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26/09/2016

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Modelos e Ensino de Química

Profª Tathiane Milaré

O que são modelos?

Qual é a relação entre Química e

modelos?

Qual é a relação entre Ensino de Química e modelos?

Como são construídos?

Ciência Explicar e prever fenômenos

Como?

Teorias e Modelos

Teorias: leis que podem ser utilizadas na descrição do mundo real

Modelos: representação de fenômenos com determinados

propósitos

Modelos

• Originalmente produzido de modo simplificado na Ciência

• Podem ser vistos como algo independente ou não de um sistema

Quando aprendemos os modelos atômicos, os

átomos estão isolados ou são considerados todos

os aspectos e interferências ao seu redor?

SEBATA, C.E.Aprendendo a imaginar moléculas: uma proposta de ensino de geometria molecular. Dissertação (Mestrado profissionalizante em Ensino de Ciências), UnB, 165f. 2006.

Modelos

• Podem possuir tamanhos variados: maior, menor ou do mesmo tamanho que o fenômeno representado

• Podem ser compostos de abstração e tratados como se fossem reais (ex.: modelos atômicos)


Modelos e Ensino de Ciências

A criação de modelos mentais são essenciais para os processos de ensino e aprendizagem.

Não basta os modelos serem criados, é necessário “manipular” esses modelos.

Os modelos criados histórica e cientificamente são fundamentais no Ensino das Ciências.


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Tipologia dos modelos no Ensino de Ciências

• Concreta • Verbal

“Quando um elétron recebe energia, ele é conduzido para uma

órbita mais afastada.”

(Ouvidos, escritos, lidos, narrados, analogias)

• Visual (diagrama, simulação,

vídeo, animações)

• Matemática

• Gestual • Misto

(Mistura dos diferentes tipos)

Tipologia dos modelos no Ensino de Ciências

• Concreta • Verbal

“Quando um elétron recebe energia, ele é conduzido para uma

órbita mais afastada.”

(Ouvidos, escritos, lidos, narrados, analogias)

• Visual (diagrama, simulação,

vídeo, animações)

• Matemática

• Gestual • Misto

(Mistura dos diferentes tipos)

Quais são os mais utilizados no Ensino de Química nos diferentes níveis?

Qual modelo atômico ensinar?

CHASSOT, A. Sobre prováveis modelos de átomos. Química Nova na Escola, maio, 1996.

“Depende para que os átomos modelados vão

ser usados depois...”

Construímos modelos na busca de facilitar nossas interações com

os entes modelados.

É por meio de modelos, nas mais diferentes situações, que podemos

fazer inferências e previsões de propriedades.

Construir modelos, isto é, imaginar átomos — e vale recordar

que imaginar é fazer imagens — tem limitações e exigências

que transcendem as interações mais usuais em nosso

cotidiano.

CHASSOT, A. Sobre prováveis modelos de átomos. Química Nova na Escola, maio, 1996.

Existem modelos mais apropriados em determinadas situações?

Estequiometria Ligações

Exemplo: ensino de Equilíbrio Químico

Profª Tathiane Milaré

Aula baseada em: FERREIRA, P.F.M.; JUSTI, R.S. Modelagem e o “Fazer Ciência”. Química Nova na Escola, n.28, maio, p. 32-36, 2008.

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Como você daria uma aula sobre Equilíbrio Químico?

Objetivos

Apresentar uma proposta de ensino baseada em atividades de modelagem aplicada em um contexto real de sala de aula no Ensino Médio.

Objetivo da proposta: contribuir para o ensino de um conteúdo específico – Equilíbrio Químico – e para a compreensão sobre modelos (o que são, para que servem e como são construídos).

Concepções alternativas acerca do equilíbrio químico

A reação para de ocorrer no equilíbrio;

As concentrações de reagentes e produtos são iguais no equilíbrio;

Visão compartimentalizada dos reagentes e produtos

A proposta de ensino elaborada envolveu uma sequência de atividades conduzidas a partir da

realização de experimentos mentais e empíricos, com o objetivo de fundamentar a aprendizagem em sucessivas construções e

reconstruções de modelos.

Conhecimentos prévios necessários

Modelo de partículas para os diferentes estados físicos

Reações químicas (noção de transformação, mesmo que apenas associada a rearranjo de átomos).

Contexto

Primeira série do Ensino Médio

Escola pública federal de Belo Horizonte

26 alunos

Trabalho em grupos (de 4 a 6 alunos)

Socialização contínua dentro desses grupos e destes com a professora

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Informação

• NO2 é um gás castanho-avermelhado

• N2O4 é um gás incolor

1º momento: Estudo do processo 1

• Transformação do gás N2O4 em NO2, por meio do aquecimento de um tubo de ensaio fechado contendo o primeiro gás.

Elabore e expresse seus

modelos para o fenômeno.


Represente um modelo para a reação observada a partir do modelo proposto para a situação anterior, faça as devidas

reformulações ou, caso necessário, construa um novo modelo que fosse aplicável a esse sistema nas duas

situações.


Formule (ou reformule os seus) modelos que

expliquem a coloração do sistema à temperatura

ambiente, com base nos modelos anteriores.

Nesse momento, os alunos tiveram a oportunidade de socializar suas idéias,

apresentando seus modelos para a turma. Isso foi importante para a identificação das idéias

que eles apresentavam sobre os sistemas, quais sejam: a reação ainda poderia estar

ocorrendo, sem ter se processado por completo; apenas parte das espécies reagiu ou

a reação parou de ocorrer.

4º momento: Trabalhando com o sistema CrO4

2− /Cr2O72−

• Experimento: reação entre duas soluções, de mesma concentração, de cromato de potássio (K2CrO4) e ácido clorídrico (HCl), que foram adicionados em relações estequiométricas, segundo a equação da reação:

• 2CrO42−

(aq) + 2H+(aq) → Cr2O7

2−(aq) + H2O(l)

• Informações dadas: fórmula, coloração das espécies e equação química

• Adição de algumas gotas de acetato de chumbo (Pb(C2H3O2)2) ao sistema resultante, ocasionando a formação de um precipitado amarelo: cromato de chumbo (PbCrO4)

Construir um modelo para a reação (com base em seus modelos anteriores).

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Dessa maneira, ficou evidenciada a existência de íons cromato em solução, mesmo após a adição do ácido (o que pode ser observado mesmo com excesso deste). Essa conclusão

foi estabelecida com os alunos.

Se não houvesse íons cromato na solução como o cromato de

chumbo seria formado?

• Os alunos tiveram a oportunidade de perceber a inconsistência de algumas de suas concepções e,

então, reformular seus modelos. As principais inconsistências dos modelos anteriores estavam relacionadas à crença de a reação se processar completamente e em único sentido. Assim, a existência de espécies reagentes no sistema,

mesmo após a adição de excesso de ácido, foi evidência crucial para que os alunos refletissem

sobre o porquê dessa ocorrência.

• Última etapa: reação anterior entre cromato de potássio e ácido clorídrico, mas com enfoque no deslocamento do equilíbrio químico.

• Adição de uma solução de ácido, ficou alaranjado (evidenciando a existência de íons dicromato)

• Adição de uma solução de hidróxido de sódio, ficou novamente amarelo (evidenciando a existência de íons cromato)

• Os alunos interpretaram tais evidências em termos de produção dos íons cromato e dicromato, isto é, perceberam que a reação pode ser “forçada” a ocorrer em um sentido ou outro.

• Um aprendizado significativo do tema foi observado pelos resultados de avaliações de

conteúdo realizadas em duas ocasiões posteriores (uma realizada logo após a aplicação da estratégia e outra cerca de um mês depois).

• Essas avaliações compreenderam adaptações de questões de vestibulares, abertas e fechadas, que

envolviam análises de gráfico e de representações de sistemas.

O que acharam da proposta de Ensino de Química baseada na

modelagem?

Discuta com seu colega e proponham uma atividade semelhante para outro conteúdo de

Química para o Ensino Médio.

Para saber mais...

• Leiam o artigo completo:

FERREIRA, P.F.M.; JUSTI, R.S. Modelagem e o “Fazer Ciência”. Química Nova na Escola, n.28, maio, p. 32-36, 2008.

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