresentar todos os modelos elaborados.

Dica: na hora de lixar, oriente os alunos a escolherem um tamanho razoável para segurar na mão, pois material muito pequeno fica difícil de desgastar.

O pó faz sujeira, então providencie uma vassoura e um pano para limpar a bagunça. Oriente os alunos que não é necessário a produção de muito pó.

Materiais necessários para aula: uma prancheta, caneta, lixa, um material fácil de ser quebrado e lixado (como um tijolo) e material impresso.

Link para o material impresso material complementar.

Tempo sugerido: 15 minutos.

Orientações: proponha uma roda de conversa para que os alunos possam compartilhar o que aprenderam durante a atividade. Discuta as questões do slide e verifique se houve algum erro conceitual.

Retome a questão disparadora e pergunte para os alunos as questões descritas na aula.

Os alunos devem relatar e relacionar todo o processo de divisões sucessivas em busca da partícula fundamental “indivisível”, chamada átomo. Para verificar a aprendizagem, veja se os alunos conseguiram identificar corretamente os fenômenos e relacioná-los com o contexto da metodologia científica.

A questão abaixo pode ajudá-lo na condução da sistematização e formalização do aprendizado:

• Alguém elaborou alguma hipótese diferente dos demais?

Esse debate é importante para que os alunos indiquem as hipóteses que foram escolhidas, percebam a importância da observação no ensino de Ciências e como isso pode gerar novas ideias e propostas de novas teorias para explicar determinados eventos. É possível que surjam questões, como: o que faríamos se fosse água? E para um gás?. Estas reflexões são importantes para a desenvoltura crítica do aluno.

Sobre o modelo atômico de Leucipo e Demócrito:

Eles propuseram que tudo no universo é composto por partículas indivisíveis, chamadas átomos. A palavra “átomo” vem do grego (a=não, tomo=divisão), ou seja, “algo que não pode ser dividido”. Na época, se acreditava que átomos eram indivisíveis e a matéria era composta por essas partículas elementares, mudando apenas a forma, tamanho e como se rearranjavam. A observação comprobatória disso era a infinidade de substâncias do universo, cada uma delas com formatos e características diferenciados. Segundo este modelo, o átomo seria como uma peça de quebra-cabeça que poderia se ligar a outros formando estruturas cada vez mais complexas.

Neste modelo, cada material possuía seu tipo de átomo, e este mudava de acordo através das próprias propriedades. Além disso, teríamos átomos de formas diferentes para cada estado físico da matéria. Por fim, existia a hipótese de que os átomos seriam indestrutíveis.

Tempo sugerido:

Orientações: projete o slide ou leia as informações para sistematizar os aprendizados da aula. Retome o conceito de modelo atômico e relacione com a matéria. Peça que eles verifiquem o resultado do modelo que propuseram.

Discuta que nenhum modelo é permanente, tudo pode sempre evoluir e todo modelo precisa ser testado e validado. Explique que, além disso tudo, é necessário tornar os resultados públicos para que haja um consenso. Portanto, publicar um trabalho faz parte do método científico para que outras pessoas possam testar seu modelo e verificar se necessita de alterações.

Este modelo foi ultrapassado. Atualmente, temos conhecimento de que os átomos podem ser “quebrados” (fissão nuclear) e até mesmo divididos em subpartículas ainda menores, como prótons, elétrons, nêutrons, pósitrons, partícula beta etc. Apesar do modelo de Leucipo e Demócrito ser bem superficial, ele deixou como herança o nome “átomo” que, apesar de hoje sabermos que ser divisível, seu nome ficou marcado na ciência.

Essa aula é introdutória para o estudo de modelos que explicam a estrutura da matéria. Para um melhor desempenho, é importante que o aluno tenha noções de metodologia científica.

As próximas aulas desta unidade de matéria e energia estão voltadas ao estudo de modelos atômicos e de moléculas mais atuais.