curso de ciÊncias da natureza - licenciatura em fÍsica...
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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
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
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
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
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
Ninguém ignora tudo. Ninguém sabe tudo.
Todos nós sabemos alguma coisa.
Todos nós ignoramos alguma coisa.
Por isso aprendemos sempre.
Paulo Freire
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.
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.
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
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.
16
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).
18
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.
20
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.
21
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
22
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).
23
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.
24
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,
25
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).
26
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
27
conceitual dos temas integradores que encontra-se no Apêndice A, além de um roteiro
experimental que está disponível no Apêndice B.
28
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.
29
Quadro 1 – Disciplinas do Núcleo Básico do Curso de Ciências da Natureza
Disciplina
1º
per
íodo
Trabalho Experimental
Formação e Estrutura da Vida na Terra
Mecânica Clássica I
Química Geral I
2º
per
íodo
Introdução à Biologia Celular e Genética
Mecânica Clássica II
Química Geral II
3º
per
íodo
Biologia Humana
Estados da Matéria
Fundamentos de Físico-Química
4º
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
30
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.
31
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.
32
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.
33
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
34
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:
35
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
36
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
37
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
38
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.
39
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.
40
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.
41
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.
42
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.
43
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.
44
REFERÊNCIAS
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ensino de física e biologia utilizando ferramentas didático-experimentais das radiações
eletromagnéticas. 2013. 65f. Monografia (Curso de Ciências da Natureza – Licenciatura em
Física) – Coordenação de Ciências da Natureza – Instituto Federal de Educação, Ciência e
Tecnologia Fluminense Campus Campos-Centro, Campos dos Goytacazes, 2013.
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existente entre Biologia e Física de alunos do Ensino Médio. In: Seminário Internacional de
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prioridades do Ensino de Ciências. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM
EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 7., 2009, Florianópolis. Anais... Florianópolis, 2009.
45
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Orbitais e Fotossíntese: atividades práticas integrando conceitos de Química, Física e
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Phyllanthus tenellus Roxb. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p.
213-215, jul. 2007.
46
APÊNDICES
47
APÊNDICE A – Mapa conceitual com os temas integradores
48
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.
49
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.
50
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.
51
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).
52
ANEXOS
53
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
54
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.
55
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
56
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;
57
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);
58
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
59
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;
60
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
61
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;
62
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.
63
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.
64
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.
65
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
66
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
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
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
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.
70
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
71
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
72
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
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
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.
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
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
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
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
79
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.
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
81
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.
82
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.
83
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.
84
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;
85
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.
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:
87
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.
88
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.
89
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
90
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
91
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.
92
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.
93
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
94
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
95
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;
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
97
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.
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.
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.
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
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
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.
103
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
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
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
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
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.
108
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
109
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
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.
111
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.
112
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.
113
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.
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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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.
116
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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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)
118
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)
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
120
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.
121
STORER, Tracy Irwin et al. Zoologia geral. 6. ed. rev. e aum. São Paulo: Ed. Nacional,
2003.
122
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
123
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
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.
125
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.
126
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
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
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
p.
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.