Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9Cadernos PDE

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Produções Didático-Pedagógicas

Vamos Brincar com a Tabela Periódica

Autora: Ledimary da Silva Reis

Disciplina/Área: Ciências

Escola de Implementação do Projeto e sua localização:

A definir

Município da escola: Wenceslau Braz

Núcleo Regional de Educação: Wenceslau Braz

Professor Orientador: Profª Drª Dalva Cassie Rocha

Instituição de Ensino Superior:

Universidade Estadual de Ponta Grossa

Relação Interdisciplinar: Português, História, Matemática

Resumo:

A ciência é construída socialmente. Os conhecimentos da química atual foram construídos a partir de descobertas históricas. Este trabalho visa o aprimoramento dos alunos em relação às dificuldades no estudo da Tabela Periódica, tornando-os mais autônomos em seus conhecimentos. Seu objetivo é orientar os alunos para uma aprendizagem científica, interativa, coletiva e co-responsável. Na metodologia será desenvolvido em uma Unidade Didática com três etapas correspondentes a cinco encontros, com tarefas extraclasse. Este trabalho está dividido em três etapas, que são: 1º) Contando uma História sobre Química: nesta etapa os alunos pesquisarão sobre vultos relacionados à química; 2º) Criando e Brincando com a Organização e Critérios: serão trabalhados com as Tabelas de Mendeleev e Moseley e Cartas Enigmáticas e, 3º) Usando a Criatividade, fazendo inter-relações: os alunos construirão tabelas de diferentes formatos, quando explicarão os critérios utilizados e todo o material produzido será exposto no Varal do Conhecimento. Espera-se que os participantes brinquem e internalizem conceitos de historicidade e processo ao

trabalhar com as Tabelas Periódicas.

Palavras-chave: Tabela Periódica, Ensino de Química e CTS.

Formato do Material Didático: Unidade Didática

Público:

Alunos do Ensino Fundamental.

APRESENTAÇÃO

Este Projeto de Intervenção Pedagógica será realizado com o auxílio de uma

Unidade Didática e será aplicado em cinco encontros em uma escola do município de

Wenceslau Braz.

Este trabalho tem entre seus objetivos, o aprimoramento dos alunos quanto

às dificuldades do aprendizado em relação à Química, especialmente sobre o estudo

da Tabela Periódica. Sendo assim, nesta Unidade Didática mostraremos variadas

estratégias de ensino, a fim de contribuir para a compreensão de conteúdos e dos

conceitos neles inseridos, tanto por parte dos alunos como dos professores, para

promover um aprendizado com autonomia intelectual e criticidade. O aluno poderá

observar a relação íntima do conhecimento científico com o conhecimento empírico.

Você está sendo convidado a desvendar os conceitos e curiosidades do

estudo que envolvem a Tabela Periódica.

O homem tenta explicar e entender a natureza racionalmente por meio dos

diversos campos das Ciências. Esse conhecimento é de caráter histórico e

inacabado, ou seja, a Ciência é construída histórica-socialmente e o ensino de

Ciências deve contemplar estes aspectos (PARANÁ, 2008).

Trata-se de uma forma de conhecimento produzido pelos seres humanos.

Em função disso, as Ciências da vida têm em comum as observações por um sujeito,

enquanto as Ciências exatas são mais abstratas e experimentais. (BELLINI, 2007).

Para o avanço do conhecimento científico, são indispensáveis: a imaginação

e a criatividade; e a isso, aliam-se às técnicas de investigação científica. Bellini (2007,

p. 31) comenta sobre a atuação dos professores em classe quanto à experimentação

e criatividade:

Todavia a escola opta por um ensino apenas verbal; professores em sala de aula impulsionados pela prática dos livros didáticos, recorrem a esses textos como recursos apenas expositivos das lições de ciências, deixando, em segundo plano, metas e observação e experimentação, que também são fundamentais para a aprendizagem em ciências.

Visamos que o aprendizado de ciências que se tem nas escolas não se

restrinja somente aos conteúdos, mas que proporcione aos alunos diversos

posicionamentos frente às imposições da vida cotidiana.

O objetivo dessa Unidade é apresentar recursos didático-pedagógicos e

estratégias de ação para promover a autonomia do estudo da Tabela Periódica e

conteúdos a ela relacionados.

UNIDADE DIDÁTICA – A TABELA PERIÓDICA

INTRODUÇÃO

A disciplina de Ciências do ensino fundamental estuda a origem, a evolução e

as propriedades dos seres vivos e, para que esses estudos sejam abrangentes e

aprofundados, são apresentadas outras áreas do conhecimento como Física,

Geologia e Química. Os conteúdos devem ter abordagem científica, social e

econômica, uma vez que todos esses aspectos afetam os seres vivos, principalmente

o ser humano.

Soek (2010, p. 10) conceitua Ciências naturais e define suas atuações:

As Ciências da natureza estudam os fenômenos físicos, químicos e os vitais. Refletem as condições políticas, sociais e econômicas de cada período, em cada país e região, sendo também diretamente irrelevantes para o desenvolvimento cultural e produtivo. (...) Cada Ciência tem um objeto especifico de estudo na medida em que cada uma privilegia setores distintos da realidade. (...) Assim, cada uma das Ciências apresenta concepções especificas, tendo em vista o objeto de estudo, contando com métodos próprios de investigação, expressos nas teorias, nos modelos construídos para interpretar fenômenos que se propõe a explicar.

A disciplina de Ciências contempla outras áreas do conhecimento Física,

Biologia, Química, Geologia e Astronomia (PARANÁ, 2008, p. 40). Na aprendizagem

de Ciências, as atividades experimentais devem promover a relação teoria-prática,

provocando os estudantes a buscar informações para sua própria formação.

Experiências químicas e de qualquer outra natureza, despertam um geral um

grande interesse nos alunos, além de propiciar uma situação de investigação. Quando

planejadas, levando em conta estes fatores, elas constituem momentos

particularmente ricos no processo de ensino-aprendizagem. O essencial é

proporcionar ao estudante o papel de protagonista, como ressalta Delizoicov (1992, p.

22), as atividades práticas voltadas ao ensino de Ciências, devem estar diretamente

relacionadas com o teórico:

No entanto, não é suficiente “usar o laboratório” ou “fazer experiências”, podendo mesmo essa prática vir a reforçar o caráter autoritário e dogmático do ensino de Ciências e, também, descaracterizar o empreendimento da Ciência. Atividades experimentais planejadas e efetivadas somente para “provar” aos alunos leis e teorias são pobres relativamente aos objetivos de formação e apreensão de conhecimentos básicos em Ciências.

Considera-se mais conveniente um trabalho experimental que dê margem à

discussão e interpretação de resultados obtidos, com o professor apresentando

conteúdos e conceitos, leis e teorias envolvidos na experimentação. Desta forma, o

professor será um orientador crítico da aprendizagem, distanciando-se de uma

postura autoritária e dogmática do ensino e possibilitando que os alunos venham a ter

uma visão de Ciência em construção.

As experiências despertam, em geral, interesse dos alunos, porque propicia

uma situação de investigação. Quando planejadas, levando em conta estes fatores,

elas constituem momentos particularmente ricos no processo de ensino-

aprendizagem.

Acredita-se que a experiência prática possui particularidades que por si só,

tendem a fazer parte da “bagagem cultural” do aluno, pois no momento em que este

vivencia uma experiência, passa a ter condições de análise, conceituação,

considerações, enfim, deixa de ser agente passivo passando ao posto de agente

ativo.

Delizoicov (1992, p. 22-23) aconselha os professores:

Considera-se mais conveniente um trabalho experimental que dê margem à discussão e interpretação de resultados obtidos (...), com o professor atuando

no sentido de apresentar e desenvolver conceitos, leis e teorias envolvidos na experimentação. Desta forma, o professor será um orientador crítico da aprendizagem, distanciando-se de uma postura autoritária e dogmática do ensino e possibilitando que os alunos venham a ter uma visão mais adequada do trabalho em Ciências. Se esta perspectiva de atividade experimental não for contemplada, será inevitável que se resuma à simples execução de “receitas” e à comprovação da “verdade” daquilo que repousa nos livros didáticos.

Os objetivos dessa Unidade são: a) demonstrar a importância do estudo da

Química e como ela surgiu dentro do contexto da disciplina de Ciências; b) verificar o

conhecimento prévio do aluno quanto à disciplina de Química para traçar estratégias

de ação.

DESENVOLVIMENTO

1ª ETAPA - CONTANDO UMA HISTÓRIA SOBRE QUÍMICA

A turma será dividida em quatro equipes (duplas ou mais membros) para

realizar as tarefas propostas para serem desenvolvidas em dois encontros.

O trabalho em equipe é recomendado, para que o conceito de colaboração e

parceria seja desenvolvido e reforçado.

As tarefas devem ser realizadas no primeiro encontro, com buscas na

biblioteca e na internet. Como sugestão, indicamos os seguintes sites (dentre outros):

1. http://revistas.if.usp.br/rbpec

2. http://www.youtube.com/results?search_query=Tabela+peri%C3%B3dic

a&sm=3

3. http://www.veduca.com.br/search?q=tabela+periodica

4. http://portaldoprofessor.mec.gov.br/buscaGeral.html?q=Tabela%20peri%

C3%B3dica

5. http://www.ciencias.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?cont

eudo=1244&query=tabela%20periodica

Os resultados das buscas, serão apresentados oralmente para os colegas, em

10 minutos para cada equipe, durante o segundo encontro. Também podem ser feitos

cartazes com as principais informações, que ficarão expostos na sala (ou no pátio da

escola), no VARAL DO CONHECIMENTO, para que mais pessoas tenham acesso a

essas informações.

Cada equipe poderá trabalhar com uma atividade das sugeridas a seguir:

ATIVIDADE 1:

a) Pesquise o significado das palavras abaixo e relacione os pontos em

comum entre elas:

1 – Alquimia:

1.1 Significado:

1.2 Pontos em comum com:

1.2.1 Alquimista:

2.2.2 Química:

2 – Alquimista:

2.1 Significado:

2.2 Pontos em comum com:

2.2.1 Alquimia:

2.2.2 Química:

3 – Química:

3.1 Significado:

3.2 Pontos em comum com:

3.2.1 Alquimia:

3.2.2 Alquimista:

ATIVIDADE 2:

Pesquise a biografia de Phillipus Aureolus Theophrastus Bombastus von

Hohenheim , conhecido como Paracelso (1493-1541), relacionando suas obras

e contribuição para o crescimento da ciência.

ATIVIDADE 3:

Pesquise a biografia de Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794),

relacionando suas obras e contribuição para o crescimento da ciência.

ATIVIDADE 4:

Pesquise a biografia de Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834-1907),

relacionando suas obras e contribuição para o crescimento da ciência.

Toda ciência é um conjunto organizado de conhecimentos. A Química, a

Matemática, a Física e a Biologia, formam as Ciências Naturais. A Química, em

particular, estuda a natureza da matéria, suas propriedades, suas transformações e a

energia envolvida nesses processos.

Em 1913, Henry G. L. Moseley estabeleceu o conceito de número atômico. É

a identidade de um elemento relacionada com o número de prótons do seu átomo, e

não à massa atômica como acreditavam os estudiosos até Mendeleev. A nova lei

pôde explicar certas distorções que ocorriam na classificação da Tabela Periódica de

Mendeleev, ficando então estabelecida até os dias de hoje a Tabela de Moseley como

a mais correta, colocando os elementos químicos em ordem crescente de seus

números atômicos.

Em 1986, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) sugeriu

uma mudança na forma de identificação dos grupos, identificando-os de 1 a 18. É

essa a tabela periódica mais comum que visualizamos em livros didáticos.

Ensinar química dentro do conteúdo de ciências é algo desafiador, intrigante,

pois proporciona aos alunos meios para investigar e aprender, decifrar códigos,

símbolos, fazer experiências para comprovar o que viram e mostrar o porquê de

certas coisas, relacionando matéria, energia, seres e componentes abióticos que

organizam o nosso planeta e o universo que conhecemos.

A importância da química no estudo das ciências foi construída no decorrer da

história, através de fatos observados, experimentos realizados, comprovações ou não

de crenças populares. Ao estudar ciências, podemos adquirir os conceitos de

Universalidade, de dimensão e de escala.

INTERDISCIPLINARIDADE (e/ou Multidisciplinaridade)

A partir do segundo encontro, com o resultado das buscas, é possível sugerir

tarefas integradas com outras disciplinas. Aqui seguem alguns exemplos:

a) Realizar cálculos da idade dos cientistas (Paracelso, Lavoisier, Mendeleev) e

entre os trabalhos que desenvolveram (diferentes séculos).

b) Buscar a localidade de nascimento de cada um dos cientistas no mapa

mundial, identificando os países de origem.

c) Propor a realização de uma peça teatral para resumir o desenvolvimento da

química a partir desses vultos da história.

2ª ETAPA – CRIANDO E BRINCANDO COM ORGANIZAÇÃO E CR ITÉRIOS

Será desenvolvida em dois encontros (3º e 4º), com os objetivos de:

a) Observar a organização dos elementos químicos na Tabela Periódica de

Moseley.

b) Reconhecer e estabelecer critérios de organização para padronizações, com

finalidade de comunicação entre diferentes cientistas (cultural, científica, temporal).

c) identificar símbolos como linguagem universal

Em equipes, será proposta a tarefa de análise visual dentre a Tabela Periódica

de Química atual (proposta por Moseley), para determinação dos critérios

reconhecidos de organização estabelecidos por Mendeleev, em 1869.

Ao final de 20 a 30 minutos, os grupos farão o compartilhamento dos critérios

levantados, colocando seus apontamentos no VARAL DO CONHECIMENTO.

Como um exercício lúdico, todas as equipes deverão trazer no próximo

encontro, uma carta enigmática com símbolos diversos, contando uma história

simples, com início, meio e fim. Os critérios e a organização da carta construída

poderão ser de escolha livre dos membros da equipe, entretanto, esses critérios e

organização deverão estar esclarecidos.

Exemplo de carta enigmática feita por HOLZLE (2013).

Carta de Amor de um Químico

Berílio Horizonte, zinco de benzeno de 2013.

Querida Valência:

Não estou sendo precipitado e nem desejo catalisar nenhuma reação irreversível entre nós dois, mas sinto que estrôncio perdidamente apaixonado por você.

Sabismuto bem que a amo. De antimônio posso lhe assegurar que não sou nenhum érbio e que trabário muito para levar uma vida estável.

Lembro-me de que tudo começou nurânio passado, com um arsênio de

mão, quando atravessávamos uma ponte de hidrogênio. Você estava em um carro prata, com rodas de magnésio. Houve uma atração forte entre nós dois. Acertamos os nossos coeficientes, compartilhamos nossos elétrons, e a ligação foi inevitável.

Inclusive depois, quando lhe telefonei, mesmo tomada de enxofre, você respondeu carinhosamente:

"Próton, com quem tenho o praseodímio de falar?" Nosso namoro é césio e estava índio muito bem, como se morássemos em um palácio de ouro, e nunca causou nenhum escândio. Eu brometo que nunca haverá gálio entre nós e até já disse químicasaria com você.

Espero que você não esteja saturada, pois devemos buscar uma reação de adição e não de substituição. Soube que a Inês lhe contou que eu a embromo: manganês cuidar do seu cobre e acredite níquel que digo, pois saiba que eu nunca agi de modo estanho. Caso algum dia apronte alguma, eu sugiro que procure um avogrado e que me metais na cadeia.

Sinceramente, não sei por que você está a procura de um processo de separação, como se fóssemos misturas e não substâncias puras! Mesmo sendo um pouco volátil, nosso relacionamento não pode dar errádio. Se isso acontecesse, irídio emboro urânio de raiva.

Espero que você não tenha tido mais contato com o Hélio (que é um nobre!) Nem com o Túlio e nem com os estrangeiros (Germânio, Polônio e Frâncio). Esses casos devem sofrer uma neutralização ou, pelo menos, uma grande diluição. Antes de deitar-me, ainda com o abajur acesio, descalcio meus sapatos e mercúrio no silício da noite, pensando no nosso amor que está acarbono e sinto-me sódio.

Gostaria de deslocar este equilíbrio e fazer com que tudo voltasse à normalidade inicial. Sem você minha vida teria uma densidade desprezível, seria praticamente um vácuo perfeito. Você é a luz que me alumínio e estou triste porque atualmente nosso relacionamento possui pH maior que 7, isto é, está naquela base.

Aproveito para lembrar-lhe de devolver o meu disco da KCl.

Saiba, Valência, que não sais do meu pensamento, em todas as suas camadas.

Abrácidos do:

Leantânio”

Outro exemplo de carta enigmática:

O quarto encontro, terá início com a troca de cartas enigmáticas para a leitura

dos colegas. Na sequência, será feito o levantamento dos critérios de organização

apontados pelas equipes, para conferência e ajustes, reforçando os conceitos de

padronização e simbologias para a comunicação.

Nesse mesmo encontro, o professor apresentará aos participantes, a TABELA

PERIÓDICA EM ESPIRAL, e outras organizações mais antigas dos elementos

químicos, para proporcionar aos participantes a visão de que o processo de

organização é também construído a partir de critérios e consenso (históricos, cultural).

Aqui o professor poderá utilizar-se de recursos audiovisuais.

Para finalizar este encontro, propor às equipes a construção de TABELAS

PERIÓDICAS PERSONALIZADAS em papel cartolina, utilizando de materiais

recicláveis aliados a técnicas de colagem e/ou desenhos para apresentação na aula

seguinte.

3ª ETAPA – USANDO A CRIATIVIDADE, FAZENDO INTERRELA ÇÕES.

Essa etapa tem como objetivo observar quais os critérios estabelecidos pelas

equipes, para a classificação dos elementos químicos e elaboração das TABELAS

PERIÓDICAS PERSONALIZADAS.

As tabelas construídas pelas equipes serão expostas no VARAL DO

CONHECIMENTO.

Os participantes, em grupo, serão convidados a responderem, exercícios de

fixação dos conteúdos apresentados, com consulta à TABELA PERIÓDICA DE

MOSELEY, para o levantamento das informações adquiridas, tanto referente aos

conteúdos científicos (informação) quanto aos conceitos (valores) inseridos no

contexto da aprendizagem.

A entrega dessa tarefa avaliativa poderá ser feita em data posterior,

previamente combinada entre professor e participantes.

AVALIAÇÃO EM GRUPO

Com base no texto abaixo (A GALAXIA..., 2012), a equipe responderá um

questionário.

a) Façam a leitura e consultem as TABELAS PERIÓDICAS propostas por

Moseley e por Phillip Stewart.

A galáxia química, nome dado a tabela periódica em forma de espiral, que é uma nova representação do sistema periódico de elementos, desenvolvida por Philip Stewart com base na natureza cíclica das características dos elementos químicos (que depende, principalmente, dos elétrons de valência). Mesmo antes de Dmitri Mendeleev produzir a primeira tabela satisfatória, os químicos estavam fazendo representações em espiral do sistema periódico, e isso tem continuado desde então, mas estes eram geralmente de forma circular. Na galáxia química os elementos são dispostos em uma só espiral, com os com menor (sic) número atômico ao centro. Com isso, os períodos dos lantanídeos e dos actinídeos, que ficam à parte na tabela, são colocadas em seus lugares sem prejudicar a visualização. No centro do espiral existe o neutrônio, que tem apenas nêutron sem seu núcleo. Na tabela, o hidrogênio fica no grupo 1, a dos metais alcalinos. Na espiral, ele ganhou uma posição nova e isolada, mais próxima do carbono, com o qual ele tem mais semelhanças e freqüentemente se combina. A galáxia química destina-se principalmente a excitar o interesse pela química entre não-químicos, especialmente os jovens, mas é totalmente precisa em termos científicos nas informações que transmite sobre as relações entre os elementos, e tem a vantagem sobre uma tabela de não quebrar a seqüência contínua dos elementos. Uma versão revista, Chemical Galaxy II, introduz um novo esquema, inspirado por Michael Laing, para colorir os lantanídeos e os actinídeos, para realçar paralelos com os metais de transição. John D. Clarkfoi o primeiro a apresentar uma espiral com um formato oval. Seu design foi utilizado como uma ilustração de duas páginas em cores vivas na revista Life de 16 de maio de 1949. Em 1951, Edgar Longman, um artista, não um químico, pintou um grande mural

adaptando a imagem da Life, tornando-a elíptica e inclinando-a para produzir um efeito dinâmico. Philip Stewart, então com 12 anos de idade, havia acabado de ler o livro The Nature of the Universe de Fred Hoyle, e foi inspirado pelo desenho de Longman, que achou se assemelhar a uma galáxia espiral. Stewart voltou a essa ideia muitos anos depois e publicou uma primeira versão de sua galáxia química em Novembro de 2004. Seu desenho visa expressar a ligação entre o mundo minuto dos átomos e a vastidão das estrelas, no interior do qual os elementos foram forjados, como Hoyle foi o primeiro a demonstrar em detalhe". (JUNIOR, 2013).

b) Pesquisem nos meios disponíveis no colégio, a família dos Lantanídeos

e Actinídeos, citando os nomes dos seus descobridores de mínimo 3

elementos de cada família, suas datas de descobrimento e suas aplicações

práticas.

c) Pesquise e destaque os principais passos que levaram Philip Stewart a

criar a tabela em espiral?

d) Compare as tabelas periódicas criados por Philip Stewart e Moseley,

preenchendo o quadro demonstrativo. Se necessário, acrescente linhas e

colunas:

Características Tabela de Moseley Tabela de Phillip

ANEXO I

Figura 1: Tabela Periódica de Moseley.

Disponível em: http://atomoemeio.blogspot.com.br/2009_09_01_archive.html, acesso em Nov/2013.

ANEXO II

Figura 2: Tabela Periódica em Espiral.

Disponível em: http://professorwanderby.blogs.sapo.pt/, acesso em Nov/2013.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BELLINI, Marta. Epistemologia da Biologia: para se pensar na iniciação ao ensino

das Ciências Biológicas. In R. Bras. Est. Pedag. Brasília, v. 218, p. 30-47, jan/abr.

2007.

Cartas Enigmáticas em:

http://construindonasalamultiespecial.blogspot.com.br/2013/03/modelos-de-cartas-

enigmaticas-um-bom.html, acesso em 02 de novembro de 2013.

DELIZOICOV, Demétrio; ANGOTTI, José André Peres; Metodologia do ensino de

ciências. Colaboração Alice Pierson, [et al.] – São Paulo: Cortez, 1991. (Coleção

Magistério 2º Grau. Série formação do professor).

HOLZLE, Luiz Roberto. Carta de amor de um químico. Disponível em http://

http://www.humornaciencia.com.br/quimica/cartaqui.htm, acesso em 09 de novembro

de 2013.

JUNIOR, Pedro. Galáxia Química: a nova tabela periódica. Em http://

http://quizueira.blogspot.com.br/2012/01/galaxia-quimica-nova-tabela-periodica.html#,

acesso em 02 de novembro de 2013.

PARANA. Secretaria de Estado da Educação. Diretrizes curriculares da educação

básica: Química. Curitiba: DIOE, 2008.

SOEK, Ana Maria, org. [et al.); Mediação pedagógica na educação de jovens e

adultos: ciências da natureza e matemática. Curitiba: Ed. Positivo, 2009.