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CURSO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA - LICENCIATURA EM FÍSICA NÍCOLAS DA SILVA MOTA CURSO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA - LICENCIATURA EM BIOLOGIA SHEILA FREITAS GOMES A ABSORÇÃO DE LUZ POR PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS: UMA PROPOSTA DE ENSINO INTERDISCIPLINAR CAMPOS DOS GOYTACAZES 2014, 2

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CURSO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA - LICENCIATURA EM FÍSICA

NÍCOLAS DA SILVA MOTA

CURSO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA - LICENCIATURA EM BIOLOGIA

SHEILA FREITAS GOMES

A ABSORÇÃO DE LUZ POR PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS: UMA PROPOSTA

DE ENSINO INTERDISCIPLINAR

CAMPOS DOS GOYTACAZES

2014, 2

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NÍCOLAS DA SILVA MOTA

SHEILA FREITAS GOMES

A ABSORÇÃO DE LUZ POR PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS: UMA PROPOSTA

DE ENSINO INTERDISCIPLINAR

Monografia apresentada ao Instituto Federal

de Educação, Ciência e Tecnologia

Fluminense, campus Campos-Centro como

requisito parcial para conclusão do Curso de

Ciências da Natureza – Licenciatura em Física

(MOTA) e Licenciatura em Biologia

(GOMES).

Orientador: Dr. Marcos Vinicius Leal Costa

Coorientador: Prof. M.e Paulo Sérgio Gomes

de Almeida Júnior

CAMPOS DOS GOYTACAZES

2014, 2

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NÍCOLAS DA SILVA MOTA

SHEILA FREITAS GOMES

A ABSORÇÃO DE LUZ POR PIGMENTOS FOTOSSINTÉTICOS: UMA PROPOSTA

DE ENSINO INTERDISCIPLINAR

Monografia apresentada ao Instituto Federal

de Educação, Ciência e Tecnologia

Fluminense, campus Campos-Centro como

requisito parcial para conclusão do Curso de

Ciências da Natureza – Licenciatura em Física

(MOTA) e Licenciatura em Biologia

(GOMES).

Aprovada em 22 de abril de 2015.

Banca Avaliadora:

___________________________________________________________________________

Prof. Marcos Vinicius Leal Costa (orientador)

Doutor em Biotecnologia Vegetal/UFRJ

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense

___________________________________________________________________________

Prof. Wander Gomes Ney

Doutor em Física/CBPF

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense

___________________________________________________________________________

Prof. Franz Viana Borges

Doutor em Ciências Naturais/UENF

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense

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DEDICATÓRIAS

Dedico este trabalho às pessoas que em mim confiaram e me apoiaram para que eu

chegasse até aqui. Primeiramente à minha mãe, Regina, por todo incentivo e por estar ao meu

lado em todo momento. Em especial ao meu avô Dylson (in memorian) que foi um exemplo

de vida para mim e inspiração para jamais desistir.

Dedico, ainda, a meu pai Gilson, minha tia Odisséa (Tia Séia), minha prima Raquel e a

todos os meus familiares, que contribuíram de várias maneiras em minha vida de modo que eu

pudesse crescer pessoal e profissionalmente.

Nícolas da Silva Mota

Dedico este projeto de pesquisa ao brilho no olhar de meus inspiradores pais que me

deram apoio e aplausos para seguir em frente, com os quais aprendi o dom de ser feliz. Aos

meus dois irmãos, que renovam minha motivação pelos mistérios da ciência. Aos meus

parentes e amigos que, sempre, com abraços viscerais, me ensinaram a não desistir jamais. Ao

grupo PET que adotei como família e que me impulsiona a nortear o meu objetivo maior. Aos

meus brilhantes professores, que me lapidaram para que chegasse até aqui; a julgar por seus

ensinamentos, que com o passar do tempo finalmente compreendi, o insucesso seria apenas

uma oportunidade de recomeçar, porém com mais sabedoria. A todos vocês, muito obrigada!

Sheila Freitas Gomes

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AGRADECIMENTOS

Agradeço imensamente ao meu orientador Prof. Marcos Costa por acreditar em mim

como seu orientando e para a organização e execução deste trabalho.

Ao meu coorientador Prof. Paulo Sérgio, por todo incentivo e apoio ao longo do curso

e no TCC.

À minha coordenadora do PIBID e querida Professora Renata Lacerda por todo

crescimento gerado em minha jornada acadêmica, por todo incentivo e também pelas

contribuições na parte metodológica deste trabalho.

Aos demais professores da Licenciatura em Física, em especial, ao Wander e ao José

Luís Boldo.

À Sheila Freitas (Sheilinha) pela parceria não somente neste trabalho, mas durante as

aulas e outros momentos, e por toda nossa troca de conhecimento e pela amizade verdadeira.

Nícolas da Silva Mota

Agradeço à minha psicóloga, amiga e motivadora mãe, que fez com que meus

problemas se volatizassem perante tanta luta e perseverança que me trouxeram até aqui.

Ao meu carinhoso e atencioso pai, que sempre se fez presente com sua alegria de viver

e com sua intrigante admiração e respeito pela natureza.

Ao meu orientador Prof. Marcos Leal e coorientador Prof. Paulo Sérgio Almeida por

gentilmente ter me guiado na produção deste trabalho.

Ao professor Wander Gomes Ney que além de tutor na vida acadêmica, se mostrou

um grande amigo.

À Professora Renata Lacerda pelo zelo, paciência e principalmente pela confiança

depositada neste trabalho.

Às minhas amigas Manoela e Rayana, por serem tão incrivelmente encantadoras.

Aos meus amigos Michel, Clébio, Valdiney e Yago que sempre estiveram

promovendo minha vida social e dando um toque humorístico em minha vida.

Ao meu grande amigo Nícolas que cruzou meus dias trazendo mais leveza e paixão

por essa profissão tão linda, que é ser professor.

Sheila Freitas Gomes

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Ninguém ignora tudo. Ninguém sabe tudo.

Todos nós sabemos alguma coisa.

Todos nós ignoramos alguma coisa.

Por isso aprendemos sempre.

Paulo Freire

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RESUMO

O presente estudo traz uma proposta para abordar conceitos biológicos, físicos e químicos de

forma interdisciplinar. Para isso partiu-se de um experimento de baixo custo e fácil acesso. O

experimento consiste em obter espectros de absorção luminosa de duas soluções, a primeira

contendo clorofila e outros pigmentos fotossintéticos de uma folha e a segunda contendo

apenas álcool. Ao passar tais soluções através de fonte de luz, e esta por uma rede de difração,

a luz é decomposta em todos os comprimentos de onda que a constitui, ou seja, pode-se notar

um espectro luminoso. Dentro deste contexto estão inseridos vários conceitos de Biologia,

Física e Química. Buscou-se nesta pesquisa discuti-los e, em seguida, fazer a interpretação do

resultado do experimento interdisciplinarmente. O referencial teórico que sustenta esta

pesquisa está fundamentado na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel.

Pois, acredita-se que o estudo de conteúdos de forma interdisciplinar pode levar o aprendiz a

uma aprendizagem significativa. E que um experimento pode ser considerado um material

potencialmente significativo. A justificativa da pesquisa se dá pela proposta de contribuição

para a melhoria e qualidade do curso de Ciências da Natureza do Instituto Federal de

Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense (IFFluminese). Analisou-se documentos que

regulamentam o curso e verificou-se uma incompatibilidade entre alguns deles. O Projeto

Político Pedagógico propõe uma abordagem inter ou transdisciplinar dos conteúdos, enquanto

que os Planos de Ensino de diversas disciplinas trazem conteúdos totalmente fragmentados.

Sendo assim, espera-se que a discussão experimental desta pesquisa possa servir de apoio

para o referido curso.

Palavras-chave: Interdisciplinaridade. Experimentação. Aprendizagem Significativa.

Ciências da Natureza.

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ABSTRACT

This study presents a proposal to address biological concepts, physical and chemical in an

interdisciplinary way. For this, we started with a low cost experiment and easy access. The

experiment consists of obtaining light absorption spectra of the two solutions, the first

containing chlorophyll and other photosynthetic pigments of a sheet and the second

containing only alcohol. When passing such solutions through one light source, and by a

diffraction grating, the light is decomposed into all wavelengths that compose, in other words,

it can be noted a visible light spectrum. Within this context are inserted various concepts of

Biology, Physics and Chemistry. In this study we sought to discuss them and then make the

interpretation of the result of the experiment in an interdisciplinary way. The theoretical

framework supports this research is based on the theory of Meaningful Learning of David

Ausubel. Because it is believed that the study of an interdisciplinary way content can lead the

student to a significant learning. And an experiment can be considered a potentially

significant material. The justification of the research is given by the proposed contribution to

the improvement and quality of Natural Sciences course of the Federal Institute of Education,

Science and Technology Fluminense (IFFluminese). We analyzed documents governing the

course and there was a conflict between some of them. The Pedagogical Politico Project

proposes an inter- or transdisciplinary approach to content, while the plans of several

disciplines bring totally fragmented content. Thus, it is expected that the experimental

discussion of this study may serve as a support for that course.

Key-words: Interdisciplinarity. Experimentation. Meaningful Learning. Natural Science.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Uma visão esquemática do contínuo aprendizagem significativa-

aprendizagem mecânica ................................................................................................

Figura 2 – O retroprojetor e a camada difrativa de um CD ............................................

Figura 3 – Modelo indicando os locais do corte do CD .................................................

Figura 4 – (A) Processo de filtração com o papel filtro. (B) Extrato depositado na

Placa de Petri ..................................................................................................................

Figura 5 – As duas Placas de Petri contendo a amostra controle (ponto luminoso

acima) e a amostra do extrato (ponto abaixo) .................................................................

Figura 6 – Espectro da luz visível: à esquerda obtido por um CD e à direita por uma

rede de difração de laboratório (1000 Fendas/mm, constante de rede = 1 x 10-6

m) .....

Figura 7 – Comparativo entre os espectros de absorção das amostras ...........................

Figura 8 – Gráfico da absorção luminosa em função do comprimento de onda ............

Figura 9 – Uma onda eletromagnética ............................................................................

Figura 10 – O espectro eletromagnético .........................................................................

Figura 11 – Uma prisma triangular separa a luz branca nas cores componentes ...........

Figura 12 – Configuração usada no experimento de Young e fotografia da figura de

interferência ....................................................................................................................

Figura 13 – Esquema de um modelo atômico ................................................................

Figura 14 – Interação fóton-elétron ..............................................................................

Figura 15 – Esquema das diferentes possibilidades que podem ocorrer com a

molécula de clorofila quando um elétron absorve um fóton ........................................

Figura 16 – O transporte vetorial de cargas nas membranas dos tilacoides .................

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LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Disciplinas do Núcleo Básico do Curso de Ciências da Natureza ............

Quadro 2 – Temas Integradores ...................................................................................

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LISTA DE ABREVIAÇÕES

ATP: Trifosfato de Adenosina

NADP: Fosfato de dinucleotídeo de adenina e nicotinamida

NADPH2: Nicotinamida-adenina-dinucleotídeo di-hidrogenofosfato

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................

2 REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................

2.1 Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel ................................................

2.2 Interdisciplinaridade e Experimentação .................................................................

3 METODOLOGIA ....................................................................................................

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ..........................................................................

4.1 Análise da Matriz Curricular, Ementa e Projeto Político Pedagógico ...................

4.2 Análise dos resultados do experimento ..................................................................

4.3 Discussão dos resultados do experimento ..............................................................

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................

REFERÊNCIAS .........................................................................................................

APÊNDICE A – Mapa Conceitual da Pesquisa ...........................................................

APÊNDICE B – Roteiro do Experimento ....................................................................

ANEXO A – Projeto Político Pedagógico do Curso de Ciências da Natureza ...........

ANEXO B – Matriz Curricular Vigente do Curso de Ciências da Natureza ...............

ANEXO C – Ementas das disciplinas do Núcleo Básico do Curso de Ciências da

Natureza ........................................................................................................................

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1 INTRODUÇÃO

Uma das grandes questões do Ensino de Ciências Naturais é como abordar conteúdos

interdisciplinares. A especialização constante das disciplinas científicas a partir do século

XIX culminou em uma drástica fragmentação disciplinar. Esta fragmentação está intimamente

ligada a uma concepção de mundo reducionista, ao qual visava compreender cada vez mais as

partes constituintes de um objeto (FAZENDA, 2008).

Se por um lado, houve a sistematização do conhecimento científico, o que

inegavelmente proporcionou um imenso progresso tecnológico viabilizando conforto e melhor

qualidade de vida ao homem, por outro lado, originou o estreitamento do saber científico, ou

seja, a especialização que acompanha a ciência até os dias atuais, em que os

desenvolvimentos disciplinares das ciências não só trouxeram as vantagens da divisão do

trabalho, mas também os inconvenientes da superespecialização, do confinamento e do

despedaçamento do saber (MORIN, 2006, p. 15).

Com o aumento marcante do compartimentalismo do pensar em Ciências Naturais,

ocorre a independência das disciplinas entre si e se observa o distanciamento destas, levando a

um total desentendimento do que ocorre na realidade em toda a sua complexidade. Então,

qual é o papel da Ciência se não para o melhor entendimento do mundo? Ivani Fazenda

(2008) alerta que, “fruto de um conhecimento e de uma existência fragmentados e alienados, a

humanidade assiste, perplexa, à crise das ciências, à crise do próprio homem” (FAZENDA,

2008, p. 68).

Dentro dessa crise instaurada, tenta-se tomar o caminho de volta da ciência, a qual visa

ser mais agregadora com a finalidade da compreensão do que se vivencia. “Um dos desafios

do ensino de ciências naturais é trazer a ciência para a realidade do aluno, para que seja

compreendida como construção humana a partir de problemas humanos” (LIMA, TEIXEIRA,

2009, p. 2). Para que, por exemplo, não haja divisões dos processos em biológicos, físicos e

químicos, mas sim, a existência dos processos naturais tal como existem realmente.

Contudo, o que se constata é que as escolas se baseiam em um modelo disciplinar, em

que o aluno aprende Física separadamente da Biologia e da Química, por exemplo. Além

disso, esse modelo transfere ao aprendiz a responsabilidade de fazer as conexões necessárias

entre as disciplinas, o que nem sempre ocorre, fazendo com que o mesmo entenda as

disciplinas como independentes entre si. Em outras palavras, a escola é disciplinar e a

realidade não.

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O aluno que chega do Ensino Médio com essa percepção, e acaba muitas vezes,

ingressando no Ensino Superior reproduzindo esse tipo de visão fragmentada, a qual não

compreende a sua realidade pela falta das interligações necessárias entre as disciplinas assim

como afirma Favarão e Araújo (2004):

No Ensino Superior, a falta de contato do conhecimento com a realidade, parece ser

uma característica bastante acentuada. Os professores, no esforço de levar seus alunos

a aprender, o fazem de maneira a dar importância ao conteúdo em si, e não à sua

interligação com a situação da qual emerge, gerando, assim, a clássica dissociação

entre teoria e prática. (FAVARÃO, ARAÚJO, 2004, p. 104).

Desse modo, os discentes assimilam esses conhecimentos de maneira dispersa e em

muitos casos, não conseguem entender de que forma os mesmos possam contribuir para uma

melhor compreensão da realidade.

A fim de propor uma estratégia para o Ensino de Ciências, desenvolveu-se a presente

pesquisa, com o intuito de fazer a utilização da experimentação a serviço de relações

integradoras entre as disciplinas que compõe as Ciências.

A partir disso, têm-se as seguintes questões: o estudo de conteúdos de forma

interdisciplinar pode levar o sujeito que aprende a uma aprendizagem significativa? Um

experimento de baixo custo pode ser considerado um material potencialmente significativo? É

possível discutir interdisciplinarmente a Biologia, a Física e a Química oriunda dos resultados

de um experimento de absorção de luz por pigmentos fotossintetizantes?

A hipótese central desta pesquisa é que por meio de um experimento de baixo custo é

possível superar a visão fragmentada que o alunado possui acerca das Ciências da Natureza.

Deste modo, pretende-se através desta pesquisa, realizar a aproximação das disciplinas de

Biologia, Física e Química, pois, acredita-se também que a interdisciplinaridade pode ser uma

excelente estratégia na contribuição de uma aprendizagem significativa.

Sendo assim, no presente estudo, as Ciências Naturais serão discutidas com uma

abordagem interdisciplinar, tendo como objetivo central propor um experimento que permita

dialogar conceitos de Biologia, Física e Química de forma interdisciplinar.

Um objetivo específico da pesquisa é analisar os documentos que regulamentam o

Curso de Ciências da Natureza do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

Fluminense campus C ampos-Centro, a fim de verificar se há a interdisciplinaridade na

abordagem utilizada em tal curso. E ainda, nessa perspectiva objetiva-se gerar um olhar mais

integrador nas Ciências Naturais por meio da relação com os conhecimentos científicos

obtidos de forma isolada nas disciplinas do curso de Ciências da Natureza.

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A justificativa da pesquisa baseia-se em estimular a compreensão de conceitos tratados

nas disciplinas de Biologia, Física e Química. Além de servir de contribuição para a melhoria

e qualidade do curso de Ciências da Natureza do Instituto Federal de Educação, Ciência e

Tecnologia Fluminense (IFFluminese), por meio dos futuros docentes a um pensar não

fragmentado, e sim, holístico. O que certamente poderá agregar mais qualidade na formação

desses profissionais. Portanto, busca-se por meio deste estudo, utilizar um tema transversal

que contemple conceitos das disciplinas de Biologia, Física e Química, buscando evidenciar

sua integração por meio da experimentação, na tentativa de possibilitar que o discente

visualize um processo natural, entendendo-o como mais do que a soma das partes e

permitindo a compreensão do processo em sua totalidade.

O tema definido foi Absorção de Luz por Pigmentos Fotossintéticos. Este tema que

no estudo das Ciências é visto de modo compartimentalizado pela área da Biologia, mas que

carrega implicitamente alguns conceitos de Física e de Química, como luz, fótons,

quantização da energia, modelos atômicos, entre outros. Por que não tratá-los de forma

interdisciplinar?

O capítulo seguinte traz a revisão da bibliografia encontrada nas literaturas acerca da

temática. Além disso, compete também ao domínio conceitual, levantando os conceitos

essenciais para a pesquisa da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, a

principal teoria que fundamenta o presente trabalho.

No terceiro capítulo, é encontrado o domínio metodológico da pesquisa, os materiais

utilizados para a realização do trabalho além dos métodos e técnicas adotados para a

realização do experimento.

Os resultados desse experimento serão explicitados no quarto capítulo, além dos

gráficos e ilustrações oriundos da realização da experiência.

As discussões dos resultados obtidos serão realizadas no capítulo cinco. Por fim, o

capítulo de número seis conclui a monografia apresentando tendências futuras na área.

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2 REFERENCIAL TEÓRICO

Neste capítulo haverá uma breve introdução sobre a linha teórica que embasa o

presente trabalho e quais estratégias pedagógicas serão utilizadas para desenvolver a pesquisa.

Além disso, será apresentada a revisão da bibliografia realizada acerca da

interdisciplinaridade e de outros trabalhos ao quais competem à interdisciplinaridade entre as

ciências naturais.

2.1 Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel

A corrente teórica que fundamenta esta pesquisa está alicerçada no Cognitivismo, isto

é, no estudo baseado na construção das estruturas responsáveis pelo processamento de

informação, linguagem, percepção e emoções dos indivíduos (STERNBERG, 2008, p. 19-20).

Dentro dessa visão, definiu-se a Teoria da Aprendizagem Significativa de David Paul Ausubel

como base para análise, por perceber que tal teoria busca estudar os processos de cognição

por meio dos quais o mundo ganha significado, uma vez que quando o aluno aprende, ele

atribui significados à realidade a sua volta.

David Ausubel, psicólogo cognitivista da Educação, deu importância aos processos

que levam a aprendizagem significativa. Para ele, uma aprendizagem só é significativa

quando o aluno consegue relacionar de forma substantiva e não arbitrariamente alguma

informação retida na memória, o que ele chama de subsunçor, com uma nova informação.

“Aprendizagem significativa é aquela em que as ideias expressas simbolicamente interagem

de maneira substantiva e não-arbitrária, com aquilo que o aluno já sabe.” (MOREIRA, 2011,

p. 13). De modo geral, os conhecimentos já existentes pelos sujeitos são o fator principal na

Teoria da Aprendizagem Significativa (TAS).

A TAS se enquadra na proposta da pesquisa no que tange aos conteúdos que podem

ser considerados interdisciplinares. Todavia, tais conteúdos são constantemente ensinados de

forma disciplinar, podendo gerar um conhecimento prévio de conceitos fragmentados.

Ausubel denomina esse conhecimento já existente na memória do aprendiz como ideia-âncora

ou subsunçor, sendo este último o termo mais utilizado nas literaturas.

Em termos simples, subsunçor é o nome que se dá a um conhecimento específico

existente na estrutura de conhecimentos do indivíduo, que permite dar significado a

um novo conhecimento que lhe é apresentado ou por ele descoberto. Tanto por

recepção como por descobrimento, a atribuição de significados a novos

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conhecimentos depende da existência de conhecimentos prévios especificamente

relevantes e da interação com eles. (MOREIRA, 2011, p. 14)

Assim, um grupo de conhecimentos ou conceitos já aprendidos passa a atuar como

uma espécie de âncora, fazendo a integração de um novo conhecimento aos anteriores, e

modificando-os. A ancoragem é o processo responsável por ligar os conhecimentos já

adquiridos aos novos conhecimentos, colocando-os em interação. Desta forma, segundo

Ausubel, quando um novo conhecimento é ancorado, ou seja, acoplado a outros já

formulados, há uma maior probabilidade de esse conhecimento não se perder, levando à

ocorrência de uma aprendizagem mais significativa (BESSA, 2008, p. 134).

Assim, um aluno ao estudar fotossíntese, por exemplo, terá que resgatar o subsunçor

do que é a luz, por exemplo. Se supor que esse aluno tenha apenas as noções corpusculares da

radiação, este subsunçor deverá ser resgatado e ancorado ao novo conhecimento, o de

compreender a luz como um fenômeno ondulatório, por exemplo, ter propriedades de ondas

(comprimento de onda, frequência), para que assim possa entender a fotossíntese.

O subsunçor vai se enriquecendo, tornando-se mais diferenciado e podendo facilitar

novas aprendizagens com o passar do tempo. Desta forma, a aprendizagem significativa pode

ser classificada em três tipos:

- Aprendizagem significativa superordenada: uma nova ideia, um novo conceito passa

a subordinar conhecimentos prévios.

- Aprendizagem significativa subordinada: um novo conhecimento adquire significado

através da interação com algum conhecimento prévio relevante.

- Aprendizagem significativa combinatória: a nova informação torna-se

potencialmente significativa, não necessitando impor uma superordenação ou subordinação

dos conhecimentos.

Se um dado conhecimento prévio não servir de apoio para a aprendizagem

significativa, ele não passará pelo processo de elaboração e diferenciação cognitiva de modo

espontâneo. Além disso, pode ocorrer também de um subsunçor muito bem elaborado,

adquirir bastantes significados, fazendo com que ele desapareça ao longo do tempo, no

sentido que seus significados não são tão claros e indistinguíveis uns dos outros. Quando um

subsunçor não é utilizado com frequência pode ocorrer a perda de discriminação entre

significados, mas em se tratando da aprendizagem significativa, a reaprendizagem é possível e

relativamente rápida, fazendo com que esse conhecimento possa ser resgatado (MOREIRA,

2011, p. 15-17).

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Segundo Ausubel, o esquecimento nada mais é que o resultado de um processo pelo

qual o significado das novas ideias tende a ser reduzido, ao longo do tempo, pelo significado

mais estável, o que ele chama de assimilação obliteradora. Esta, é uma continuidade natural

da aprendizagem significativa, mas não um esquecimento total, pois se trata de uma perda da

diferenciação de significados e não da perda deles. Se, por acaso, o esquecimento for total, é

provável que a aprendizagem tenha sido mecânica (MOREIRA, 2011, p. 17-18; 39).

Assim, pode-se dizer que subsunçor é um conhecimento estabelecido na estrutura

cognitiva do aprendiz e que permite, por interação dar significado a outros

conhecimentos. O subsunçor pode ser também uma concepção, um construto, uma

proposição, um conhecimento prévio especificamente relevante para a aprendizagem

significativa de determinados novos conhecimentos (MOREIRA, 2011, p. 18).

Segundo Bessa (2008, p. 136) a estrutura cognitiva é caracterizada por dois processos

principais: a diferenciação progressiva e a reconciliação integrativa.

A diferenciação progressiva, segundo Bessa (2008, p. 136 apud MOREIRA, 1983) diz

respeito à modificação do subsunçor, ou seja, processo de atribuição de novos significados a

um dado subsunçor resultante da sucessiva utilização desse subsunçor para dar significado a

novos conhecimentos. “Através da elaboração hierárquica de proposições e conceitos na

estrutura cognitiva, de modo que as ideias mais inclusivas a serem aprendidas sejam

apresentadas primeiro. E então, diferenciada em termos de detalhes e especificidade.”

(BESSA, 2008, p. 136 apud MOREIRA, 1983, p. 69).

Já a reconciliação integrativa é definida por Bessa (2008, p. 136) como “um processo

que reorganiza a estrutura cognitiva com base nas novas aprendizagens relacionadas umas

com as outras, o que lhes atribui novos significados gerados a partir de sucessivos processos

adaptativos [...]”.

A diferenciação progressiva e a reconciliação integrativa tem mais a ver com a

aprendizagem significativa subordinada, que é mais comum, e a reconciliação integradora tem

mais a ver com a aprendizagem significativa superordenada que ocorre com menos

frequência. E “através desses processos, o aprendiz vai organizando, hierarquicamente, a sua

estrutura cognitiva em determinando campos de conhecimento. [...] A medida que ocorrem os

processos [...], a estrutura cognitiva vai mudando” (MOREIRA, 2011, p. 42-43).

O conhecimento prévio é, na visão de Ausubel, a variável isolada mais importante

para a aprendizagem significativa de novos conhecimentos. Isto é, se fosse possível isolar

uma única variável como sendo a que mais influencia novas aprendizagens, esta variável seria

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o conhecimento prévio, os subsunçores já existentes na estrutura cognitiva do sujeito que

aprende (MOREIRA, 2011, p. 26).

Além disso, na TAS tem-se outras definições que são consideradas relevantes para tal

pesquisa. Ausubel destaca para que a aprendizagem significativa venha a ocorrer é necessário

que duas condições sejam atendidas. A primeira condição é que o material de aprendizagem

seja potencialmente significativo. E a segunda, que o sujeito apresente uma predisposição

para aprender. (MOREIRA, 2011, p. 24). Concorda-se com tais condições, porém acredita-se

que pode se atingir uma a partir da outra. Por exemplo, caso o aluno não se encontre disposto

a aprender, um material potencialmente significativo possa causar nesse indivíduo um desejo

e um interesse em aprender. Acredita-se ainda que abordar conteúdos de forma

interdisciplinar e a utilização de um experimento possam ser materiais potencialmente

significativo para que venha ocorrer uma aprendizagem significativa.

Os modelos de ensino que se têm na atualidade, em sua maioria, induzem a uma

aprendizagem mecânica, ou seja, aquela que não prevê interação entre os

conceitos/conhecimentos anteriores (subsunçores) e os novos conceitos/conhecimentos. É

uma aprendizagem puramente memorística, que “serve” para a realização de provas, sendo

dispensada, logo após. (MOREIRA, 2011, p. 31-32; BESSA, 2008, p. 134).

No entanto, Moreira (2011, p. 32) destaca que a aprendizagem mecânica e a

aprendizagem significativa, podem ser relacionáveis, pois uma gera a outra, conforme ilustra

o esquema da Figura 1.

Figura 1: Uma visão esquemática do contínuo aprendizagem significativa-aprendizagem mecânica. Fonte: MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa: a teoria e textos complementares. São Paulo: Editora

Livraria da Física, 2011.

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Fazendo uma comparação com conteúdos apresentados nos livros didáticos, percebe-

se que em sua maioria, os mesmos não facilitam a aprendizagem significativa, pois

apresentam uma organização linear, iniciando pelo simples e chegando até o mais complexo.

“Do ponto de vista cognitivo, a aprendizagem significativa será facilitada se o aprendiz tiver

uma visão inicial do todo, do que é importante, para, então, diferenciar e reconciliar

significados, critérios, propriedades, categorias, etc.” (MOREIRA, 2011, p. 45).

Moreira (2011) ressalta a importância da linguagem para o ensino e a aprendizagem, é

um erro pensar que a linguagem da Física é apenas o formalismo matemático. A linguagem

também é facilitadora da aprendizagem significativa.

Existem estratégias e instrumentos facilitadores da aprendizagem significativa, um

deles são os mapas conceituais que “são diagramas conceituais hierárquicos que destacam

conceitos de um certo campo conceitual e relações (proposições) entre eles.” (NOVAK e

GOWIN, 1984; MOREIRA, 2006 apud MOREIRA, 2011, p. 49-50).

Os mapas conceituais são propostos como uma estratégia potencialmente facilitadora

de uma aprendizagem significativa. De maneira geral, os mapas conceituais são esquemas

que indicam a relação entre conceitos, ou entre palavras que usamos para representar

conceitos. Os mapas conceituais são diagramas de significados, relações significativas, o que

os tornam diferentes de organogramas e outros diagramas. Além disso, são diferentes também

dos mapas mentais (são mais livres) que não se ocupam de relações entre conceitos.

(MOREIRA, 2005)

Os mapas conceituais podem ser utilizados de maneiras distintas, seja para uma

unidade de estudo, para um curso ou, até mesmo, para um programa educacional completo.

Na medida em que os alunos utilizarem mapas conceituais para integrar, reconciliar e

diferenciar conceitos, na medida em que usarem essa técnica para analisar artigos, textos

capítulos de livros, romances, experimentos de laboratório, e outros materiais educativos do

currículo, eles estarão usando o mapeamento conceitual como um recurso de aprendizagem.

Os mapas conceituais são fundamentados pela teoria cognitiva de David Ausubel,

porém foram desenvolvidos por Joseph Novak.

Aproveitando-se dessa excelente estratégia, elaborou-se um mapa conceitual para a

temática central da pesquisa, que pode ser encontrado no Apêndice A.

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2.2 Interdisciplinaridade e Experimentação

Sobre a temática desta pesquisa há uma ampla bibliografia encontrada. Dentre os

principais autores, destaca-se Ivani Catarina Arantes Fazenda, Mestre em Filosofia da

Educação e Doutora em Antropologia. Fazenda é uma das pesquisadoras que mais discute

trabalhos na temática da interdisciplinaridade no Brasil.

Ivani Fazenda é a organizadora de várias obras, dentre elas, o livro O que é

Interdisciplinaridade, publicado em 2008, e enfoca a interdisciplinaridade no currículo e na

formação de professores. O livro traz treze capítulos e publicações de vários autores, sobre o

tema.

O primeiro capítulo, intitulado Interdisciplinaridade-transdisciplinaridade: visões

culturais e epistemológicas, traz um texto da própria organizadora. Neste, Fazenda define o

que é interdisciplinaridade, explica as suas variações temáticas e apresenta, também, o

conceito de transdisciplinaridade, gestado por Jean Piaget. Além disso, a autora diferencia a

abordagem interdisciplinar da transdisciplinar.

Nos demais capítulos, encontram-se alguns trabalhos apresentados em colóquios de

pesquisa em vários países como Chile, Canadá e Espanha. Dentre os quais, destacam-se

Mariana José (2008), que trata, especificamente, da Interdisciplinaridade brasileira. Mariana

(2008) relata os objetivos da interdisciplinaridade e faz um breve enfoque histórico sobre a

mesma explicando de que maneira a interdisciplinaridade chegou ao Brasil, abordando

autores de outros países como Julie Klein e Yves Lenoir. Além disso, Mariana faz uma ponte

que conecta as principais ideias destes pesquisadores chegando até Ivani Fazenda. Destacam-

se, ainda, Adriana Alves (2008), autora de outro capítulo que aborda Interdisciplinaridade e

Matemática. Nesse capítulo, a interdisciplinaridade é discutida a partir das dimensões

epistemológica, praxiológica e ontológica, o que possibilita reflexões de ordem metodológica

no processo pedagógico.

No livro, é possível identificar como um dos eixos centrais a análise da rede

semântica e da polissemia que cerca o conceito de interdisciplinaridade. Nesse sentido é

importante perceber os diferentes tratamentos dados, pelos autores, ao conceito de

interdisciplinaridade, a partir de visões específicas e determinadas ênfases.

No que se refere, especificamente, à interdisciplinaridade entre Biologia e Física, a

bibliografia tem crescido nos últimos tempos. Raphael Júnio de Carvalho Ferraz e Fernanda

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de Jesus Costa são autores do artigo Percepção da interdisciplinaridade existente entre

Biologia e Física de alunos de Ensino Médio, que trata dessa temática.

No referido artigo eles relatam um trabalho que foi realizado com alunos do 3° ano do

Ensino Médio de uma Escola Estadual, em Belo Horizonte, que buscou avaliar se os alunos

são capazes de perceber as relações entre as disciplinas de Biologia e Física. Os resultados

mostraram que não havia interdisciplinaridade entre as disciplinas para esses alunos, além de

déficits de aprendizagem em conteúdos específicos das mesmas, devido a essa fragmentação

dos conhecimentos. Para os autores, uma proposta de melhoria seria aplicar a

interdisciplinaridade entre Biologia e Física para que o processo de ensino-aprendizagem se

tornasse mais eficaz (FERRAZ, COSTA, 2011, p. 312-313).

Ainda no que trata da interdisciplinaridade como melhoria na formação de professores,

destacam-se Ramon Ribeiro de Souza e Wladimir Alexandre Damasceno da Silva, licenciados

em Física pela mesma instituição dos autores desta pesquisa, o Instituto Federal de Educação,

Ciência e Tecnologia Fluminense campus Campos-Centro. Dentre seus trabalhos na temática

interdisciplinar destaca-se sua monografia, Estudo do Eletromagnetismo de forma

interdisciplinar no curso de Licenciatura em Ciências da Natureza. Nesse trabalho, os autores

utilizam conceitos da Física de forma interdisciplinar, fazendo utilização dos mesmos na

Biologia e na Química, tendo como objetivo geral, contribuir para a formação dos graduandos

da instituição. Mais especificamente, conectando a Teoria Eletromagnética às outras

disciplinas utilizando metodologias que levaram em consideração a aprendizagem

significativa. De modo geral, Souza e Silva, basearam-se em propor novas ferramentas para

aprendizagem de Física.

Além da monografia, Souza publicou um artigo intitulado Fotossíntese e

Eletromagnetismo: uma abordagem interdisciplinar para alunos de Ciências da Natureza.

Neste, Souza discute sobre o intuito de melhorias na formação de professores para atuar na

área de Ciências (Biologia, Física e Química) do IFFluminense. Segundo Souza e Ferreira o

foco do trabalho é o tema eletromagnetismo, por estar presente em quase toda ciência da

natureza e por ter sido um ponto de partida para descobertas fundamentais e para a elaboração

de conceitos físicos que permitiram grandes unificações dentro das ciências da natureza. Um

dos temas em que essa unificação é importante é no estudo da Fotossíntese. A ideia é utilizar

a Fotossíntese como um eixo interdisciplinar, buscando mostrar a importância do

eletromagnetismo para um entendimento completo do assunto (SOUZA, 2007, p. 1-2).

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No que tange o uso da experimentação como uma estratégia interdisciplinar, destaca-

se o artigo de Elgion Lucio da Silva Loreto e Lenira Maria Nunes Sepel autores do artigo

Fluorescência da Clorofila, Orbitais e Fotossíntese: atividades práticas integrando conceitos

de Química, Física e Biologia. Neste artigo são desenvolvidos alguns experimentos com o

intuito de agregar conceitos das disciplinas de Biologia, Química e Física através do tema

fotossíntese.

Segundo Loreto e Sepel a fotossíntese é um processo que para ser compreendido

necessita da integração entre conceitos de diferentes áreas do saber. E esta integração

justifica-se por ser a fotossíntese um processo de muita complexidade, onde deixa evidente a

interligação entre as disciplinas de Química, Física e Biologia. Logo, a fotossíntese permite

que os conceitos sejam trabalhados de forma interconectada, e não meramente isolada

(LORETO, SEPEL, 2013).

Dentre as fontes bibliográficas, destacam-se aquelas que utilizam os assuntos dentro da

disciplina Biologia para realizar uma abordagem interdisciplinar em Ciências. A escolha de

assuntos associados à disciplina de Biologia se justifica por ser uma disciplina em que

visualizam-se facilmente os conceitos associados as disciplinas de Física e Química.

Diferentemente do que ocorre na Física, por ser voltada para organizações elementares que

constituem a matéria, por exemplo os quarks, fóton e etc. Bem como ocorre com a Química

que apresentará organizações como prótons, nêutrons e etc. Contudo, a Física não precisa

necessariamente dos conceitos de Biologia para que a compreenda, o mesmo se estende para a

disciplina Química.

Um exemplo disso é o funcionamento celular que depende de conceitos como gasto

energético descrito em Física como trabalho de uma força, ou mesmo a afinidade de

moléculas descrito na Química para assegurar a conformação celular. Dessa forma, é mais

fácil identificar conceitos associados a outras disciplinas em um sistema biológico.

Com base na bibliografia coletada, percebe-se que a interdisciplinaridade tem sido um

tema bastante evidente não somente entre as Ciências Naturais, mas também as Ciências

Humanas e Exatas. Assim como, nota-se interdisciplinaridade entre diferentes áreas do

conhecimento.

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3 METODOLOGIA

Nesta seção, será relatada a metodologia utilizada e desenvolvida para a execução da

presente pesquisa, e isto se dará em partes.

Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica acerca das formas de relação que

visam aproximar as áreas de conhecimento: interdisciplinaridade; multidisciplinaridade;

pluridisciplinaridade e transdisciplinaridade. De modo, a compreender as distinções entre elas.

Posteriormente, analisaram-se alguns documentos (Anexos) que alicerçam o curso de

Ciências da Natureza – Licenciatura em Biologia, Física e Química de um Instituto Federal.

Os documentos analisados foram o Projeto Político Pedagógico (PPP), a Matriz Curricular

vigente e as ementas de algumas disciplinas, visando averiguar se há relações entre as

disciplinas.

Tendo em vista a análise realizada, propôs-se um experimento de baixo custo que

auxiliasse na abordagem de alguns temas de forma interdisciplinar.

O experimento consiste em comparar espectros de absorção luminosa. Para isso,

utilizou-se um retroprojetor como fonte de luz, e um CD como rede de difração, sendo ambos

de fácil acesso. Para se construir uma rede de difração cortou-se uma fração retangular de um

CD. A Figura 2 ilustra os materiais citados.

Figura 2: O retroprojetor e a camada difrativa de um CD.

Para configurar o retroprojetor nas características do experimento, cobriu-se sua base

de vidro com cartolina escura. Nessa cartolina havia dois pequenos cortes de forma circular,

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de tamanho inferior ao da base das placas de Petri utilizadas. Mais especificamente, as

dimensões do orifício eram as mesmas das de uma moeda de um real.

Para a confecção da rede de difração de baixo custo, cortou-se, com o auxílio de uma

tesoura, uma seção circular de um CD de modo que a partir dela, se possa obter um retângulo

de dimensões 15 mm x 30 mm, conforme ilustra a Figura 3.

Figura 3: Modelo indicando os locais de corte do CD.

Para retirar por completo a película das camadas que recobrem o CD, colou-se fita

crepe sobre a área recortada. Deste modo, foi possível tornar o retângulo, um meio

transparente, ou seja, que permitisse a passagem da luz com trajetórias regulares.

Para o preparo das amostras, fez-se a utilização de materiais e vidrarias, em geral, tais

como almofariz, pistilo, funil, béqueres e papel filtro. Estes materiais estão descritos

qualitativamente no Apêndice B.

Os pigmentos fotossintéticos foram obtidos a partir da maceração de folhas da planta

Hibisco em álcool etílico, de modo a se obter uma mistura líquida. Após a maceração, fez-se

duas filtragens do líquido obtido em um béquer com o auxílio de um funil, utilizando algodão

na primeira filtragem e papel filtro na segunda (Figura 4-A). Após as filtragens, depositou-se

o líquido extraído nas placas de Petri (Figura 4-B).

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Figura 4: (A) Processo de filtração com o papel filtro. (B) Extrato depositado na Placa de Petri.

A segunda amostra, que servia de comparativo para a primeira, era constituída apenas

do álcool etílico. Em outras palavras, buscava-se comparar os espectros luminosos obtidos de

um líquido contendo apenas álcool com o outro constituído de pigmentos extraídos de uma

folha de planta.

Na execução do experimento, ligou-se o retroprojetor e o ajustou de acordo com a

posição em relação a um anteparo, que no caso, foi um quadro branco. É importante ressaltar

a necessidade de um ambiente mais escuro possível, podendo ser utilizadas cartolinas pretas,

por exemplo, ou qualquer outro material que não permita a passagem da luz.

Em segundo momento da execução, colocou-se as duas amostras preparadas cada qual

disposta sobre um orifício da cartolina colada no retroprojetor, como ilustra a Figura 5.

Figura 5: As duas placas de Petri contendo a amostra controle (ponto luminoso acima) e a amostra do extrato

(ponto abaixo).

A partir disso, observou-se os espectros formados por ambas as amostras e fez-se as

análises dos resultados alcançados e a discussão dos conceitos envolvidos de forma

interdisciplinar, conforme segue nos capítulos adiante. E também confeccionou-se um mapa

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conceitual dos temas integradores que encontra-se no Apêndice A, além de um roteiro

experimental que está disponível no Apêndice B.

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4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 Análise da Matriz Curricular, Ementa e Projeto Político Pedagógico

A partir da análise do Projeto Político Pedagógico (PPP) do Curso de Ciências da

Natureza, foi possível constatar que o mesmo objetiva-se, de modo geral, a formação de

professores para atuarem na Educação Básica, exercendo a docência em Ciências Naturais do

6° ao 9° ano do Ensino Fundamental e em Biologia ou em Física ou em Química no Ensino

Médio. O que já pode ser considerado um diferencial em relação aos cursos de Biologia,

Física ou Química, isolados entre si. Uma vez que na prática, os professores que estão aptos a

ministrar aulas de Ciências no Ensino Fundamental, muitas das vezes, é o profissional

Licenciado em Biologia.

Quanto à organização didático-pedagógica do curso, é composta por dois núcleos: o

núcleo comum e o específico. O núcleo comum é subdividido nos núcleos básico,

instrumental e pedagógico. Nestes competem os conteúdos que oportunizam uma abordagem

mais integradora conforme aponta o documento vigente do curso. Já, no núcleo específico

devem-se desenvolver os conhecimentos particulares de Biologia, Química ou Física

conforme a escolha do cursista.

O projeto prevê uma formação diferenciada dos discentes, no tocante ao preparo de

um profissional dotado de práticas educativas centradas na construção de competência e

habilidades de modo integrado e não fragmentado. Uma vez que o estudo da Ciência exige

articulação de ideias e dinamicidade das mesmas.

Uma das principais justificativas que fundamentam o PPP é o redirecionamento do

enfoque disciplinar, de modo a promover ao cursista competências e habilidades que o

permitam trabalhar inter e transdisciplinarmente. No entanto, não é o que se constata na

matriz curricular, bem como nas ementas do curso.

Optou-se por realizar apenas a análise das disciplinas do núcleo básico do curso,

listadas no Quadro 1.

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Quadro 1 – Disciplinas do Núcleo Básico do Curso de Ciências da Natureza

Disciplina

per

íodo

Trabalho Experimental

Formação e Estrutura da Vida na Terra

Mecânica Clássica I

Química Geral I

per

íodo

Introdução à Biologia Celular e Genética

Mecânica Clássica II

Química Geral II

per

íodo

Biologia Humana

Estados da Matéria

Fundamentos de Físico-Química

per

íodo

Estrutura e Diversidade dos Seres Vivos

Eletricidade e Magnetismo I

Fundamentos de Química Orgânica

Fonte: elaboração própria

A disciplina Trabalho Experimental é uma disciplina prática e ministrada no primeiro

semestre do curso. Nela, já se nota a fragmentação das áreas das Ciências Naturais, por haver

a divisão em subtemas, em que não há cooperação entre as disciplinas, conforme aponta o

Plano de Ensino. Entretanto, tal fato conflita com o PPP ao afirmar que o curso requer o

desenvolvimento de trabalhos que dinamizem a relação de Ensino e Aprendizagem, por meio

da contextualização dos diversos saberes ao possibilitar à integração dos conhecimentos

indispensáveis a formação docente. Em outras palavras, o PPP exige atitudes que envolvam a

interdisciplinaridade dos saberes. Acredita-se que a disciplina Trabalho Experimental seja

uma disciplina que possa favorecer, potencialmente, um caráter interdisciplinar, em vez de

multi, se fossem utilizados ao invés de experimentos disciplinares de Biologia, Física e

Química, práticas que possam ser analisadas e discutidas interdisciplinarmente.

As disciplinas Mecânica Clássica I, Mecânica Clássica II, Química Geral I e Química

Geral II são puramente disciplinares, isso pode ser comprovado nos objetivos que se buscam

alcançar em cada uma delas, conforme aponta a ementa das mesmas. Por exemplo, o objetivo

da disciplina Mecânica Clássica I é “Dar subsídio geral e introdutório ao aluno para

compreender os fenômenos físicos relacionados ao movimento.” Tal objetivo, se restringe

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apenas a utilização dos elementos da Física relacionados ao movimento, e em momento

algum correlacionando-os com fenômenos biológicos ou químicos.

Na disciplina Introdução à Biologia Celular e Genética, oferecida no segundo

semestre, são abordados conteúdos como fotossíntese, respiração celular, transporte através da

membrana e entre outros. Nestes destacados, é cabível um tratamento que inter-relacione os

conceitos adquiridos no primeiro semestre e concomitantemente no segundo. Em Mecânica

Clássica II, por exemplo, o conceito de Trabalho de uma força se relaciona diretamente com o

transporte através da membrana. Por que não compreendê-los juntos, como ressalta o PPP do

curso que afirma que se deve valorizar a construção coletiva do conhecimento? Outro

exemplo é a relação que se pode ter entre a disciplina Introdução à Biologia Celular Genética

e Química Geral I, em que se pode abordar, por exemplo, a composição química das

membranas biológicas que dependem das propriedades químicas para a sua conformação.

A definição de Calor e Trabalho poderia ser vista em uma disciplina e é abordada por

duas e no mesmo semestre, Estados da Matéria e Fundamentos de Físico-Química. Contudo,

seus enfoques se divergem em alguns pontos, pois a primeira dá ênfase aos processos físicos

enquanto que a segunda enfatiza os processos químicos. Todavia, o conceito de Calor e

Energia é unívoco nas Ciências Naturais.

Em Biologia Humana, são trabalhados sistemas fisiológicos que são tratados somente

sob enfoque biológico. Entretanto, é possível utilizar conceitos de Biofísica da respiração ao

abordar o Sistema Respiratório, por exemplo. Ainda nesse sistema, é possível realizar um

estudo dos gases envolvidos e a sua composição química (descrito na ementa Química Geral

II) no processo respiratório.

Na disciplina Eletricidade e Magnetismo I, do quarto semestre do curso, é abordado o

conceito de corrente elétrica, de acordo com as ementas. Destacou-se tal conceito, pois a

corrente elétrica possui efeitos biológicos e químicos, entre outros que poderiam ser tratados

dentro desta disciplina.

Em Fundamentos de Química Orgânica, se busca dentre outros objetivos, conhecer as

principais características estruturais dos diversos tipos de compostos químicos. Esta disciplina

pode ser considerada uma disciplina-base para grandes temas em Biologia. Introdução a

Lipídeos, Carboidratos, Aminoácidos e Proteínas, que são discutidos segundo o Plano de

Ensino em Fundamentos de Química Orgânica, também são discutidos em Introdução à

Biologia Celular e Genética, dois semestres antes. Contudo, não há uma ponte que possa

interligar os conceitos citados.

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De todas as disciplinas analisadas a que mais se destaca por apresentar uma tendência

à interdisciplinaridade é a disciplina Formação e Estrutura da Vida na Terra. Um dos tópicos

da disciplina é Introdução à ecologia: relações com outras Ciências. Entretanto, a ementa não

traz, explicitamente, se a relação deva ser de forma interdisciplinar.

4.2 Análise dos resultados do experimento

Nesta seção, serão realizadas as análises acerca do experimento realizado, que consiste

na segunda etapa do presente trabalho.

Os resultados alcançados através do experimento mostraram que da amostra contendo

apenas álcool obteve-se um espectro contínuo, ou seja, nele estão representados todos os

comprimentos de onda possíveis para a luz visível (comprimentos entre 400 nm e 700 nm).

Este fato está ilustrado a seguir, na Figura 6.

Figura 6: Espectro da luz visível: (A) obtido por um CD e (B) por uma rede de difração de laboratório (1000

Fendas/mm, constante de rede = 1 x 10-6

m).

O fenômeno observado na Figura 6 ocorre devido à dispersão cromática da luz branca.

O fenômeno da dispersão é a separação da luz branca nas sete cores monocromáticas, isso se

dá devido à mudança de meio de propagação da luz.

Já, na amostra contendo o extrato de clorofila constatou-se uma atenuação em algumas

faixas do espectro, principalmente nas faixas que correspondem ao vermelho e ao violeta,

como pode ser observado na Figura 7.

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Figura 7: Comparativo entre os espectros de absorção das amostra: (A) obtido pelo CD e (B) obtido por uma

rede de difração de laboratório (1000 Fendas/mm, constante de rede = 1 x 10-6

m).

4.3 Discussão dos resultados do experimento

A presente discussão objetiva conduzir a interpretação dos resultados do ponto de vista

interdisciplinar. Para tal, foram utilizados temas integradores dentro das disciplinas de Física,

Química e Biologia, com a finalidade de promover uma visão mais holística do tema

proposto.

Os resultados apresentados ilustram o espectro de absorção de pigmentos fotossintéticos

e são amplamente conhecidos como recurso didático para falar sobre absorção de luz pela

clorofila, o que não é totalmente correto. Uma vez que “[...] os carotenoides são pigmentos

presentes nos vegetais, capazes de absorver a radiação visível, desencadeando as reações

fotoquímicas da fotossíntese” (VICTÓRIO; KUSTER; LAGE, 2007, p. 213).

Na verdade, o processo de extração de pigmentos não obtém apenas clorofila, mas

uma mistura de clorofilas (a e b) e carotenoides. E cada pigmento absorve quantidades

distintas de radiação e em diferentes faixas do espectro. A Figura 8 ilustra a sobreposição de

faixas de absorção de carotenoides e clorofilas.

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Figura 8: Gráfico da absorção luminosa em função do comprimento de onda.

Fonte: TAIZ, Lincoln. ZEIGER, Eduardo. Fisiologia Vegetal. 3. ed. Artmed, 2006.

Na Figura 5, observa-se um gráfico do espectro de absorção de diferentes pigmentos

fotossintéticos obtido por espectrofotômetro e encontrado em livros didáticos. Nela, podemos

notar que as absorções ocorrem na faixa que varia entre 400 e 700 nanômetros, ou seja,

corresponde a região espectral visível. Também é notável que o máximo de absorção de

carotenoides e das clorofilas são encontrados na mesma faixa correspondente ao azul. A curva

superior, em preto, apresenta a absorção total dos elementos responsáveis pela fotossíntese, ou

seja, a soma das absorções da clorofila a, da clorofila b e dos carotenoides. Os espectros

obtidos com o experimento mostram essa soma que representa a sobreposição das faixas dos

pigmentos envolvidos. Deste modo, é facultada ao professor a opção didática por trabalhar

com os alunos apenas a absorção da clorofila. Isso vai depender do nível de ensino em que a

experiência será aplicada.

O mais interessante é a gama de temas que podem ser abordados a partir de uma

simples experiência como esta. De imediato, entende-se porque a clorofila e a maioria das

folhas são verdes, isso se deve como bem demonstrado na Figura 5, aos comprimentos de

onda absorvidos na faixa do violeta/azul e do vermelho, e mínimos entre o verde e o amarelo.

Dessa forma a planta acaba refletindo quase todo o verde, cor esta, que é predominantemente

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captada pela nossa retina. Esse fato já denota uma conexão nítida entre o olho humano e como

as cores são interpretadas.

No quadro seguinte (Quadro 2), estão relacionados alguns temas suscitados pelos

resultados aqui apresentados, que podem ser abordados pelo professor de Biologia, Física ou

Química. Serão abordados alguns deles na tentativa de demonstrar sua integração, tendo em

vista a necessidade de uma abordagem interdisciplinar em Ciências da Natureza.

Quadro 2 – Temas integradores

BIOLOGIA FÍSICA QUÍMICA

TE

MA

S

Fotossíntese Luz Modelo atômico

Estrutura do cloroplasto e

suas membranas lipoproteicas Ondas Eletromagnéticas Ligações Químicas

Pigmentos fotossintetizantes Fótons Orbitais e seus níveis de

energia

Reações luminosas Postulado de Planck Transições eletrônicas

Implicações ecológicas e

evolutivas Efeito Fotoelétrico Reação oxirredução

Porque a clorofila é verde Radiação Compostos orgânicos

História da ciência

Fonte: elaboração própria.

Dentre os conteúdos supracitados, a luz, melhor descrita nos livros de Física, é

entendida por uma forma de radiação eletromagnética, que chega em pacotes separados

denominados fótons. Entretanto, o conceito de luz ao longo da história da ciência sofreu

várias modificações, e essas mudanças podem ser trabalhadas junto desta temática abordando

a história da luz, por exemplo, o que fica a critério do professor.

Ainda no tocante ao conteúdo luz, é possível se fazer a distinção entre ondas

eletromagnéticas e ondas mecânicas, uma vez que as primeiras se diferem das segundas por

terem a propriedade de se propagar no vácuo e com a velocidade da luz.

Como se sabe, a luz é uma onda eletromagnética transversal que possui os campos

elétrico e magnético oscilando perpendicularmente entre si e também entre à direção de

propagação da onda (HEWITT, 2011, p. 463) como demonstrado na Figura 9, a seguir:

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Figura 9: Uma onda eletromagnética.

Fonte: HEWITT, P. G. Física conceitual. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011.

Sobre as ondas eletromagnéticas, existem outras frequências de radiações que não

constituem a luz visível. Juntas, todas as frequências compõem um espectro, denominado

espectro eletromagnético. Neste são representadas as radiações existentes e classificadas

quanto à frequência (e energia) e ao comprimento dessas ondas. A Figura 10 traz uma

ilustração de um espectro eletromagnético.

Figura 10: O espectro eletromagnético.

Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. V. 4. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

O Sol é a principal fonte de ondas eletromagnéticas para a Terra. As ondas providas

pelo Sol são de suma importância para a vida na Terra, uma vez que o oxigênio existente é um

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dos produtos da fotossíntese feita pelas plantas, algas e algumas bactérias utilizando a luz

solar.

Ainda no que diz respeito à luz, ao longo da história da ciência, seu conceito foi se

modificando e sendo reconstruído. No século XVII, tem-se a Teoria Corpuscular, defendida

por Isaac Newton. Ele apresentou uma teoria na qual a luz era considerada como um feixe de

partículas (corpúsculos) emitidas por uma fonte de luz. (SILVA, 2008, p. 97). Em um

experimento, Newton decompôs a luz em um espectro de cores visíveis ao deixá-la atravessar

um prisma. Com isso, foi possível demonstrar que a luz branca é constituída de diferentes

cores e que podiam ser separadas por um elemento dispersivo, como mostra a Figura 11.

Figura 11: Um prisma triangular separa a luz branca nas cores componentes. Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. v. 4. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

Esse espalhamento da luz consiste no fenômeno na dispersão cromática. Segundo

Halliday et al (2012, p. 19) “quando um feixe luminoso é formado por raios de luz de

diferentes comprimentos de onda, o ângulo de refração é diferente para cada raio; em outras

palavras, a refração espalha o feixe incidente.”

Para visualizar o espalhamento sofrido pela luz visível, como demonstrado nos

resultados da presente pesquisa, utilizou-se um objeto que pudesse decompor a luz. O objeto

em questão foi uma fração de um CD. O CD funciona como uma rede de difração. A rede de

difração é um dispositivo com grande número de fendas igualmente espaçadas numa

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superfície plana. Quando a luz passa ou é refletida por essas fendas, a luz se dispersa em suas

cores componentes (CATELLI, LIBARDI, 2010) como é observado na Figura 7a.

O CD utilizado como rede de difração para realizar a dispersão luminosa no

experimento, faz o mesmo papel que o prisma desempenhou para Newton, portanto, é

facultado ao professor no momento da experimentação fazer esta relação.

O físico Thomas Young discorda de Newton quanto à luz ser uma partícula. Young

acreditava que eram ondas transversais (que se propagam na direção perpendicular à direção

de propagação da onda). Ele realizou um experimento, no qual mediu o comprimento de onda

da luz. Segundo Nussenzveig (1998, p. 51), Young usou uma fonte puntiforme de luz (F) para

iluminar um anteparo opaco onde havia dois orifícios (S1 e S2), próximos entre si. E observou

o resultado sobre outro anteparo, cada ponto deste, é atingido por dois caminhos diferentes.

Em vez do resultado ser a soma das iluminações dos dois orifícios, Young constatou que

apareciam franjas brilhantes e escuras, conhecidas hoje como franjas de interferência. Esse

fenômeno pode ser compreendido a partir da ilustração a seguir (Figura 12):

Figura 12: Configuração usada no experimento de Young e fotografia da figura de interferência. Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. V. 4. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

Contudo, diante das descobertas científicas e o início dos estudos da radiação do corpo

negro tem-se o surgimento da Física Moderna. Tal fenômeno não soube ser explicado pela

Física Clássica, com isso, Max Planck criou um modelo de previsão para a emissão de

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radiação dos corpos. Este modelo, todavia, não concordava com a Física Clássica e ele teve de

se dedicar a uma nova interpretação do mundo físico.

A explicação encontrada por Planck era a de que os átomos não liberavam radiação de

modo contínuo, mas sim em porções discretas, que ele denominou “pacote” ou quantum

(termo latino).

Daí advém a constante de Planck (h), quantidade fundamental da Física usada para

descrever o tamanho dos quanta (plural de quantum), que vale:

, onde

(4.1)

Em que E é a energia do fóton, ν é a frequência da radiação e h é a constante de

Planck.

Essa nova concepção do universo microscópico abriu as portas para uma nova Física –

a Física Quântica.

Posteriormente, o físico Heinrich Hertz percebeu que alguns metais, quando banhados

por energia radiante, emitiam elétrons. Acredita-se que neste momento, o professor possa

enfatizar questões que dizem respeito ao contexto histórico e filosófico da ciência, visto que,

segundo Forato, Pietrocola e Martins (2011, p. 29), “os usos da história e da filosofia da

ciência (HFC) na educação científica vem sendo recomendado como um recurso útil para uma

formação de qualidade, especialmente visando o ensino/aprendizagem de aspectos

epistemológicos da construção da ciência”.

Estudando o efeito supracitado, Hertz descobriu que os elétrons são arrancados de seus

átomos por receberem, das ondas eletromagnéticas, energia de valor igual ou superior ao de

sua energia de ligação com o núcleo. Esse efeito mais tarde passou a ser chamado de efeito

fotoelétrico.

O físico Phillip Lenard prosseguiu com as pesquisas nessa área e formulou duas leis

empíricas, assim enunciadas:

- para determinado tipo de frequência, a quantidade de elétrons emitidos é

proporcional à intensidade da luz incidente no material;

- a energia cinética dos elétrons emitidos é proporcional à frequência de radiação

incidente.

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A relação entre energia e frequência da onda eletromagnética, porém, era inconsistente

do ponto de vista da teoria ondulatória. O impasse foi resolvido por Albert Einstein, que

propôs uma extensão da ideia de Max Planck para a definição da luz. Einstein sugeriu que a

luz não fosse contínua, como uma onda eletromagnética deveria ser, mas sim constituída de

pequenas concentrações de energia, tais como os pacotes de energia de Planck.

Isso pressupunha ser a luz formada por uma espécie de partícula que carrega uma

quantidade discreta de energia. Cada pacote de energia recebeu o nome de fóton, que deveria

ser um quantum de luz.

A ideia de fótons também pode ser aplicada no estudo de Modelos Atômicos. Esses

modelos são elucidados pela Física e pela Química, e é essencial para se alcançar a

interdisciplinaridade. Se levarmos em consideração um modelo atômico em que o átomo

apresenta um núcleo constituído de prótons e nêutrons, e um conjunto de órbitas denominado

eletrosfera na qual os elétrons orbitam. Conforme ilustra a Figura 13.

Figura 13: Esquema de um modelo atômico.

Fonte: RAMALHO JUNIOR, F; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antônio de Toledo. Os

fundamentos da Física. 10. ed. v. 3. São Paulo: Moderna, 2009.

As órbitas dos elétrons são classificadas em camadas de acordo com o nível

energético, sendo as mais internas de menor energia e as mais externas de maior energia. Na

interação do fóton com o elétron ocorre uma transição de nível energético por parte do

elétron, pois há transferência de energia. A Figura 14 esquematiza este fato.

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Figura 14: Interação fóton-elétron

Fonte: RAMALHO JUNIOR, F; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo Antônio de Toledo. Os

fundamentos da Física. 10. ed. v. 3. São Paulo: Moderna, 2009.

Um exemplo da aplicação deste fenômeno pode ser compreendido no processo da

fotossíntese, pois “a absorção de um quantum de energia luminosa por uma molécula sensível

a luz eleva um elétron constituinte a um nível de energia maior.” (BARROS; NAVARRO,

2013, p. 29 apud TAIZ; ZEIGER, 2004, p. 719). Além disso, a energia inerente na molécula

excitada pode seguir alguns destinos como, por exemplo, ser dissipada na forma de calor,

levar à emissão de luz ou até mesmo transferir a excitação para outra molécula. (BARROS;

NAVARRO, 2013, p. 29). A Figura 15 mostra um esquema das diferentes possibilidades que

podem ocorrer com a molécula de clorofila quando um elétron absorve um fóton.

Figura 15: Esquema das diferentes possibilidades que podem ocorrer com a molécula de clorofila

quando um elétron absorve um fóton.

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O salto de elétrons é uma ação muito importante para o funcionamento do sistema

biológico. Na fotossíntese, por exemplo, necessita-se de um fluxo de elétrons para a síntese de

moléculas energéticas, como o ATP e o NADPH2.

A clorofila contida nas plantas está associada a um mecanismo de transporte de

elétrons denominado “cadeia transportadora de elétrons”. Esta é assim chamada por conseguir

captar os elétrons que “saltam” de um orbital para outro quando estão carregando “energia

extra”. Estes elétrons “ricos em energia” fluirão pela cadeia transportadora e serão usados

para síntese de moléculas ricas em energia, ATP e NADPH2. Portanto, a energia captada pela

clorofila será acumulada nessas moléculas e não será disponibilizada na forma de

fluorescência (LORETO, SEPEL, 2013). Conforme ilustrado na Figura 15.

Para a reposição dos elétrons perdidos pela molécula de clorofila é necessária a quebra

da molécula de água, a qual irá recompor a clorofila. A água (H2O) será quebrada em gás

oxigênio (O2) que será liberado para a atmosfera e o hidrogênio separado em elétron e próton.

Estes produtos serão utilizados para síntese de ATP e na redução de NADP em NADPH2

como demonstra a Figura 16.

Figura 16: O transporte vetorial de cargas nas membranas dos tilacóides.

Fonte: HOPKINS, W. G. Introduction to Plant Physiology. 2. ed. New York: John Wiley & Son, 2000.

Embora até o momento, se tenha utilizado a ideia de luz como partícula, para

compreender e integrar conceitos dependentes deste comportamento corpuscular, não se pode

desprezar o caráter ondulatório da luz. Isso porque para interpretar resultados apresentados na

Figura 12, é essencial frisar conceitos ondulatórios.

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Fundamentado no fato de que algumas características da luz só eram explicadas por

sua natureza ondulatória e outras, apenas por sua natureza corpuscular, o cientista Louis de

Broglie afirmou que a luz é, na verdade, tanto onda quanto constituída por partículas. Mais

precisamente, a luz é formada por partículas que têm um comportamento ondulatório

associado a elas. Na equação seguinte pode ser observada a relação entre partícula e onda,

(4.4)

Em que p é o momento linear e λ o comprimento de onda.

Ou seja, com a equação proposta por de Broglie passou a existir uma relação que

interliga o corpuscular ao ondulatório, que é a existência de uma dualidade para a luz.

Outro fato muito interessante na abordagem interdisciplinar é questionar os alunos o

porquê se enxerga apenas uma estreita faixa de todo o espectro eletromagnético. Por que não

se enxerga em outras frequências além do espectro visível? Para entender essas questões seria

necessário lembrar os alunos que temos por fonte de luz o sol. E que este apresenta em sua

superfície uma temperatura de aproximadamente 5.700 K, e que por essa razão emite

principalmente radiações na região do visível do espectro eletromagnético. (EISBERG,

RESNICK, 1979, p. 23).

Dessa forma, a faixa correspondente à luz visível no espectro eletromagnético

influenciou na evolução da vida na terra, a ponto dos pigmentos fotossintetizantes contidos na

planta absorverem somente dentro desta faixa, como visto no início desta discussão, bem

como a visão humana que somente faz a interpretação das cores nessa faixa do espectro.

A breve discussão acima demonstra que é perfeitamente possível relacionar conceitos

que geralmente são apresentados de forma isolada na literatura. Na maioria das vezes, em

Ciências Naturais não é feita a conexão entre a Biologia, a Física e a Química também por

parte do professor, em outras palavras, o professor não intervém de forma interdisciplinar.

Talvez isso seja um reflexo da formação desse professor, que geralmente carece de uma

abordagem mais integradora, ou seja, limitando-o a trabalhar de forma disciplinar. Sendo

assim, é delegado ao aluno realizar as suas próprias correlações entre as disciplinas, contudo,

essas integrações nem sempre ocorrem.

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6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Por meio da análise feita das ementas, da matriz curricular e do Projeto Político

Pedagógico do Curso de Ciências da Natureza, foi possível constatar incoerências entre eles.

No PPP está previsto que as disciplinas sejam tratadas de forma inter ou transdisciplinar,

enquanto que na sistematização das ementas o que se visualiza é a multidisciplinaridade.

Atentos a esse fato, pensou-se em uma proposta que pudesse superar essa visão

multidisciplinar de se pensar Ciências. Para isso, utilizou-se uma prática experimental que

pudesse levar a discussões interdisciplinares a partir de um tema gerador.

Acredita-se que a experimentação e a utilização do tema transversal Absorção de Luz

por Pigmentos Fotossintetizantes, possam ser metodologias eficazes em Ensino de Ciências

Naturais. Este fato pode ser justificado, tendo em vista a vasta possibilidade de se abordar

temas tais como: fotossíntese, luz, modelos atômicos, efeito fotoelétrico, transições

eletrônicas, entre outros. Seja a abordagem de forma inter ou transdisciplinar.

Ao tratar o tema Absorção de Luz por Pigmentos Fotossintetizantes através de um

experimento, ou seja, da prática à teoria, e ainda por meio da interdisciplinaridade, acredita-se

que possa vir a conduzir o aluno a uma aprendizagem significativa. Uma vez que o

experimento pode ser considerado uma ferramenta que favorece tal aprendizagem, já que para

ela ocorrer, é necessário se ter um material potencialmente significativo.

O problema do aprender fragmentado são as limitações que causam a percepção de

quem aprende, que ao aprender desta forma, possivelmente reproduzirá tal perspectiva.

Portanto, a maneira fragmentada de ensinar a ensinar deveria ser vista como uma

problemática grave que ocorre nos Cursos Superiores de Formação de Professores, já que por

recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e do próprio Ministério da

Educação e Cultura (MEC) a educação deve trilhar um caminho em direção à

interdisciplinaridade, que nada mais seria que a interação dos conteúdos e disciplinas que são

aprendidos, significando, assim, o saber.

Por fim, espera-se que este trabalho de conclusão de curso venha contribuir para a

melhoria da qualidade do Curso de Ciências da Natureza do IFFluminense, além disso, servir

de base para futuros trabalhos nesta perspectiva.

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APÊNDICES

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APÊNDICE A – Mapa conceitual com os temas integradores

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APÊNDICE B – Roteiro para montagem e preparo do experimento

1 Rede de difração a partir de um Compact Disk (CD)

1.1 Material utilizado

- 1 Compact Disk (CD);

- 1 régua milimetrada;

- Tesoura com ponta;

- Fita crepe.

1.2 Procedimentos

Com a tesoura, corte uma seção circular de um CD de modo que a partir dela, se possa

obter um retângulo de dimensões 15 mm x 30 mm, conforme ilustra a Figura 1.

Figura 1: Modelo indicando os locais de corte do CD.

Cole a fita crepe sobre a área recortada de modo a se retirar completamente a película

das camadas que recobrem o CD, tornando assim, o retângulo, um meio transparente, ou seja,

que permite a passagem da luz com trajetórias regulares.

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2 Preparo das amostras

2.1 Material utilizado

- 1 Almofariz e pistilo;

- 1 Funil de vidro;

- 1 béquer de vidro 50 mL;

- 2 Placas de Petri em vidro neutro, 60 x 15 mm;

- Algodão;

- Papel filtro;

- 15 mL de Álcool Etílico Hidratado 92,8º INPM;

- 20 Folhas de Hibisco;

2.2 Procedimentos

Com o auxílio do almofariz e pistilo, macere 20 folhas da planta Hibisco utilizando 20

mL de álcool. Em seguida, filtre duas vezes a amostra em um béquer com o auxílio do funil,

utilizando algodão na primeira filtragem e papel filtro na segunda (Figura 5-A). Após as

filtragens, deposite o líquido extraído nas placas de Petri (Figura 5-B).

Figura 2: (A), a esquerda demonstra o processo de filtração com o papel filtro. (B) mostra o extrato depositado

na placa de Petri.

A segunda amostra é constituída de apenas álcool etílico e esta atuou como amostra

controle, de maneira a contrastar com a primeira amostra.

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3 Montagem do equipamento

3.1 Material utilizado

- 1 retroprojetor;

- 1 cartolina de preta;

- Tesoura;

- Lápis;

- Moeda de 1 real;

- Fita crepe.

3.3.2 Procedimentos

Corte a cartolina no formato de modo a cobrir toda a base de vidro do retroprojetor.

Com o auxílio da moeda, trace duas circunferências próximas ao centro equidistantes das

extremidades da cartolina (Figura 6). Cole a cartolina sobre a base de vidro do retroprojetor

.

Figura 3: Indica a posição onde deverá ocorrer o corte no formato da moeda de um real.

3.4 Realização do experimento

Em primeiro momento, ligue o retroprojetor preparado conforme o procedimento

supracitado (seção 3.3.2) a uma fonte de tensão contínua. E o ajuste-o de acordo com a

posição em relação ao anteparo, podendo este, ser um quadro branco, uma cartolina de cor

branca ou até mesmo uma parede branca lisa. Nesta pesquisa optou-se em utilizar o quadro

branco como o anteparo. É importante ressaltar a necessidade de um ambiente mais escuro

possível, podendo ser utilizadas cartolinas pretas, por exemplo, ou qualquer outro material

que não permita a passagem da luz.

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Em segundo momento, coloque a amostra controle e a amostra com o extrato de

clorofila, cada qual disposta sobre um orifício da cartolina colada no retroprojetor (Figura 4).

Observe os espectros formados por ambas e analise os resultados obtidos. Esta etapa foi

realizada novamente alternando a amostra A com as demais amostras, todavia, mantendo-se

fixa a amostra controle.

Figura 4: As duas placas de Petri contendo a amostra controle (ponto luminoso acima) e a amostra do extrato

(ponto abaixo).

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ANEXOS

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1. JUSTIFICATIVA

A proposta do curso de formação de professores para a área de Ciências da

Natureza (Licenciatura em Biologia ou Licenciatura em Física ou Licenciatura em

Química), toma como referencial: (a) o entendimento de que o estudo da Ciência deve

refletir sua natureza dinâmica, articulada, histórica e acima de tudo não-neutra; (b) as

novas exigências do mundo de hoje decorrentes dos avanços das Ciências e das

Tecnologias; (c) os aspectos legais; (d) os Parâmetros Curriculares, numa perspectiva de

construir referenciais nacionais comuns sem, contudo, deixar de reconhecer a necessidade

de se respeitar às diversidades regionais, políticas e culturais existentes; (e) a dimensão da

transversalidade dos saberes que envolvem a área de Ciências da Natureza, marca do

ideário pedagógico contemporâneo.

As alterações que estão ocorrendo na educação brasileira apontam para uma

estruturação curricular flexível e focada não apenas nos conteúdos, mas também no

desenvolvimento de competências e habilidades que permitam aos educandos, numa

perspectiva crítica, buscarem alternativas que lhes possibilitem tanto se manterem

inseridos no sistema produtivo que se encontra em constante reestruturação frente aos

avanços tecnológicos acelerados principalmente nas últimas décadas, como também que

lhes oportunizem ultrapassar a crise da atualidade com autonomia e espírito investigativo.

A implantação e a implementação de tais propostas têm como obstáculo maior a

ser enfrentado a formação de profissionais da educação, em especial a de professores que

já atuam ou se propõem a atuar na Educação Básica, tendo em vista que essas propostas

estão a exigir uma nova postura frente às questões não só didático-pedagógicas, como

também às questões relacionadas à leitura de mundo, isto é, à leitura das relações dos

homens entre si, com ele mesmo e com a natureza em virtude de estarem no e com o

mundo.

As Diretrizes curriculares para formação de professores da educação básica

em cursos de nível superior reforça tal posicionamento ao destacar a relevância da reversão

do quadro da educação brasileira, com a ruptura do círculo vicioso "inadequação da

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formação do professor-inadequação da formação do aluno..."1 requerendo cursos de

formação que supram não só as deficiências resultantes do distanciamento entre o processo

de formação docente e sua atuação profissional, mas também a necessidade de preparar um

professor afinado com práticas educativas centradas na construção de competências e

habilidades no aluno, de forma integrada, articulada e não fragmentada, sem contudo

banalizar a importância do domínio dos conteúdos que deverão ser desenvolvidos quando

da transposição didática contextualizada e integrada ao ensino, à pesquisa e à extensão.

Destaca, ainda, que a dificuldade reside no fato de que "ninguém promove o

desenvolvimento daquilo que não teve oportunidade de construir em si mesmo. Ninguém

promove a aprendizagem de conteúdos que não domina, nem a construção de significados

que não possui, ou a autonomia que não teve a oportunidade de construir"2. As Diretrizes

colocam como uma questão-chave o redirecionamento do enfoque disciplinar dos cursos

de formação, de modo a prover ao cursista competências e habilidades que o possibilitem

trabalhar inter e transdisciplinarmente.

Notadamente na área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, a concepção

do aprendizado científico-tecnológico proposto pelos Parâmetros Curriculares Nacionais

do Ensino Médio é, em seu próprio modo de perceber, "ambiciosa e diferente do praticado

na maioria das escolas", envolvendo articulação de saberes disciplinares a serem tratados

de forma integradora.

Neste contexto, o Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos –

CEFET Campos ao elaborar a proposta do Curso de Ciências da Natureza - Licenciatura

em Biologia ou Licenciatura em Física ou Licenciatura em Química, busca, baseada na

transversalidade dos saberes, estabelecer uma estruturação curricular em Eixos Temáticos,

a partir de conteúdos de Biologia, Física e Química. Os eixos são articulados através de

procedimentos didático-metodológicos que oportunizam ao cursista vivenciar situações de

aprendizagem cujas transposições didáticas podem ser efetivadas, quando de sua atuação

profissional na Educação Básica (Ensino Médio e quatro últimas séries do Ensino

Fundamental), de maneira que oportunizem aos seus alunos a compreensão de que os

modelos da Ciência são construções da mente humana que procuram "manter a realidade

observada como critério de legitimação" e que a produção científico-tecnológica está a

serviço da estrutura social que lhe dá suporte, estrutura essa que necessita revisar suas

1 BRASIL.Ministério da Educação. Proposta de diretrizes para formação inicial de professores da educação

básica em cursos de nível superior.Maio, 2000, p. 25. 2 BRASIL.Ministério da Educação. Proposta de diretrizes para formação inicial de professores da educação

básica em cursos de nível superior.Maio, 2000, p.38.

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concepções analíticas, considerar o importante papel das interações existentes em sistemas

complexos e propor modelos alternativos, que melhor representando o todo, possam senão

resolver pelo menos minimizar os dilemas da atualidade resultantes da visão de mundo

decartiana-newtoniana.

Dentro desta perspectiva, o Projeto pedagógico do curso prevê o

desenvolvimento de projetos que, além de dinamizarem a relação ensino-aprendizagem,

promovem a autonomia e a contextualização dos diversos saberes ao possibilitar a

interação dos conhecimentos imprescindíveis à formação docente (conhecimentos

específicos da área da formação e conhecimentos pedagógicos).

Cabe ressaltar a caracterização singular dos Centros Federais de Educação

Tecnológica que por oferecerem Cursos na Formação Profissional em níveis de

Qualificação Básica, Técnico e Tecnológico apresentam uma infraestrutura de laboratórios

e ambientes de aprendizagem favorável à contextualização da Ciência e da Tecnologia,

além de apresentarem um corpo docente cuja atuação pauta-se no domínio da teoria em

estreita associação com atividades práticas, o que sem dúvida representa um contexto de

aprendizagem dinâmico, apropriado, motivador às ações teórico-práticas que, por sua vez,

estimulam e favorecem a pesquisa.

Do ponto de vista regional e na perspectiva do desenvolvimento, o município

de Campos dos Goytacazes/RJ vem se consolidando como um eixo universitário, atraindo

estudantes tanto de cidades circunvizinhas como também de outros Estados que buscam

formação profissional em áreas consideradas prioritárias, e, as Licenciaturas em Física, em

Química e em Biologia estão inseridas neste contexto, já que a demanda por profissionais

nestes campos de saber é significativamente representativa, seja em nível de entidades

privadas ou públicas. À guisa de exemplificação, só no âmbito da rede pública estadual, o

concurso público para professor Docente I, realizado no ano de 2001, apontava 74 vagas

para a área de Ciências da Natureza (11 para Ciências Biológicas, 37 para Física e 26 para

Química). Embora tenhamos hoje no município 13 Instituições de Ensino Superior

(Universidades, Centro Universitário e Faculdades isoladas) somente duas dentre as três

Instituições Públicas existentes oferecem cursos de Licenciatura, dentre elas o CEFET

Campos.

Importante destacar ainda, que a presente proposta não constitui algo

definitivamente acabado ou imutável. Temos consciência de que não avançamos o

suficiente na perspectiva da resolução dos problemas que envolvem a formação do

professor no Brasil, que não são novos nem poucos, mas iniciamos pelos espaços

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possíveis. Além do mais, temos clareza de que um curso de formação de professores não

esgota toda a formação deste profissional, pois, refere-se a uma etapa inicial de sua

formação permanente. Trata-se, portanto, de uma proposta em processo de construção,

baseada em pressupostos político-pedagógicos, dentre eles:

o comprometimento com a escola básica e pública e conseqüentemente pautada no

princípio da inclusão;

o reconhecimento de que a realidade social deve ser tomada como ponto de partida

e o fator de cidadania como pano de fundo das ações educativas;

a compreensão de que a figura central de todo e qualquer processo educativo é o ser

humano com suas coerências e incoerências;

a necessidade, na formação do profissional, da assunção de forma crítica, criativa e

construtiva da prática educativa no interior e no exterior do ambiente escolar;

o desenvolvimento do trabalho educativo através de saberes não-fragmentados a

partir da compreensão de que os saberes disciplinares sendo recortes de uma

mesma área guardam correlações entre si, assim como as áreas devem articular-se

umas às outras;

o entendimento de que o magistério, considerado como base imprescindível à

formação docente, deve incluir a necessidade do professor vir a ser pesquisador de

sua própria prática pedagógica;

a compreensão do processo de produção de conhecimento e da provisoriedade das

verdades científicas;

a elaboração de um currículo flexível possibilitando o diálogo com diferentes

campos de conhecimentos e conseqüentemente permeável às atualizações, às

discussões contemporâneas, contemplando as diferenças;

a superação entre o saber e o fazer pedagógico, daí o processo pedagógico ser

encarado como uma totalidade na qual ocorre a articulação de diferentes áreas do

saber exigindo na formação docente uma sólida base humanística, científica e

tecnológica articulada com a ação pedagógica através de um processo dinâmico de

apropriação e produção do conhecimento;

a busca da coerência entre o que se faz na formação com o que se espera do cursista

como profissional, a partir do entendimento de que o futuro professor aprende a

profissão no lugar em que vai atuar;

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o desenvolvimento da postura de compartilhar saberes através da formação de uma

rede de significados que se faz pelo trabalho articulado dos eixos temáticos em suas

diferentes dimensões: conceitual, procedimental e atitudinal;

o caráter permanente e sistemático do processo de avaliação.

2. LEGISLAÇÃO DE APOIO

O Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos - CEFET Campos

fundamentado

em dispositivos da Lei nº 9394 de 16/12/96 (Lei de Diretrizes e Bases da Educação

Brasileira -LDB);

no Decreto nº 2406, art. VI de 27/11/97;

na Proposta de diretrizes para formação inicial de professores da educação básica

em cursos de nível superior/MEC, de 05/ 2000,

oferece a partir do segundo semestre do ano 2000 o Curso de Ciências da Natureza -

Licenciatura em Biologia ou Licenciatura em Física ou Licenciatura em Química visando à

formação de docentes em nível superior para atuarem na Educação Básica: (a) de 5ª série a

8ª série do Ensino Fundamental em Ciências Naturais e (b) no Ensino Médio em Biologia

ou Física ou Química.

A proposta inicial do Curso sofre alterações principalmente no que diz respeito

à concepção de Prática Profissional da Estrutura Curricular até então denominada Prática

de Ensino e Estágio Supervisionado, a partir da Resolução CNE/CP 2, de 19/02/2002,

publicada no D.O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p. 9, além

do Decreto 3462 de 17/05/2000;

do Parecer CNE/CES nº 1301, aprovado em 06/11/2001, homologado em

04/12/2001, publicado no D.O.U. em 07/12/2001 (Diretrizes curriculares nacionais

para o curso de Ciências Biológicas);

do Parecer CNE/CES nº 1303, aprovado em 06 de 11 /2001, homologado em

04/12/2001, publicado no DOU em 07/12/2001 (Diretrizes curriculares nacionais

para o Curso de Química);

do Parecer CNE/CES nº 1304, aprovado em 06 de 11 /2001, homologado em

04/12/2001, publicado no D.O.U. em 07/12/2001 (Diretrizes nacionais

curriculares para o Curso de Física);

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do Parecer CNE/CP nº 009/2001, homologado em 17/01/2002 e publicado no

D.O.U. de 18/01/2002, seção 1, p.31;

da Resolução CNE/CES nº 7, aprovada em 11/03/2002, publicado no D.O.U. DE

26/03/2002. seção 1 página 12. (Estabelece diretrizes curriculares para os Cursos

de Ciências Biológicas);

da Resolução CNE/CES nº 8, aprovada em 11/03/2002, publicado no D.O.U. DE

26/03/2002, seção 1 página 12. (Estabelece diretrizes curriculares para os Cursos

de bacharelado e licenciatura em Química);

da Resolução CNE/CES nº 9, aprovada em 11/03/2002, publicado no D.O.U. DE

26/03/2002, seção 1 página 12. (Estabelece diretrizes curriculares para os Cursos

de bacharelado e licenciatura em Física).

3. OBJETIVO DO CURSO

O Curso de Ciências da Natureza - Licenciatura em Biologia ou Licenciatura

em Física ou Licenciatura em Química tem como objetivo central a formação de

professores para atuarem na Educação Básica, exercendo a docência em Ciências Naturais

de 5ª série a 8ª série do Ensino Fundamental e em Biologia ou em Física ou em Química no

Ensino Médio.

4. PERFIL PROFISSIONAL DO EGRESSO DO CURSO

O tempo, em que conviver encontra-se marcado pelo progresso acelerado da

Ciência e da Tecnologia, está a exigir uma nova escola e, conseqüentemente, um novo

perfil de profissionais que nela atuam. Inserido neste cenário é que as competências do

professor da área das Ciências da Natureza devem credenciá-lo ao exercício profissional

em Ciências Naturais e em Biologia ou Física ou Química, atuando nas instituições

escolares da Educação Básica (5ª série a 8ª série do Ensino Fundamental e Ensino Médio),

a partir de uma sólida base comum científico-tecnológico-humanística relacionada aos três

campos de saber de sua formação, seguida de aprofundamento de conhecimentos

específicos em uma das licenciaturas oferecidas pelo curso.

Neste sentido, o perfil profissional do egresso do Curso de Ciências da

Natureza é apresentado em duas dimensões complementares e indissociáveis: (i) a

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dimensão de competências comuns à formação do professor e (ii) a dimensão de

competências específicas da área de atuação (Biologia ou Física ou Química).

Dimensão de competências comuns à formação do professor

O processo de formação do professor no decorrer do Curso de Ciências da

Natureza, em seus diferentes momentos, devem propiciar aos alunos oportunidades de

vivenciarem situações de aprendizagem que os possibilitem a desenvolver competências

que lhes permitam

compreender o processo de construção do conhecimento bem como do significado

das Ciências para a sociedade, enquanto atividade humana, histórica, associada a

aspectos de ordem social, econômica, política e cultural;

estabelecer diálogo entre a área educacional, a área de ciências da natureza e as

demais áreas do conhecimento objetivando a articulação do processo de vivências

de situações de aprendizagem na produção do conhecimento e na prática educativa;

apresentar domínio teórico-prático inter e transdisciplinar na perspectiva de

acompanhar criticamente as mudanças que vêm ocorrendo, principalmente a partir

das últimas décadas do século XX alterando de forma significativa, a realidade geo-

social;

dominar os saberes da área de ciências da natureza e da área educacional

relacionando-os às áreas correlatas para conhecer, analisar, selecionar e aplicar

novas tecnologias em atendimento à dinâmica do mundo contemporâneo tendo

sempre presente a reflexão acerca dos riscos e benefícios das práticas científico-

tecnológicas;

ter autonomia para atualização, (re)construção, divulgação e aprofundamento

contínuo de seus conhecimentos (científico, tecnológico e humanístico);

fazer a leitura do mundo, questionar a realidade na qual vive, sistematizar

problemas, construir conhecimentos necessários às problematizações e buscar

criativamente soluções;

comprometer-se com a ética profissional voltada à organização democrática da vida

em sociedade;

valorizar a construção coletiva do conhecimento, organizando, coordenando e

participando de equipes multiprofissionais e multidisciplinares;

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compreender-se enquanto profissional da educação consciente de seu papel na

formação do cidadão e da necessidade de se tornar agente interferidor na realidade

em que atua;

dialogar com a comunidade visando à inserção de sua prática educativa

desenvolvida no contexto social regional, em ações voltadas à promoção do

desenvolvimento sustentável;

desenvolver trabalho educativo centrado em situações-problema significativas,

adequadas ao nível e às possibilidades dos alunos, analisando-as a partir de

abordagens teóricas que buscam a interação dos diversos campos do saber, na

perspectiva de superá-las;

desenvolver procedimentos metodológicos adequados à utilização de tecnologias

aplicadas ao processo de construção de conhecimento e de ambientes de

aprendizagem;

compreender o processo de aprendizagem, considerando as relações intra e

interinstitucionais;

desenvolver metodologias adequadas à utilização das tecnologias de informação e

comunicação nas práticas educativas, integrando o conhecimento científico,

tecnológico e humanístico ao processo de aprendizagem;

estruturar os saberes da área de ciências da natureza, buscando a interação

intertemática e transdisciplinar, bem como as metodologias de aprendizagem a

serem utilizadas;

elaborar, analisar e utilizar diferentes procedimentos de avaliação do processo de

aprendizagem, tendo em vista a superação da ênfase na abordagem meramente

informativa/conteudista;

reconhecer a importância da adoção de procedimentos contínuos e sistemáticos de

avaliação na perspectiva de acompanhar a aprendizagem do aluno.

Dimensão de competências específicas ao licenciado em Biologia

O Licenciado em Biologia, além das competências comuns mencionadas

anteriormente, deve apresentar ampla e sólida formação com fundamentação teórico-

prática suficiente para exercer sua atividade de forma crítica e ética pautando-se em

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critérios humanísticos, científicos e legais. Dentro deste contexto o profissional da área de

Ciências Biológicas está apto a

atuar, com compromisso e responsabilidade social, em prol da conservação e

manejo da biodiversidade considerando as necessidades de desenvolvimento

inerentes à espécie humana;

pautar sua ação educativa visando à uma mudança paradigmática que leve à

melhoria da qualidade de vida;

posicionar-se de forma crítica diante de processos de discriminação racial, social e

de gênero que se fundamentam em alegados pressupostos biológicos;

compreender a evolução como a força determinante para o surgimento, adaptação e

estabelecimento dos diferentes seres;

associar o conhecimento de biologia aos avanços tecnológicos das áreas de

medicina, agricultura, biotecnologia, entre outras;

valorizar a construção do conhecimento a partir de atividades de campo, em

especial da Região Norte-Fluminense, de modo a diagnosticar problemas

ambientais inerentes às atividades humanas;

planejar, desenvolver e avaliar projetos com ênfase na perspectiva da educação

ambiental;

desenvolver projetos utilizando-se de diferentes fontes de informação, recursos

tecnológicos, linguagens e formas de representação na perspectiva da construção de

novas abordagens relacionadas à aprendizagem de Biologia.

Dimensão de competências específicas ao licenciado em Física

O Licenciado em Física, além das competências comuns mencionadas

anteriormente, deve apresentar uma formação sólida e atualizada em Física sem perder de

vista a dimensão da ação docente subjacente à mesma. Nesta perspectiva, as situações de

aprendizagens propostas a serem vivenciadas durante sua formação devem capacitá-lo a

apresentar domínio teórico-prático dos fundamentos da Física tanto nos ramos

clássico como moderno;

perceber que o desenvolvimento da Física está relacionado às áreas cognitiva,

tecnológica e geo-econômico-político-social;

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analisar e avaliar fenômenos físicos na perspectiva teórico-prática tendo como

referência a concepção qualitativa e/ou quantitativa, a partir de planejamento e

desenvolvimento de diferentes experiências didáticas;

apropriar-se de ambientes didáticos variados identificando seus objetivos

formativos de aprendizagem;

desenvolver projetos utilizando-se de diferentes fontes de informação, recursos

tecnológicos, linguagens e formas de representação na perspectiva da construção de

novas abordagens relacionadas à aprendizagem de Física;

utilizar-se da linguagem computacional na compreensão da Física Aplicada.

Dimensão de competências específicas ao licenciado em Química

O Licenciado em Química, além das competências comuns mencionadas

anteriormente, deve apresentar uma formação sólida e abrangente em conteúdos dos

diversos campos da Química sem perder de vista a dimensão da ação docente subjacente

aos mesmos. Nesta perspectiva, as situações de aprendizagens propostas a serem

vivenciadas durante sua formação devem capacitá-lo a

posicionar-se na seleção e organização de conteúdos que sejam significativos ao

entendimento do mundo atual;

compreender e avaliar criticamente os aspectos sociais, tecnológicos, ambientais,

políticos e éticos relacionados às aplicações da Química na sociedade;

adquirir conhecimentos básicos necessários ao trabalho em laboratório, bem como

aplicar os procedimentos e normas de segurança no desenvolvimento de métodos e

técnicas;

elaborar, analisar, interpretar e vivenciar projetos e propostas curriculares

relacionados ao Ensino de Química;

desenvolver projetos utilizando-se de diferentes fontes de informação, recursos

tecnológicos, linguagens e formas de representação na perspectiva da construção de

novas abordagens relacionadas à aprendizagem de Química.

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5. FORMAS DE ACESSO AO CURSO

O acesso ao Curso de Ciências da Natureza - Licenciatura em Biologia ou

Licenciatura em Física ou Licenciatura em Química ocorre mediante processo seletivo,

pautado no princípio de igualdade de oportunidades para acesso e permanência na

Instituição, materializados em Edital próprio, de acordo com a legislação pertinente. O

Edital do Processo Seletivo referente ao período de 2000.2, encontra-se em anexo.

6. ORGANIZAÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA

O curso em sua organização didático-pedagógica busca desenvolver

competências e habilidades necessárias ao futuro professor através do aprendizado na

perspectiva da interface e da transversalidade possíveis de diversos campos de saberes e

das tecnologias a eles correspondentes, com vista à formação da cidadania universal e da

formação profissional. Para tanto é constituída:

por dois Núcleos: o Núcleo Comum e o Núcleo Específico;

pela Prática Profissional representada pela Prática Pedagógica, Estágio Curricular

Supervisionado e Atividades Acadêmico-cientício-culturais e

pela Monografia

que sem perderem o diálogo imprescindível à garantia da unidade dos saberes que

compõem a formação docente na área das Ciências da Natureza, apresentam a flexibilidade

necessária de modo a oferecer aos egressos de uma das licenciaturas, a oportunidade de

obterem as outras duas também oferecidas.

O Núcleo Comum é composto pelo Núcleo Básico, Núcleo Instrumental e

Núcleo Pedagógico, além da Prática Profissional, desenvolvidos numa perspectiva

integradora.

O Núcleo Básico busca desenvolver competências fundamentais à formação de

docentes na área das Ciências da Natureza englobando conhecimentos de Biologia, Física e

Química, interligados e estudados, dentro do possível, numa abordagem de

transversalidade.

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O Núcleo Instrumental propõe-se a desenvolver, através de conhecimentos de

áreas correlatas, competências que possibilitem o domínio de ferramentas básicas, isto é, a

instrumentação necessária à compreensão da área de Ciências da Natureza.

O Núcleo Pedagógico busca desenvolver competências educativas necessárias à

formação do docente objetivando fundamentar o seu que-fazer pedagógico com um

referencial teórico-prático voltado para o contexto social, contexto escolar e contexto da

aula, sempre inter-relacionado à área de Ciências da Natureza.

A Prática Profissional, enquanto referência do espaço, tempo e saber relativos

ao locus de atuação do profissional do magistério, apesar de ser constituída de três

elementos curriculares, quais sejam, (a) Prática Pedagógica (b) Estágio Curricular

Supervisionado (c) Atividades Acadêmico-científico-culturais e, volta-se no Núcleo

Comum, prioritariamente, para os dois primeiros elementos, mais especialmente, para a

Prática Pedagógica.

No Núcleo Específico desenvolvem-se os conhecimentos específicos de

Biologia ou de Física ou de Química concernente com a licenciatura selecionada pelo

cursista. Assim, busca-se ampliar competências inerentes à formação do docente na

perspectiva (a) de aprofundar os conhecimentos da área de Biologia ou de Física ou de

Química e suas respectivas metodologias de aprendizagem, conforme a opção de

licenciatura do cursista e (b) de melhor fundamentar sua formação profissional

desenvolvida no Núcleo Comum.

Não só a Prática Profissional como também o Núcleo Comum e Núcleo

Específico, têm como parâmetro norteador das ações educativo-pedagógicas o objetivo

primeiro do Curso de Ciências da Natureza -Licenciatura em Biologia ou Licenciatura em

Física ou Licenciatura em Química, qual seja, a formação do professor.

Os Núcleos são constituídos de eixos temáticos/disciplinas que por sua vez são

apresentados através de oito (8) períodos nos quais também estão inseridos a Prática

Profissional (Prática Pedagógica, Estágio Curricular Supervisionado e Atividades

Acadêmico-científico-culturais) e a Monografia.

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Matriz Curricular do Curso de Ciências da Natureza

Licenciatura em BIOLOGIA (de 2010.1 em diante)

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período I

Núcleo Básico

Formação e Estrutura da Vida na Terra 60

Mecânica Clássica I 60

Trabalhos Experimentais 60

Química Geral I 80

Instrumental Matemática Elementar 60

Núcleo Instrumental Geometria Analítica 60

Núcleo Pedagógico

Contexto Social: Trabalho e Educação 40

Contexto Social: Filosofia e Ciência 40

Prática Pedagógica I 40

SUB TOTAL 500

Período II

Núcleo Básico

Introdução à Biologia Celular e Genética

100

Química Geral II 80

Mecânica Clássica II 80

Núcleo Instrumental

Português Instrumental I 40

Cálculo I 80

Tratamento Estatístico de Dados 40

Núcleo Pedagógico Contexto Social: Psicologia do

Desenvolvimento 40

Prática Pedagógica II 40

SUB TOTAL 500

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PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período III

Núcleo Básico

Biologia Humana 80

Fundamentos de Físico-Química 80

Estados da Matéria 80

Núcleo Instrumental

Cálculo II 80

Português Instrumental II 40

Núcleo Pedagógico

Contexto Social: Psicologia da Aprendizagem

60

Contexto Social: educação no Brasil numa leitura sócio-política

40

Prática Pedagógica III 40

SUB TOTAL 500

Período IV

Núcleo Básico

Estrutura e Diversidade dos Seres Vivos

80

Fundamentos de Química Orgânica 100

Eletricidade e Magnetismo I 80

Núcleo Específico de biologia

Biologia Celular 80

Microbiologia Geral 80

Núcleo Pedagógico Contexto da Instituição Escolar: Organização e

Gestão Pedagógica da Escola 40

Prática Pedagógica IV 40

SUB TOTAL 500

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67

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período V

Núcleo Específico de Biologia

Geologia 80

Histologia Geral 80

Biologia Molecular 80

Embriologia comparada 60

Núcleo Instrumental de Ciências

Libras 40

Programas de saúde 40

Núcleo Pedagógico Contexto da aula: Organização e Gestão do

Ambiente de Aprendizagem em Ciências 40

Prática Pedagógica V 60

SUB TOTAL 480

Período VI

Núcleo Específico de Biologia

Bioquímica I 80

Zoologia dos Invertebrados 80

Genética Básica 60

Biologia dos Vegetais Inferiores 40

Ecologia Aplicada 60

Núcleo Instrumental Monografia I 40

Núcleo Pedagógico Contexto da Aula: Organização e Gestão de

Ambientes de Aprendizagem de Biologia 40

Prática Pedagógica VI 60

SUB TOTAL 460

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68

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período VII

Núcleo Específico de Biologia

Zoologia dos Vertebrados 80

Bioquímica II 80

Biologia dos Vegetais Superiores 80

Imunologia 80

Núcleo Pedagógico Contexto da Aula: Organização e Gestão de

Ambientes de Aprendizagem Biologia II 40

Prática Pedagógica VII 60

Seminários de Monografia 40

SUB TOTAL 460

Período VIII

Núcleo Específico de Biologia

Genética Evolutiva e de Populações 80

Anatomia e Fisiologia Animal 80

Anatomia e Fisiologia Vegetal 80

Parasitologia 60

Prática Pedagógica VIII 60

Monografia II 40

SUB TOTAL 400

TOTAL PARCIAL 3800

Estágio Curricular Supervisionado 480

Atividades Acadêmico-Científico-Culturais 240

CARGA HORÁRIA TOTAL 4520

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69

LICENCIATURA EM BIOLOGIA

SÍNTESE

ESPECIFICAÇÕES Carga horária

(h/a)

CONTEÚDO 4520

PRÁTICA PROFISSIONAL:*

o PRÁTICA PEDAGÓGICA 480

o ESTÁGIO CURRICULAR SUPERVISIONADO 480

o ATIVIDADES ACADÊMICO-CIENTÍFICO –CULTURAIS** 240

SUB TOTAL 5720

MONOGRAFIA 80

CARGA HORÁRIA TOTAL 5800

OBSERVAÇÕES:

*A Prática Profissional é incluída em conformidade com a concepção da Resolução CNE/CP 2,

de 19/02/2002, homologada no D. O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p. 9. **Atividades centradas na perspectiva da educação permanente, dinâmica e em movimento,

antenada às novas produções científico-culturais demandadas pelas necessidades oriundas da realidade social, distribuídas no decorrer de todo curso. Carga horária definida pela Resolução CNE/CP 2, de 19/02/2002, homologada no D. O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p.9.

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Matriz Curricular do Curso de Ciências da Natureza Licenciatura em FÍSICA (de 2010.1 em diante)

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período I

Núcleo Básico

Formação e Estrutura da Vida na Terra 60

Mecânica Clássica I 60

Trabalho Experimental 60

Química Geral I 80

Núcleo Instrumental

Matemática Elementar 60

Geometria Analítica 60

Núcleo Pedagógico

Contexto Social: Trabalho e Educação 40

Contexto Social: Filosofia e Ciência 40

Prática Pedagógica I 40

SUB TOTAL 500

Período II

Núcleo Básico

Introdução à Biologia Celular e Genética 100

Química Geral II 80

Mecânica Clássica II 80

Núcleo Instrumental

Português Instrumental I 40

Cálculo I 80

Tratamento Estatístico de Dados 40

Núcleo Pedagógico Contexto Social: Psicologia do

Desenvolvimento 40

Prática Pedagógica II 40

SUB TOTAL 500

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PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período III

Núcleo Básico

Biologia Humana 80

Fundamentos de Físico-Química 80

Estados da Matéria 80

Núcleo Instrumental

Cálculo II 80

Português Instrumental II 40

Núcleo Pedagógico

Contexto Social: Psicologia da Aprendizagem

60

Contexto Social: educação no Brasil numa leitura sócio-política

40

Prática Pedagógica III 40

SUB TOTAL 500

Período IV

Núcleo Básico

Estrutura e Diversidade dos Seres Vivos 80

Fundamentos de Química Orgânica 100

Eletricidade e Magnetismo I 80

Núcleo Específico de Física

Física Experimental I 60

Cálculo III 80

Núcleo Pedagógico Contexto da Instituição Escolar:

Organização e Gestão Pedagógica da Escola

40

Prática Pedagógica IV 40

SUB TOTAL 480

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PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período V

Núcleo Específico de Física

Física Experimental II 60

Física Matemática 80

Algoritmos e Estruturas de dados 80

Álgebra Linear 60

Eletricidade e Magnetismo II 40

Núcleo Instrumental de Ciências

Libras 40

Programas de saúde 40

Núcleo Pedagógico Contexto da aula: Organização e Gestão

do Ambiente de Aprendizagem em Ciências

40

Prática Pedagógica V 60

SUB TOTAL 500

Período VI

Núcleo Específico de Física

Óptica 80

Física Experimental III 60

Mecânica Clássica III 80

Teoria da Relatividade 40

Estrutura da Matéria I 60

Núcleo Instrumental Monografia I 40

Núcleo Pedagógico Contexto da Aula: Organização e Gestão

de Ambientes de Aprendizagem de Física I 40

Prática Pedagógica VI 60

SUB TOTAL 460

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73

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período VII

Núcleo Específico de Física

Estrutura da Matéria II 80

Mecânica Clássica IV 60

Termodinâmica 80

Eletromagnetismo I 60

Física Nuclear e de Partículas Elementares

40

História da Física 40

Núcleo Pedagógico Contexto da Aula: Organização e Gestão

de Ambientes de Aprendizagem de Física II

40

Prática Pedagógica VII 60

Seminários de Monografia 40

SUB TOTAL 500

Período VIII

Núcleo Específico de Física

Mecânica Quântica 80

Física Estatística 80

Eletromagnetismo II 80

Eletrônica Básica 100

Núcleo Instrumental Instrumentação para o Ensino de Física 60

Prática Pedagógica VIII 60

Monografia II 40

SUB TOTAL 500

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74

TOTAL PARCIAL 3940

Estágio Curricular Supervisionado 480

Atividades Acadêmico-Científico-Culturais 240

CARGA HORÁRIA TOTAL 4660

LICENCIATURA EM FÍSICA

SÍNTESE

ESPECIFICAÇÕES Carga horária

(h/a)

CONTEÚDO 4660

*PRÁTICA PROFISSIONAL:

o PRÁTICA PEDAGÓGICA 480

o ESTÁGIO CURRICULAR SUPERVISIONADO 480

o ATIVIDADES ACADÊMICO-CIENTÍFICO –CULTURAIS** 240

SUB TOTAL 5860

MONOGRAFIA 80

CARGA HORÁRIA TOTAL 5940

OBSERVAÇÕES:

*A Prática Profissional é incluída em conformidade com a concepção da Resolução CNE/CP 2,

de 19/02/2002, homologada no D. O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p. 9. **Atividades centradas na perspectiva da educação permanente, dinâmica e em movimento,

antenada às novas produções científico-culturais demandadas pelas necessidades oriundas da realidade social, distribuídas no decorrer de todo curso. Carga horária definida pela Resolução CNE/CP 2, de 19/02/2002, homologada no D. O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p.9.

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75

Matriz Curricular do Curso de Ciências da Natureza Licenciatura em Química (de 2010.1 em diante)

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período I

Núcleo Básico

Formação e Estrutura da Vida na Terra 60

Mecânica Clássica I 60

Trabalho Experimental 60

Química Geral I 80

Núcleo Instrumental

Matemática Elementar 60

Geometria Analítica 60

Núcleo Pedagógico

Contexto Social: Trabalho e Educação 40

Contexto Social: Filosofia e Ciência 40

Prática Pedagógica I 40

SUB TOTAL 500

Período II

Núcleo Básico

Introdução à Biologia Celular e Genética 100

Química Geral II 80

Mecânica Clássica II 80

Núcleo Instrumental

Português Instrumental I 40

Cálculo I 80

Tratamento Estatístico de Dados 40

Núcleo Pedagógico Contexto Social: Psicologia do

Desenvolvimento 40

Prática Pedagógica II 40

SUB TOTAL 500

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76

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período III

Núcleo Básico

Biologia Humana 80

Fundamentos de Físico-Química 80

Estados da Matéria 80

Núcleo Instrumental

Cálculo II 80

Português Instrumental II 40

Núcleo Pedagógico

Contexto Social: Psicologia da Aprendizagem

60

Contexto Social: educação no Brasil numa leitura sócio-política

40

Prática Pedagógica III 40

SUB TOTAL 500

Período IV

Núcleo Básico

Estrutura e Diversidade dos Seres Vivos 80

Fundamentos de Química Orgânica 100

Eletricidade e Magnetismo I 80

Núcleo Específico de Química

Química Analítica I 80

Química Inorgânica I 80

Núcleo Pedagógico Contexto da Instituição Escolar: Organização e

Gestão Pedagógica da Escola 40

Prática Pedagógica IV 40

SUB TOTAL 500

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77

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período V

Núcleo Específico de Química

Química Analítica Experimental 60

Química Orgânica Experimental I 40

Química Orgânica I 80

Química Inorgânica II 80

Química Analítica II 60

Núcleo Instrumental de Ciências

Libras 40

Programas de Saúde 40

Núcleo Pedagógico Contexto da aula: Organização e Gestão

do Ambiente de Aprendizagem em Ciências

40

Prática Pedagógica V 60

SUB TOTAL 500

Período VI

Núcleo Específico de Química

Química Inorgânica Experimental 60

Química Orgânica Experimental II 60

Química Orgânica II 80

Físico-Química I 80

Físico-Química Experimental I 40

Núcleo Instrumental Monografia I 40

Núcleo Pedagógico Contexto da Aula: Organização e Gestão de

Ambientes de Aprendizagem de Química I 40

Prática Pedagógica VI 60

SUB TOTAL 460

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78

PERÍODOS EIXOS TEMÁTICOS/DISCIPLINAS Carga Horária

h/a

Período VII

Núcleo Específico de Química

Fundamentos de Química Quântica 60

Físico-Química II 60

Físico-Química Experimental II 40

Bioquímica I 60

História da Química 40

Núcleo Pedagógico Contexto da Aula: Organização e Gestão de

Ambientes de Aprendizagem de Química II 40

Prática Pedagógica VII 60

Seminários de Monografia 40

SUB TOTAL 400

Período VIII

Núcleo Específico de Química

Físico-Química III 60

Análise Instrumental 100

Métodos Físicos de Análise Orgânica 60

Química Ambiental 40

Prática Pedagógica VIII 60

Monografia II 40

SUB TOTAL 360

TOTAL PARCIAL 3720

Estágio Curricular Supervisionado 480

Atividades Acadêmico-Científico-Culturais 240

CARGA HORÁRIA TOTAL 4440

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LICENCIATURA EM QUÍMICA

SÍNTESE

ESPECIFICAÇÕES Carga horária

(h/a)

CONTEÚDO 4440

PRÁTICA PROFISSIONAL*:

o PRÁTICA PEDAGÓGICA 480

o ESTÁGIO CURRICULAR SUPERVISIONADO 480

o ATIVIDADES ACADÊMICO-CIENTÍFICO – CULTURAIS** 240

SUB TOTAL 5640

MONOGRAFIA 80

CARGA HORÁRIA TOTAL 5720

OBSERVAÇÕES:

*A Prática Profissional é incluída em conformidade com a concepção da Resolução CNE/CP 2,

de 19/02/2002, homologada no D. O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p. 9. **Atividades centradas na perspectiva da educação permanente, dinâmica e em movimento,

antenada às novas produções científico-culturais demandadas pelas necessidades oriundas da realidade social, distribuídas no decorrer de todo curso. Carga horária definida pela Resolução CNE/CP 2, de 19/02/2002, homologada no D. O.U., Brasília, em 04.03.2002, seção 1, p.9.

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80

1º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Química Geral I Carga Horária: 80h

Ementa

Matéria, energia e transformação. Transformações químicas e suas leis. Modelos

atômicos. Estrutura nuclear e tabela periódica. Introdução a ligações químicas. Principais

funções inorgânicas.

Objetivos

Entender as transformações químicas e suas leis

Fornecer conhecimentos básicos sobre estrutura atômica, ligações químicas, forças

intermoleculares e intramoleculares nos estado sólido, líquido e gasoso.

Conhecer a tabela periódica e seus usos.

Conteúdo Programático

1. Transformações químicas e suas leis

2. Transformações da matéria

3. Introdução às leis das reações químicas

4. Leis ponderais

5. As leis volumétricas

6. Hipótese de Avogadro

7. Evolução histórica dos modelos atômicos

8. Teoria atômica de Dalton

9. Descoberta do elétron: experiência de Thomson; experiência de Millikan

10. Modelo atômico de Thomson

11. Descoberta do próton

12. O modelo atômico de Rutherford

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13. A natureza da luz: parâmetros da luz como onda e como partícula

14. Modelo atômico de Bohr

15. Relação entre o modelo atômico de Bohr e o espectro característico do átomo de hidrogênio

16. Efeito fotoelétrico/ Interpretação do efeito fotoelétrico

17. Modelo atômico atual

18. Estrutura atômica e tabela periódica

19. Conceitos fundamentais: número atômico, elemento químico, número de massa, semelhanças atômicas

20. Unidade de massa atômica: massa atômica de um átomo; massa atômica de um isótopo; massa atômica de um elemento, massa molecular média

21. Conceito de mol e a constante de Avogadro

22. Configuração eletrônica / Notação

23. Descrição da eletrosfera de átomos monoeletrônicos e átomos polieletrônicos

24. Preenchimento de orbitais atômicos

25. Diagrama de Pauling

26. Configurações especiais

27. Propriedades periódicas e aperiódicas

28. Classificação dos elementos na tabela periódica

29. Aspectos qualitativos das ligações químicas

30. Ligação iônica

31. Forças de interação interiônica

32. Fórmula de compostos iônicos

33. Retículo cristalino dos compostos iônicos

34. Número de coordenação

35. Propriedades dos compostos iônicos

36. Ligações covalentes

37. Estrutura de Lewis

38. Ligações múltiplas

39. Geometria molecular

40. Polaridade das ligações covalentes

41. Número de oxidação

42. Ligações intermoleculares e estados físicos

43. Propriedades das substâncias covalentes

44. Ligações metálicas

45. Processos de dissociação e ionização e formação de soluções

46. Ácidos e bases: teoria de Arrhenius, teoria de Bronsted-Lowry e teoria de Lewis, nomenclatura, ligações químicas, classificações, força de ácidos e bases.

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47. Sais: definição, nomenclatura e propriedades

48. Óxidos: definição, nomenclatura e propriedades

49. Estequiometria das reações:

50. Os significados de uma equação química

51. Cálculos estequiométricos: casos gerais, a análise de combustão, processos envolvendo substâncias impuras e rendimento de reação, problemas com reagentes limitantes e misturas de reagentes, processos abrangendo reações sucessivas

52. Determinação da composição centesimal

53. Determinação da fórmula empírica a partir de análise elementar

54. Determinação da fórmula empírica a partir de análise de combustão

Bibliografia Básica

1.Kotz, J. C.; Treichel Jr, P. M., Química e reações químicas. 5 ed.; Cengage Learning:

São Paulo, 2008; Vol. 1.

2.Kotz, J. C.; Treichel Jr, P. M., Química e reações químicas. 5 ed.; Cengage Learning:

São Paulo, 2008; Vol. 2.

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Bibliografia Complementar

1.Mahan, B. H.; Myers, R. J., Química um curso universitário. 4 ed.; Benjamin/Cummings

(Editora Edgar Blücher - Brasil): Menlo Park, Calif.; Wokingham, 1995.

2.Atkins, P., princípios de química. 3 ed.; LCT Rio de Janeiro, 2003.

3.Russell, J. B., Química Geral. 2 ed.; Makron Books: 2004; Vol. 1, 662 p.

4.Russell, J. B., Química Geral. 2 ed.; Makron Books: 2004; Vol. 2, 628 p.

5.Brady, J.; Humiston, G. E., Química Geral. LCT: 1986; Vol. 1, 410 p.

6.Brady, J.; Humiston, G. E., Química: Matéria e suas transformações. LTC: 1986; Vol. 2,

406 p.

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1º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Formação e Estrutura da Vida na Terra

Carga Horária: 60h

Ementa

Introdução aos aspectos geológicos da Terra; Teorias da origem dos seres vivos; Teorias

da evolução biológica; Conceitos básicos em ecologia; Estudo do inter-relacionamento

entre os seres vivos e seu meio ambiente. Fatores bióticos e abióticos. Os ecossistemas;

Processos ecológicos; Dinâmica de populações; Biogeografia. Introdução à citologia.

Tipos celulares e biomoléculas.

Objetivos

Entender as hipóteses relacionadas a origem do universo, as hipóteses relacionadas a

origem da vida na Terra, a constituição celular em termos de organelas e biomoléculas.

Identificar a relação entre os seres vivos e o ecossistema. Compreender a importância da

cadeia alimentar e do equilíbrio ecológico.

Conteúdo

1.Origem da Terra, o tempo da Terra e o tempo do homem (hipótese de Gaia) 2.Teorias da origem dos seres vivos:

2.1. Abiogênese e biogênese;

2.2. Evolução dos sistemas químicos (teoria de Oparim e Haldane);

2.3. Panspermia cósmica;

2.4. Hipóteses autotrófica e heterotrófica; 3.Evolução da célula:

3.1. Mutacionismo e surgimento dos organismos procariontes;

3.2. Surgimento dos organismos eucariontes;

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3.3. Organelas celulares: uma visão geral

4.Introdução à biologia molecular da célula: 4.1. Biomoléculas 5. Introdução à ecologia: relações com outras Ciências 6. Níveis de organização, propriedades emergentes e modelos 7. Conceito de ecossistemas: uma visão sobre litosfera, hidrosfera e atmosfera. 8. Fatores Ambientais 9. Cadeia e teia alimentares 10. Relações energéticas: fotossíntese, respiração, quimiossíntese e fermentação. 11. Nicho ecológico, habitat, lei do mínimo, lei de Gaus, esteno e euri 12. Fluxo de energia 13. Produção primária e secundária 14. Ciclo da Matéria 15. Sucessão ecológica 16. Biodiversidade 17. Ecologia das Populações 18. Interações entre as espécies 19. Biogeografia: principais biomas do Brasil e

Bibliografia Básica

BRUCE ALBERTS ... [et al.]. Biologia molecular da célula. Tradução de Amauri Braga

Simonetti ... [et al.]. 3. ed. Porto Alegre: Artes Médicas, 1997.

LEHNINGER, Albert L; NELSON, David L; COX, Michael M. Lehninger princípios de

bioquímica. Traducao de Arnaldo Antônio Simões, Wilson Roberto Navega Lodi. 3. ed.

São Paulo: Sarvier, 2002.

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86

FUTUYMA, Douglas J. Biologia evolutiva. Coordenador da tradução Mario de Vivo;

coordenação da revisão técnica Fabio de Melo Sene. 2. ed. Ribeirão Preto: FUNPEC RP,

2002.

RICKLEFS, Robert. A economia da natureza: um livro-texto em ecologia

básica. Tradução de Cecília Bueno, Pedro P. de Lima e Silva. 3. ed. rev. e atual

Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996.

ODUM, Eugene Pleasanto. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara, 1988.

1º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Mecânica Clássica I

Carga Horária: 60h

Ementa:

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Grandezas físicas, notação científica, algarismos significativos, vetores, estudos dos

movimentos, as Leis de Newton e aplicações, trabalho e energia.

Objetivos

Dar subsídio geral e introdutório ao aluno para compreender os fenômenos físicos

relacionado ao movimento.

Conteúdo

1.Revisão de movimento unidimensional

1.1. Movimento uniforme (MU) e movimento uniformemente variável (MUV).

1.2. Queda livre.

1.3. Gráficos do MU e MUV.

1.4. Movimento com aceleração variável

2.Vetores

2.1. Operações básicas de vetores. Vetores de bases.

2.2. Resultantes. Método do paralelograma e do polígono. Lei dos cossenos.

2.3. Produto escalar, produto vetorial e produto misto.

3.Movimento di e tridimensional

3.1.Vetores posição e deslocamento.

3.2.Vetores velocidade e velocidade média.

3.3. Vetores aceleração a aceleração média.

3.4. Aplicações: componentes do vetor aceleração (aceleração centrípeta e a aceleração

tangencial), lançamento oblíquo, movimento circular, movimento de um satélite em órbita e

movimento relativo.

4.As Leis de Newton

4.1. Forças-sistemas de forças-resultante.

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4.2. Equilíbrio- 1ª. Lei de Newton- discussões.

4.3. 3ª Lei de Newton. Ação-reação.

4.4. 2ª. Lei de Newton- Tipos de forças. Discussões – massa-peso.

4.5. Lei de Newton da gravitação universal.

4.6. Aplicações à 2ª. Lei de Newton.

4.7. Força de arrastro e velocidade terminal

Bibliografia Básica

Halliday, David e Resnick, Robert. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro. Editora LTC

S/A, 7ª Edição, Volume 1, Rio de janeiro, 2005.

Nussenzveig, H. Moysés. Curso de Física Básica. Ed. Edgard Blücher Ltda. São Paulo,

Vol. 1, 1996.

Tipler, Paul Allan e Gene Mosca, Física para cientista e engenheiros: Mecânica,

oscilações e ondas e Termodinâmica. Tradução: Fernando Ribeiro da Silva e Gisele

Maria Ribeiro. Editora LTC S/A 5ª. Edição, Vol. 1, 2006.

Bibliografia Complementar

Serway, A. Raymond/ Jewett Jr, W. John. Princípios de Física. Mecânica Clássica.

Volume 1. Tradução: André Koch Torres Assis. São Paulo. Pioneira Thomsom Learding,

2004. Terceira edição.

Keller, Frederick J./ Gettys, Edwards W./ Skove Malcolm J., Física, Volume 1. Tradução:

Eliana Farias e Soares, Eunice F. A. Andrade e Vera Regina L. F. Flores. Editora Makron

Books, São Paulo, 1997. Segunda edição.

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1º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Trabalho Experimental

Carga Horária: 60h

Ementa

O ambiente experimental: materiais básicos (alternativos e convencionais) usados em

análises químicas, principais técnicas de manipulação e utilização de materiais e

equipamentos necessários aos ensaios experimentais; noções de instalações físicas

adequadas; normas fundamentais de segurança. Medição e grandezas: grandezas

fundamentais e derivadas (definições e introdução às técnicas de medição), unidades de

medidas, notação científica, algarismos significativos; ordem de grandeza; Experimentos e

leis científicas.

Objetivos

Proporcionar ao aluno o conhecimento que possibilite o emprego de materiais

convencionais e alternativos, bem como noções básicas de primeiros socorros e normas

de organização e segurança em laboratórios de modo a motivá-lo a utilizar este ambiente

como recurso facilitador do aprendizado na área de Ciências da Natureza.

Estabelecer conhecimentos básicos de medidas no intuito de possibilitar uma visão de

sua incerteza e qualificar sua precisão.

Introduzir conhecimentos filosóficos básicos que permitam ao educando a percepção da

transitoriedade dos modelos científicos e criação de noção de ciência como uma estrutura

dependente de condições sócio-culturais e não verdade absoluta a despeito destas

condições não invalidarem seu valor que se prende fundamentalmente ao seu principal

pilar: sua dialética teórico-experimental.

Conteúdo Programático

SUB-TEMA DE BIOLOGIA

SUB-TEMA DE FÍSICA

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SUB-TEMA DE QUÍMICA

1.Considerações sobre organização, segurança e layout de laboratórios destinados

ao desenvolvimento de práticas de biologia, física e química.

2.Apresentação, função e manuseio dos principais materiais usados em laboratórios

de química.

3.Equipamentos mais comuns usados em aquecimento: estufa, bico de Bunsen,

banho-maria, mantas aquecedoras, chapas de aquecimento.

4.Medidas de volumes

4.1. Conceitos;

4.2. Técnica de pipetagem;

4.3.Técnica de manuseio de bureta.

5.Densidade

5.1. Conceito, aplicações;

5.2. Determinação experimental de densidade de sólidos.

6.Misturas

6.1. Conceitos;

6.2. Alguns métodos de separação;

6.3 Separação magnética;

6.4 Filtração (simples e a vácuo);

6.5. Sedimentação;

6.6. Decantação;

6.7. Evaporação;

6.8. Destilação simples;

7. Indicadores de pH

7.1 Conceitos;

7.2 Indicadores e seus “pontos de viragem”.

Bibliografia Básica

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Maia, D., Práticas de química para engenharias. 1 ed.; Átomo: 2008; 150 p.

Russell, J. B., Química Geral. 2 ed.; Makron Books: 2004; Vol. 1, 662 p.

Russell, J. B., Química Geral. 2 ed.; Makron Books: 2004; Vol. 2, 628 p.

Bibliografia Complementar

Brady, J.; Humiston, G. E., Química Geral. LCT: 1986; Vol. 1, 410 p.

Brady, J.; Humiston, G. E., Química: Matéria e suas transformações. LTC: 1 986; Vol. 2,

406 p.

Atkins, P., princípios de Química. 3 ed.; LCT Rio de Janeiro, 2 São Paulo, 1982.

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2º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Introdução à Biologia Celular e Genética

Carga Horária: 100h

Ementa

Composição básica da vida. Importância da água. Biomoléculas. Caracterização de

células procarióticas e eucarióticas. Noções introdutórias sobre metabolismo (fotossíntese,

respiração celular, fermentação alcoólica e láctica, processos de duplicação do material

genético, transcrição, tradução). Membrana Celular. Transporte através de membrana.

Junções Celulares. Identificação e caracterização das organelas. Citoesqueleto. Divisão

Celular. Noções introdutórias sobre hereditariedade (1ª e 2ª leis de Mendel, genética do

sistema ABO)

Objetivos

Apresentar ao aluno os conceitos elementares referentes à composição básica da vida, às

diferentes estruturas celulares, suas organizações e funções.

Reconhecer alguns dos principais processos metabólicos, tanto do anabolismo quanto do

catabolismo.

Compreender os mecanismos básicos de divisão celular bem como da hereditariedade.

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Conteúdo

1. Célula procariótica: constituição e organização; onde são encontradas.

2. Célula eucariótica: evolução da célula eucariótica e hipóteses propostas; constituição

e organização; onde são encontradas.

2.1 Principais características das células animal e vegetal.

3. Componentes químicos das células

3.1. moléculas inorgânicas e orgânicas

4. Estrutura de Membranas Biológicas

4.1. Bicamada lipídica: fluido bidimensional

4.2. Proteínas de membrana (integral e periférica)

4.3. Carboidratos: revestimento celular.

5. Transporte Celular

5.1. Transporte ativo e transporte passivo

6. Junções celulares:

7. Organelas

7.1. Estrutura, funções e evolução

8. Relações energéticas: fotossíntese, respiração, quimiossíntese e fermentação.

9 . Citoesqueleto: filamentos de actina; filamentos intermediários; microtúbulos.

10. Divisão celular: núcleo celular

10.1. Mitose: transformações no núcleo e no citoplasma;

10.2. Meiose: transformações no núcleo e no citoplasma; células germinativas; fertilização;

crossing-over.

11. Genética Clássica

11.1. 1ª Lei de Mendel;

11.2. Mendel;

12. Embriologia Básica

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12. 2. Introdução à embriologia comparada

12.3. Visão geral do desenvolvimento embrionário humano

12.4. Células Tronco

13. Práticas Laboratoriais (identificação de diferentes tipos celulares e processo de

divisão celular)

Bibliografia Básica

PURVES, WILLIAM K. - Vida: a ciência da biologia – Volume I: Célula e Hereditariedade –

6.ed. - 2005

Bruce Alberts, Alexander Johnson, Peter Walter, Biologia molecular da célula. - 4.ed. –

2004

LEHNINGER, Albert L; NELSON, David L; COX, Michael M. - Lehninger princípios de

bioquímica. - 4.ed. – 2006

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2º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Química Geral II

Carga Horária: 80h

Ementa

Dispersões. Propriedades coligativas. Composição estequiométrica e estequiometria de

reações. Propriedades dos gases ideais. Processos de oxirredução.

Objetivos

Estudar o efeito da mistura entre disperso e dispersante nos diversos tipos de dispersões,

dando ênfase aos estudos nas soluções e propriedades coligativas.

Fornecer elementos teóricos básicos para dominar a linguagem química, no sentido de

classificar as substâncias, diferenciando-os em suas propriedades químicas e

quantificando-as através de relações estequiométricas.

Estudar o comportamento macroscópico dos gases ideais e as equações que os

descrevem.

Conteúdo Programático

PARTE TEÓRICA

1. Propriedades dos gases

1.1. O gás perfeito (ou ideal);

1.1.1. Os estados dos gases;

1.1.2. As leis dos gases;

1.2. Equação geral dos gases perfeitos;

1.3. Mistura de gases e lei de Dalton;

1.4. Frações molares e pressões parciais;

1.5. Difusão e efusão de gases;

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96

1.6. A teoria cinética molecular e as leis dos gases;

1.7. Gases reais e equação de Van der Walls.

2. Estequiometria das reações:

2.1. Os significados de uma equação química

2.2. Cálculos estequiométricos: casos gerais, a análise de combustão, processos

envolvendo substâncias impuras e rendimento de reação, problemas com reagentes

limitantes e misturas de reagentes, processos abrangendo reações sucessivas

2.3. Determinação da composição centesimal

2.4. Determinação da fórmula empírica a partir de análise elementar

2.5. Determinação da fórmula empírica a partir de análise de combustão

3. Dispersões e soluções

3.1. Principais tipos de dispersões;

3.2. Expressões de concentração;

3.3. Mecanismos de dissolução: forças que atuam;

3.4. Calor de dissolução;

3.5. Saturação das soluções;

3.6. Curvas de solubilidade;

3.7. Solubilidade dos gases;

3.8. Lei de Henry;

3.9. Propriedades coligativas;

3.10. Solução coloidal: propriedades, preparação, purificação, estabilidade.

4. Processos de oxi-redução:

4.1. Conceito e determinação de número de oxidação;

4.2. Reações de transferência de elétrons;

4.3. Balanceamento de equações de oxi-redução: método da variação do nox e método das meias reações.

4.4. Estequiometria redox;

4.5. Pilha de Daniel;

4.6. Tensão de célula e espontaneidade;

4.7. Eletrólise;

4.8. Equação de Nernst: influência da concentração e da temperatura no potencial de célula.

PARTE EXPERIMENTAL

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1. Determinação da densidade de gases.

2. Método das variações múltiplas.

3. Preparo e diluição de soluções.

4. Padronização de soluções.

5. Determinação do teor de ácido acético no vinagre comercial.

6. Verificação da espontaneidade de uma reação de oxirredução.

7. Pilha de Daniell.

8. Pilha de corrosão.

Bibliografia Básica

Kotz, J. C.; Treichel Jr, P. M., Química e reações químicas. 5 ed.; Cengage Learning:

São Paulo, 2008; Vol. 1.

Kotz, J. C.; Treichel Jr, P. M., Química e reações químicas. 5 ed.; Cengage Learning:

São Paulo, 2008; Vol. 2.

Mahan, B. H.; Myers, R. J., Química um curso universitário. 4 ed.; Benjamin/Cummings

(Editora Edgar Blücher - Brasil): Menlo Park, Calif.; Wokingham, 1995.

Atkins, P., princípios de Química. 3 ed.; LCT Rio de Janeiro, 2003.

Bibliografia Complementar

Russell, J. B., Química Geral. 2 ed.; Makron Books: 2004; Vol. 1, 662 p.

Russell, J. B., Química Geral. 2 ed.; Makron Books: 2004; Vol. 2, 628 p.

Brady, J.; Humiston, G. E., Química Geral. LCT: 1986; Vol. 1, 410 p.

Brady, J.; Humiston, G. E., Química: Matéria e suas transformações. LTC: 1986; Vol. 2,

406 p.

Maia, D., Práticas de química para engenharias. 1 ed.; Átomo: 2008; 150 p.

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98

2º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Mecânica Clássica II

Carga Horária: 80h

Ementa

Trabalho e energia, conservação de energia, momento linear, impulso de uma força, sistemas de partículas, colisões, Movimento rotacional, torque, movimento oscilatório e

ondas.

Objetivo

Dar subsídio geral e introdutório ao aluno para compreender os fenômenos físicos

relacionado ao movimento.

Conteúdo

1.Trabalho e energia

1.1. Trabalho de uma força constante.

1.2. Trabalho de uma força variável.

1.3. Energia- tipos de energia-Energia mecânica.

1.4. Energias potenciais gravitacional e Elástica.

1.5. Energia cinética.

1.6. Teorema trabalho-energia.

1.7. Forças conservativas e dissipativas. Leis de conservação

1.8. Potência e velocidade.

1.9. Trabalho interno e energia interna.

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99

1.10. Massa e energia.

2. Equilíbrio de corpos rígidos – Torque

2.1. Torque ou Momento da força.

2.2. Segunda condição de equilíbrio.

2.3. Centro de gravidade.

2.4. Binários.

2.5. Torque vetorial.

3. Impulso e Momento angular

3.1. Impulso e momento linear.

3.2. Conservação do momento linear.

3.3. Colisões. Tipos de colisões. Colisões uni e bi dimensional.

3.4. Centro de massa.

3.5. Princípios de propulsão de foguetes.

4. Rotações

4.1. Velocidade e aceleração angular.

4.2. Rotação com aceleração angular constante.

4.3. Energia cinética de rotação – momento de inércia.

4.4. Trabalho e potência no movimento rotacional.

4.5. Torque e aceleração angular.

4.6. Rotação em torno de um eixo em movimento.

4.7. Teorema dos eixos paralelos.

4.8. Momento angular e impulso angular.

4.9. Conservação do momento angular.

4.10. Reapresentação vetorial de grandezas angulares.

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100

4.11. Comparação entre o movimento linear e angular.

5. Movimento Oscilatório

5.1.Movimento Harmônico Simples (MHS)

5.2.Força restauradora e MHS

5.3.Eqs. de movimentos de um sistema massa-mola e pêndulo simples (pequenas

vibrações)

5.4.Análise do MHS – amplitude, freqüência e fase.

5.5.MHS e MCU.

5.6.Composição do MHS.

5.7.Análise de Fourier.

5.8.Figuras de Lissajous.

5.9.Energia no MHS.

5.10.Energias cinética, potencial e total do sistema massa-mola e pêndulo simples.

5.11. Amortecimento e Ressonância

5.12.Movimento harmônico amortecido

5.13.Movimento harmônico forçado.

5.14.Ressonância

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101

6. Ondas

6.1. Pulsos Ondulatórios

6.2. Ondas, comprimento de onda, freqüência e período.

6.3. Velocidade de ondas.

6.4.Ondas harmônicas

6.5. Energia Transmitida por uma onda

6.6. Superposição e interferência de ondas harmônicas

6.7. Ondas estacionárias

6.8. Ondas em uma dimensão

6.9. Pulsos ondulatórios

6.10. Ondas mecânicas e eletromagnéticas

6.11. Características das ondas mecânicas

6.13. Reflexão de ondas unidimensionais

6.14. Velocidade de uma onda.

6.15. Interferência.

7. Acústica

7.1. Ondas sonoras: propagação e velocidade.

7.2. Ondas sonoras harmônicas.

7.3. Intensidade de ondas tridimensionais.

7.4. Medição de ondas sonoras.

7.5. Ondas sonoras estacionárias.

7.6. Batimentos.

7.7.Tom e timbre.

7.8. Efeito Doppler.

Bibliografia Básica

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102

Halliday, David e Resnick, Robert. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro. Editora LTC

S/A, 7ª Edição, Volumes 1 e 2, Rio de janeiro, 2005.

Nussenzveig, H. Moysés. Curso de Física Básica. Ed. Edgard Blücher Ltda. São Paulo,

Vol. 1, 1996.

Tipler, Paul Allan e Gene Mosca, Física para cientista e engenheiros: Mecânica,

oscilações e ondas e Termodinâmica. Tradução: Fernando Ribeiro da Silva e Gisele

Maria Ribeiro. Editora LTC S/A 5ª. Edição, Vol. 1, 2006.

Bibliografia Complementar

Serway, A. Raymond/ Jewett Jr, W. John. Princípios de Física. Mecânica Clássica.

Volumes 1 e 2. Tradução: André Koch Torres Assis. São Paulo. Pioneira Thomsom

Learding, 2004. Terceira edição.

Keller, Frederick J./ Gettys, Edwards W./ Skove Malcolm J., Física, Volumes 1 e 2.

Tradução: Eliana Farias e Soares, Eunice F. A. Andrade e Vera Regina L. F. Flores.

Editora Makron Books, São Paulo, 1997, Segunda edição.

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3º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Fundamentos de físico-química

Carga Horária: 80h

Ementa

Princípios de reatividade: energia e reações químicas. Cinética Química. Equilíbrio

Químico.

Objetivos

Entender e interpretar a variação de energia em sistemas químicos.

Estudar a rapidez das transformações químicas e os fatores que influenciam essa

rapidez.

Estudar e entender os fatores que determinam o quão rápida será uma reação química e

sua relação com concentração e mecanismo de reação.

Estudar os sistemas em equilíbrio do ponto de vista termodinâmico e cinético.

Estudar os sistemas em equilíbrio em meio aquoso enfocando pH e pOH e conceito de

solução tampão.

Conteúdo

1.Princípios de reatividade: energia e reações químicas

1.1.Energia

1.2.Conservação da energia

1.3.Temperatura e calor

1.4.Sistemas e vizinhanças

1.5.Equilíbrio térmico

1.6.Unidades de energia

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104

1.7.Capacidade calorífica específica e transferência de calor

1.8.Energia e mudança de estado

1.9.Primeiro Princípio da Termodinâmica

1.10.Entalpia

1.11.Funções de estado

1.12.Calorimetria

1.13.Lei de Hess

1.14.Entalpias padrão de formação

1.15.Reações com formação favorecida de produtos ou reagentes e a termoquímica

2.Cinética química: conceito, introdução

2.1.Rapidez das reações químicas

2.2.Velocidade instantânea versus velocidade média

2.3.Fatores que afetam a velocidade de reação

2.4.Leis de velocidade

2.5.Lei de velocidade pelo método das velocidades iniciais

2.6.Ordem de reação

2.7.Relação entre concentração e tempo

2.8.Reação de ordem zero

2.9.Reação de primeira ordem

2.10.Reação de segunda ordem

2.11.Meia-vida

2.12.Meia-vida para reações de primeira ordem

2.13.Meia-vida para reações de segunda ordem

2.14.Lei de velocidade pelo método gráfico

2.15.Teoria das colisões

2.16.Número de colisões

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105

2.17.Colisões efetivas

2.18.Orientação favorável

2.19.Mecanismos de reação

2.20.Molecularidade de etapas elementares

2.21.Equações de velocidade para etapas elementares

2.22.Molecularidade e ordem de reação

2.23.Mecanismos de reação e equações de velocidade

2.24.Pressões parciais

2.25.Lei de velocidade em função das pressões parciais para sistemas gasosos

2.26.Temperatura, velocidade de reação e energia ativada

2.27.Teoria do estado de transição

2.28.Efeito do catalisador sobre a velocidade da reação

3.Equilíbrio químico

3.1.Introdução

3.2.Estudo do equilíbrio químico em sistemas moleculares homogêneos

3.2.Lei de ação das massas ou lei de Guldberg–Waage

3.3.Constante de equilíbrio em função das concentrações molares

3.4.Aplicações de kc

3.5.Previsão de reação

3.6.Previsão de concentração no equilíbrio

3.7.Previsão da direção (sentido) de uma reação

3.8.Constante de equilíbrio em função das pressões parciais

3.9.Constante de equilíbrio em função das frações molares

3.10.Constante de equilíbrio e energia livre

3.11.Grau de equilíbrio: Conceito

3.12.Estudo do equilíbrio químico em sistemas heterogêneos

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106

4.Deslocamento do equilíbrio químico em sistemas homogêneos

4.1.Introdução

4.2.Efeito da concentração (ou pressão parcial)

4.3.Efeito da pressão total sobre sistemas gasosos

4.4.Efeito da temperatura

4.5.Efeito da adição de um gás inerte

4.6.Efeito de um catalisador

4.7.Equilíbrio iônico da água

4.8.Grau e constante de ionização

4.9.Concentração de H+ e OH-:

4.10.Em soluções aquosas ácidas

4.11.Em soluções aquosas básicas

4.12.Cálculo da [H+] e [OH-] em soluções aquosas ácidas

4.13.Solução de ácido forte

4.14.Solução de base forte

4.15.Solução de ácido fraco

4.16.Conceito de pH e pOH

4.16.1.pH e pOH em água pura

4.16.2.pH e pOH em solução ácida

4.16.3.pH e pOH em solução básica

4.17.Solução tampão (buffer)

4.17.1Introdução

4.18.pH de uma solução de um ácido fraco e um seu sal

4.19.pH de uma solução de uma base fraca e um seu sal

4.20Efeito tampão

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107

Bibliografia Básica

Atkins, P., Físico-Química: Fundamentos. 3 ed.; LTC: 2003; 488 p.

Castellan, G., Fundamentos de Físico-Química: Sistemas SI. LTC: 1986; 527 p.

Bibliografia Complementar

Atkins, P.; Paula, J. d., Físico-Química. 8 ed.; LTC: 2008; Vol. 1/2, 592 p.

Atkins, P.; Paula, J. d., Físico-Química. 8 ed.; LTC: 2008; Vol. 2/2, 429 p.

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3º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Biologia Humana

Carga Horária: 80h

Ementa

Conceitos fundamentais teóricos e práticos de Histologia Humana: classificação dos

tecidos. Ensino teórico de fisiologia humana: mecanismos básicos da fisiologia orgânica e

relações entre os órgãos e os diversos sistemas orgânicos.

Objetivos

Verificar a constituição dos diferentes tipos de tecidos humanos

Verificar sistematicamente a constituição do corpo humano abordando suas estruturas

anatômicas assim como Órgãos e Tecidos.

Descrever os mecanismos básicos de fisiologia humana abordando o funcionamento dos

diversos sistemas orgânicos.

Conteúdo

1. Histologia Básica

1.1Características gerais dos principais tecidos e suas variações

1.2 Tecidos epiteliais

1.3 Tecidos conjuntivos

1.4 Tecidos musculares

1.5 Tecido nervoso

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2.Sistema locomotor

3. Sistema Respiratório.

4. Sistema Circulatório.

5.Sistema Digestório.

6.Sistema Excretor – Sistema Urinário.

7.Sistema Nervoso.

8.Sistema Genital.

9.Práticas Laboratoriais (visualização de células gaméticas e etapas do

desenvolvimento embrionário, identificação de ossos, músculos e órgãos dos

diferentes sistemas).

10. Práticas Laboratoriais (identificação de diferentes tipos celulares e de tecidos e

processo de divisão celular)

Bibliografia Básica

Fundamentos de Guyton tratado de fisiologia médica.

GUYTON, Arthur C.; HALL, John E. (John Edward). 10. edição - 2002.

Sobotta | Atlas de Histologia Citologia, Histologia e Anatomia Microscópica

Sobotta, Johannes/Welsch, Ulrich.ª edição – 2007

Fisiologia.Margarida De Mello Aires.3ª edição – 2007

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110

3º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Estados da Matéria Carga Horária: 80h

Ementa:

Estudos dos sólidos: os tipos e as características dos cristais, os sólidos cristalinos,

interferência de raio X, difração. Estudos dos líquidos: hidrostática, fenômeno de

superfície, hidrodinâmica. Estudos dos gases: Temperatura, as transformações gasosas,

gás ideal, Primeira e Segunda Lei da termodinâmica.

Objetivo:

Fornecer conhecimentos básicos de física dos estados da matéria.

Estudar as propriedades de sólidos, líquidos e gases, os processos de caracterização, as

transformações.

Conteúdo:

I. Estado Sólido:

1. Características gerais

1.1. Metais, cerâmicas e polímeros.

1.2. Sólidos cristalinos.

1.3. Sólidos amorfos.

2. Tipos e característica dos cristais:

2.1. Moleculares.

2.2. Metálicos.

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2.3. Covalentes.

2.4. Iônicos.

2.5. Modelo do átomo maciço.

3. Sólidos cristalinos:

3.1. Estrutura e características macroscópicas.

3.2. Célula unitária.

4. Algumas propriedades

4.1. Dilatação

4.2. Condução de calor.

II. Estado Líquido:

4. Hidrostática

4.1. Propriedade dos fluidos.

4.2. Fluido estático: equilíbrio em um campo de forças.

4.3. Densidade.

4.4. Pressão em um fluido.

4.5. Unidade de pressão e densidade.

4.6. Medição de pressão: barômetro e manômetros.

4.7. Pressão absoluta e pressão manométrica.

4.8. Princípio de Stevin.

4.9. Princípio de Pascal.

4.10. Princípio de Arquimedes.

4.11. Empuxo e equilíbrio.

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5. Dinâmica dos Fluidos (Hidrodinâmica)

5.1. Escoamento.

5.2. Fluido ideal (não- viscoso e incompressível) num regime permanente e não

turbulento.

5.3. Linhas de fluxo (o elemento) e linhas de corrente ( o ponto).

5.4. Tubo de corrente e a equação da continuidade.

5.5. A equação de Bernoulli – conservação de energia num fluido.

5.6. Aplicações: Lei de Torricelli e o efeito Venturi.

5.7. Escoamento viscoso.

5.8. Fluxo laminar e viscosidade.

5.9. Lei de Poiseuille.

5.10. Turbulência e o número de Reynolds.

III- Estado Gasoso: termodinâmica

1.Temperatura

1.1. Medição de temperatura: escalas termométricas.

1.2. Escala absoluta.

1.3. Expansão térmica.

1.4. Lei dos gases ideais.

2. Primeira Lei da termodinâmica:

2.1. Definição de calor e trabalho.

2.2. Primeira lei da termodinâmica.

2.3. Transferência de calor.

2.4. Energia interna de um gás ideal.

2.5. Capacidades caloríficas.

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3. Segunda Lei da Termodinâmica:

3.1. Máquinas térmicas e refrigeradores.

3.2. Os postulados da segunda Lei da termodinâmica.

3.3. Ciclo de Carnot.

3.4. Entropia como conceito estatístico.

3.5. Entropia e seta do tempo: o problema da irreversibilidade.

4. Teoria Cinética dos Gases.

4.1. Conceitos fundamentais de gases.

4.2. A teoria atômica da matéria.

4.3. A teoria cinética dos gases.

4.4. Teoria cinética da pressão.

4.5. Equação de estado de um gás ideal.

4.6. A Lei dos Gases Perfeitos. Transformações gasosas.

4.7. Calores específicos e equipartição de energia.

Bibliografia Básica:

Halliday, David e Resnick, Robert. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro. Editora LTC

S/A, 7ª Edição, Volume 2, Rio de janeiro, 2005.

Finn, E. J./ Alonso, M. Física. Volume único. Editora Addilson-Wesley Iberoamericana.

1995. Wilmington. U.S.A.

Kittel, Charles, Introdução à Física do Estado Sólido. LTC editora S/A. Rio de Janeiro,

2006. 6ª. Edição.

Bird, R. Byron/Stewart, Warren E./Lightfoot, Edwin N. Fenômenos de Transporte. LTC

editora S/A. Rio de Janeiro, 2004. 2ª. Edição.

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114

Bibliografia Complementar:

Serway, A. Raymond/ Jewett Jr, W. John. Princípios de Física. Mecânica Clássica. Volume

2. Tradução: André Koch Torres Assis. São Paulo. Pioneira Thomsom Learding, 2004.

Terceira edição.

Keller, Frederick J./ Gettys, Edwards W./ Skove Malcolm J., Física, Volume 2. Tradução:

Eliana Farias e Soares, Eunice F. A. Andrade e Vera Regina L. F. Flores. Editora Makron

Books, São Paulo, 1997, Segunda edição.

4º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Estrutura e Diversidade dos Seres Vivos Carga Horária: 80h

Ementa

Ensino teórico de anatomia e fisiologia humanas: mecanismos básicos da fisiologia

orgânica e relações entre os órgãos e os diversos sistemas orgânicos.

Neste eixo temático serão abordadas também as bases da classificação,

identificação e nomenclatura vegetal. Morfologia, reprodução e biologia dos

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115

principais grupos de fungos, algas, briófitas e plantas vasculares sem sementes,

gimnospermas e angiospermas.

Ensino teórico/prático de zoologia: uma ampla visão sobre os principais filos do

reino animal. Uma visão evolutiva também é enfocada durante a apresentação de

cada um dos filos.

Conceitos fundamentais teóricos e práticos de Microbiologia: classificação, citologia

microbiana, nutrição e crescimento bacteriano, produção e utilização de energia por

microorganismos, genética e controle microbiano, quimioterapia antimicrobiana,

generalidades sobre vírus e fungos, técnicas de visualização de microorganismos, testes

de sensibilidade antimicrobiana, meios de cultivo, técnicas de coloração; limpeza,

montagem e esterilização de material utilizado em microbiologia e características

morfológicas dos fungos.

Objetivos

Abordar sistematicamente os seres vivos quanto à sua estrutura e diversidade e introduzir as bases teóricas para o estudo dos diferentes grupos taxonômicos, promovendo uma visão abrangente sobre tais organismos e seus modos de interação com o ambiente.

Conteúdo

I. ANATOMIA (30h)

1. Construção do Corpo Humano - Planos e Eixos - Variação Anatômica.

2. Ossos:

2.1. Esqueleto Axial.

2.2. Esqueleto Apendicular.

3. Miologia: Generalidades - Músculos em Geral.

4. Aparelho Respiratório.

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5. Sistema Circulatório.

6. Sistema Digestório.

7. Sistema Excretor – Sistema Urinário.

8. Sistema Nervoso.

9. Sistema Genital.

II. FISIOLOGIA (30h)

1. Do Sistema Sanguíneo, Coagulação Sanguínea

2. Do Sistema Respiratório.

2.1. Transporte dos Gases. Homeostase do pH. Equilíbrio Ácido-Básico.

3. Do Sistema Digestório:

3.1. Motilidade. Secreções. Digestão dos Nutrientes. Absorção de Nutrientes.

4. Do Sistema Urinário.

5. Do Sistema Genital.

6. Dos Órgãos Endócrinos.

7. Do Sistema Nervoso.

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117

III. ZOOLOGIA (60h)

1. Introdução à zoologia:

1.1. Principais divisões da zoologia

1.2. Aspectos característicos dos seres vivos

2. Evolução

2.1. Princípios básicos do desenvolvimento

2.2. Teorias Evolutivas

3. Classificação e Nomenclatura

3.1. Aspectos embriológicos da classificação

3.2. Caracteres gerais para classificação

4. Filo Porífera (Ascon, Sicon e Leucon)

5. Os Celenterados (Filo Cnidária – Classe Hydrozoa, Classe Scyfozoa e Classe

Anthozoa)

6. Filo Plathyelmintes (Classe Turbelaria, Classe Trematoda e Classe Cestoda)

7. Filo Nemathoda

8. Filo Molusca (Classe Polyplacophora, Classe Scaphopoda, Classe Gastrophoda e

Classe Bivalvia).

9. Filo Annelida (Classe Polychaeta, Classe Olygochaeta e Classe Hirudinea).

10. Filo Artropoda (Classe Insecta, Classe Diplopoda, Classe Crustácea, Classe

Arachnida e Classe Chilopoda)

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11. Filo Equinodermata (Classe Echinoidea, Classe Crinoidea, Classe Olothuroidea,

Classe Asteroidea e Classe Ophiuroidea).

12. Filo Chordata (Subfilo Cephalochordata e Subfilo Vertebrata)

IV. BOTÂNICA (60h)

1. Origem da vida e evolução

2. Introdução à célula vegetal

3. Sistemática e taxonomia

4. Fungos (importância/ biologia/ evolução/principais filos / reprodução)

5. Algas (Ecologia / biologia / importância / reprodução/ principais filos)

6. Briófitas (Ecologia / biologia / importância / reprodução/ filos)

7. Plantas vasculares sem sementes (evolução/ organização do corpo/ sistemas

reprodutivos / principais filos)

8. Gimnospermas (importância da semente/ evolução/ organização do corpo /

principais filos)

. Introdução a Angiospermas

V. MICROBIOLOGIA (40h)

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119

1. Introdução à Microbiologia

1.1. Histórico

1.2. Sistemática e classificação

1.3. Prática: Pesquisa de microrganismos no ambiente

2. Morfologia Bacteriana

2.1. Tipos morfológicos de bactérias

2.2. Citologia Bacteriana

2.3. Prática: Coloração de Gram

3. Fisiologia Bacteriana

3.1. Nutrição

3.2. Reprodução e crescimento

3.3. Metabolismo Microbiano

3.4. Prática: Preparação de meios de cultivo/Montagem e esterilização de vidrarias

4. Genética Microbiana

4.1. DNA bacteriano

4.2. Mutações, evolução e recombinação genética

4.3. Resistëncia a antibióticos

4.4. Engenharia genética

5. Quimioterapia Antimicrobiana

5.1. Conceitos e Mecanismos de ação dos antimicrobianos

5.2. Mecanismos de resistência aos antimicrobianos

5.3. Prática: Antibiograma

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6. Controle de Microorganismos

6.1. Fundamentos do controle microbiano

6.2. Agentes Físicos:

6.2.1. Calor seco e calor úmido

6.2.2. Radiações ionizantes e não ionizantes

6.2.3. Filtração

6.2.4. Dessecação

6.3.Agentes químicos

6.4. Prática: Ação de diferentes temperaturas sobre os microrganismos

7. Características gerais dos vírus

7.1· Estrutura Viral

7.2· Etapas da replicação viral

7.3· Bacteriófago

Bibliografia Básica

OLIVEIRA, Eurico Cabral de. Introdução à biologia vegetal. 2. ed. rev. e ampl. São Paulo:

EDUSP, 2003.

GUYTON, Arthur C.; HALL, John E. (John Edward). Fundamentos de Guyton tratado de

fisiologia médica. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.

PELCZAR, Michael Joseph, CHAN, Eddie Chin Sun, KRIEG, Noel R.

Microbiologia: conceitos e aplicações. Tradução de Sueli Fumie

Yamada; revisão técnica Celso Vataru Nakamura. 2. ed. São Paulo: Makron

Books, 1996. 2v

POUGH, F. Harvey; JANIS, Christine M.; HEISER, John B. A vida dos vertebrados.

Coordenação editorial Ana Maria de Souza. 3. ed. São Paulo: Atheneu, 2003.

RAVEN, Peter H, EVERT, Ray Franklin, EICHHORN, Susan E. Biologia vegetal.

Tradução de Ana Paula Pimentel Costa. [et al.]; revisão técnica Antonio Salatino ... [et al.].

6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001.

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121

STORER, Tracy Irwin et al. Zoologia geral. 6. ed. rev. e aum. São Paulo: Ed. Nacional,

2003.

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4º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Eletricidade e Magnetismo I Carga Horária: 80h

Ementa

Processos de eletrização, carga elétricas, força elétrica, campo elétrico, potencial elétrico,

capacitores, associação de capacitores. As leis de Ohm, corrente e resistência elétrica,

associação de resistores, geradores elétricos, circuitos simples, práticas de laboratório.

Objetivo

Compreender os fundamentos da eletricidade, relacionando seus princípios e leis com os

experimentos científicos que embasaram a investigação sobre as relações entre

propriedades e estrutura da matéria.

Compreender a evolução do conhecimento acerca da estrutura da matéria a partir do

desenvolvimento da metodologia e dos instrumentos de medição científicos.

Diferenciar os tipos de interação presentes nos diversos sistemas materiais.

Conteúdo

1. Carga elétrica-Lei de Coulomb

1.1.Histórico do eletromagnetismo;

1.2.Condutores e isolantes;

1.3.Processos de eletrização: Por atrito, contato e indução;

1.4.Força elétrica – Lei de Coulomb;

1.5.Quantização e conservação de cargas.

2. Campo Elétrico

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2.1. Vetor campo elétrico;

2.2. Intensidade do campo elétrico;

2.3. Campo criado por cargas isoladas e por distribuições contínuas de cargas;

2.4. Linhas de força

2.5. Carga puntiforme num campo elétrico uniforme;

2.6. Dipolo elétrico num campo uniforme;

2.7. Fluxo elétrico –Lei de Gauss;

2.8. A lei de Gauss e a Lei de Coulomb;

2.9. Aplicações da Lei de Gauss.

3. Potencial Elétrico

3.1. Diferença de potencial num campo elétrico (d.d.p.);

3.2. potencial criado por uma ou mais cargas puntiformes;

3.3. Potencial criado por uma distribuição contínua de cargas;

3.4. Energia potencial elétrica;

3.5. Relação entre campo e potencial;

3.6. Superfícies equipotenciais.

4. Capacitores e dielétricos

4.1. Capacitância de um condutor isolado;

4.2. Capacitância de um capacitor;

4.3. Capacitor plano;

4.4. Associação de capacitores;

4.5. Energia armazenada por um capacitor;

4.6. Influência do dielétrico.

5. Corrente Elétrica

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124

5.1. Intensidade de corrente elétrica;

5.2. Densidade de corrente elétrica;

5.3. Lei de Ohm: Resistência, resistividade condutividade;

5.4. Transferência de energia num circuito: Efeito Joule.

6. Circuitos Elétricos de Corrente

6.1. Elementos de circuito;

6.2. Força eletromotriz (f.e.m.);

6.3. Circuitos de malha fina;

6.4. Circuitos de malhas múltiplas: Lei de Kirchoff.

6.5. Ponte de Wheatstone;

6.6. Circuitos RC.

Bibliografia Básica:

Halliday, David e Resnick, Robert. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro. Editora LTC

S/A, 7ª Edição, Volume 3, Rio de janeiro, 2005.

Nussenzveig, H. Moysés. Curso de Física Básica. Ed. Edgard Blücher Ltda. São Paulo,

Vol. 3, 1996.

Tipler, Paul Allan e Gene Mosca, Física para cientista e engenheiros: Mecânica,

oscilações, ondas e termodinâmica. Tradução: Fernando Ribeiro da Silva e Gisele Maria

Ribeiro. Editora LTC S/A 5ª. Edição, Vol. 3, 2006.

Bibliografia Complementar:

Serway, A. Raymond/ Jewett Jr, W. John. Princípios de Física. Mecânica Clássica. Volume

3. Tradução: André Koch Torres Assis. São Paulo. Pioneira Thomsom Learding, 2004.

Terceira edição.

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Keller, Frederick J./ Gettys, Edwards W./ Skove Malcolm J., Física, Volume 3. Tradução:

Eliana Farias e Soares, Eunice F. A. Andrade e Vera Regina L. F. Flores. Editora Makron

Books, São Paulo, 1997, Segunda edição.

4º PERÍODO

PLANO DE ENSINO

Disciplina: Fundamentos de química orgânica

Carga Horária: 100h

Ementa

Histórico da química do Carbono; conceitos fundamentais da química orgânica; funções

orgânicas; compostos multifuncionais: ordem de prioridade segundo a IUPAC; acidez e

basicidade; isomeria. Introdução a Lipídios, carboidratos, aminoácidos e proteínas.

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Objetivos

Fornecer elementos teóricos básicos para dominar a linguagem química, no sentido de

classificar as substâncias, diferenciando-os em suas propriedades químicas.

Conhecer as principais características estruturais dos diversos tipos de compostos

químicos.

Entender como as características físico-químicas e de reatividade dos diversos sistemas

materiais são influenciadas por suas estruturas e interações.

Conteúdo

1. Histórico da Química dos compostos do carbono

2. Conceitos básicos em química orgânica

2.1. Ligações químicas: valência X nº de coordenação

2.2. Ligações covalentes

2.3. Configurações eletrônicas

2.4. Orbitais atômicos e moleculares

2.5. Combinação de orbitais atômicos

2.6. Ligações sigma (σ) e pi ()

2.7. Orbitais híbridos: sp3, sp2 e sp.

3. Fórmulas em Química Orgânica: moleculares, estruturais – Lewis –

representações estruturais mais comuns

4. Propriedades físicas e químicas dos compostos orgânicos – interações

intermoleculares

4.1. Eletronegatividade e dipolo

4.2. Ponto de fusão e ebulição dos compostos orgânicos

4.3. Solubilidade dos compostos orgânicos

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127

4.4. Acidez e basicidade dos compostos orgânicos

4.4.1. Efeitos que influenciam na acidez e basicidade: efeitos indutivos, de ressonância

5. Funções orgânicas: Introdução

5.1. Hidrocarbonetos: alcanos, ciclo alcanos, alcenos, alcinos.

5.1.1. Nomenclatura

5.1.2. Estereoquímica – Análise conformacional do etano, butano, cicloalcanos e

cicloalcanos substituídos.

5.1.3. Alcenos: Isomeria cis – trans; nomenclatura E/Z.

5.2. Hidrocarbonetos aromáticos

5.3. Petróleo

5.4. Propriedades químicas de hidrocarbonetos

5.5. Outras funções Orgãnicas: introdução

5.5.1. Álcoois, enóis, fenóis e tióis - nomenclatura

5.5.2. Éteres e tioéteres - nomenclatura

5.5.3. Aminas: nomenclatura, aminas como bases; aldeídos e cetonas, compostos organo

halogenados

5.5.4. Ácidos carboxílicos e derivados: nomenclatura

5.5.5. Anidridos de ácidos carboxílicos: nomenclatura

5.5.6. Ésteres, amidas e nitrilas: nomenclatura

5.6. Ordem de prioridade de compostos multifuncionais segundo a IUPAC

6. Isomeria

6.1. Isomeria constitucional

6.2. Isomeria óptica

6.2.1. Carbono quiral – planos de simetria. Luz polarizada – Atividade óptica –

Configuração absoluta e relativa / Enantiômeros / Misturas racêmicas

6.2.2. Nomenclatura IUPAC (R e S) para isômeros ópticos

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128

6.2.3. Compostos com mais de um carbono quiral / Diastereômeros / Compostos Meso.

6.2.4.Fórmulas de projeção de Fisher

7. Outros compostos

7.1. Carboidratos

7.1.1. Classificações – nomenclatura D e L

7.1.2. Monossacarídeos, Ciclização, formação de hemiacetais. Glicose e Frutose

7.2. Lipídios

7.3. Aminoácidos e proteínas.

Bibliografia Básica

Boyd, R. N.; Morrison, R. T., Química Orgânica. 15 ed.; Fundação Calouste Gulbenkian

2009; 1510 p.

Graham Solomons, T. W., Fryhle, C., Química Orgânica. 10 ed.; LTC: 2013; Vol. 1/2; 616

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Graham Solomons, T. W.; Fryhle, C., Química Orgânica. 10 ed.; LTC: 2013; Vol. 2/2, 613

p.

Lehninger, A. L., et al., Princípios de bioquímica. 4 ed.; Sarvier (Almed): 2006; 1202 p.

Bibliografia Complementar

Bruice, P. Y. Química Orgânica. 4 ed.; Pearson: 2006; Vol. 1/2; 590 p.

Bruice, P. Y. Química Orgânica. 4 ed.; Pearson: 2006; Vol. 2/2; 641 p.

Allinger, N. L., et al., Química Orgânica. LTC: 1976; 984 p.

Campos, M. M., Fundamentos de Química Orgânica. 1 ed.; Edgard Blücher 2000; 640 p.

Constantino, M. G., Química orgânica Curso Básico Universitário. 1 ed.; LTC: 2008; Vol. 1; 512 p.

Costa, P., et al., Ácidos e bases em química orgânica. 1 ed.; Bookman: 2005; 150 p.

Barbosa, L. C. A., Introdução à Química Orgânica. 2 ed.; Pearson: 2011; Vol único; 331 p.