recursos experimentais e materiais auxiliares digitais para o...

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

FACULDADE DE CIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Recursos experimentais e materiais auxiliares digitais para o ensino da Química

Nuclear: desenvolvimento, organização e avaliação

Tese orientada por: - Prof. Doutor João Carlos de Matos Paiva - Prof. Doutor Manuel João Monte

Dissertação submetida à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto para obtenção do grau de

Mestre em Química para o Ensino

Lúcia Nunes Macedo

OUTUBRO DE 2007

I

Agradecimentos

Ao Prof. Doutor João Paiva pela orientação, conhecimento, apoio e palavras

de ânimo e de incentivo prestados. Agradeço todo o estímulo e compreensão, em

todos os momentos deste trabalho.

Ao Prof. Doutor Manuel João Monte pela sua disponibilidade, sugestões, pela

sua leitura e revisão do texto.

Ao Engenheiro Ilídio Martins por toda a disponibilidade e criatividade na

execução das tarefas informáticas e de programação

A todos os professores por terem, tão amavelmente, colaborado neste

projecto.

À Anita, a todos os meus amigos e colegas de trabalho por todo o apoio e

incentivo.

Aos meus pais e irmã que me ensinaram a lutar por aquilo que quero e que

sempre acreditaram nas minhas capacidades.

Ao “Kiko” por todos os momentos de alegria, mesmo nas alturas mais difíceis.

Ao Alexandre pela paciência, pelas criticas, pela ajuda infinita e por todos os

momentos que deixei de partilhar com ele.

A todos, os meus sinceros agradecimentos.

II

Lista de Abreviaturas

c.p.s: contagens por segundo

c.p.m: contagens por minuto

DANF: DEPARTMENTS OF THE ARMY, THE NAVY, AND THE AIR FORCE

d.p.m: desintegrações por minuto

G.M.: Geiger-Müller

ITN: Instituto Tecnológico Nuclear

M.E.: Ministério da Educação

Q.N.: Química Nuclear

RSC: Royal Society of Chemistry’s

T.I.C: Tecnologias de Informação e Comunicação

U.V.: Ultra-violeta

WWW: World wide web

III

Resumo

Este trabalho debruça-se sobre o tema “Química Nuclear”, leccionado nos

actuais programas das disciplinas de Física e Química, 10º ano, e Química, 12º

ano de escolaridade. Trata-se de um tema “novo” para os professores, que tem

colhido algum entusiasmo da parte dos docentes mas que envolve, ao mesmo

tempo, alguns constrangimentos.

Procurou-se enquadrar científica e pedagogicamente esta temática, no

sentido de contribuir para inovar o processo de aprendizagem. Fez-se uma

pesquisa bibliográfica sobre conceitos importantes relacionados com o tema, o

papel do professor no ensino de alguns desses conceitos bem como algumas das

dificuldades dos alunos sentidas na aprendizagem dos mesmos.

Foram levados a cabo alguns procedimentos experimentais de interesse

educativo na área da Química Nuclear, utilizando um contador Geiger-Muller.

Foram também organizados e desenvolvidos recursos digitais e materiais

auxiliares sobre Química Nuclear, de modo a proporcionar aos alunos e

professores um processo ensino-aprendizagem mais atraente e contribuir para

colmatar algumas dificuldades dos alunos.

Para avaliar os recursos digitais criados foi feita uma investigação qualitativa

piloto através da análise de entrevistas individuais feitas a professores de Química,

após a interacção destes com a página desenvolvida e os recursos associados.

Esta investigação recolheu opiniões sobre a contribuição destes recursos digitais

para o desenvolvimento do gosto pela química nos alunos e para uma melhor

compreensão sobre os conteúdos abordados neste trabalho. Ao mesmo tempo,

extraíram-se das entrevistas efectuadas preciosas sugestões de melhoramento

dos recursos.

IV

Abstract

This work is about the theme “Nuclear Chemistry” taught in the present

programme of the tenth grade of physics and chemistry, also in the twelfth grade. It

is a “new” theme for teachers, which has been received with great enthusiasm, but

it envolves some constrains at the same time.

We have tried to enchase scientific and pedagogically these themes with the

purpose of contributing to innovate the learning process. It presents a

bibliographical research over important conceptions related to the theme, the role of

the teacher, teaching those conceptions as well as some of students difficulties felt

on that apprenticeship.

Some experimental procedures of educational interest have been tried in

“Nuclear Chemistry” area, using a Geiger-Muller meter.

Digital resources and auxiliary material have been developed, involving the

specific area, so that it proportionates both students and teachers an attractive

teaching-learning process and block up some of the student’s difficulties.

To study and evaluate the digital resources created, it was done a qualitative

investigation through the analysis of individual interviews with chemistry teachers,

after their interaction with the developed web page and related resources. This

investigation gathered opinions over the contribution of these digital resources to

the development of the student’s pleasure in chemistry, also, to a better

understanding on the matter contained in this work. At the same time, valuable

suggestions were taken from the interviews in order to improve the resources.

V

Índice de figuras

Figura 3.1: Representação esquemática dos tamanhos relativos do átomo e respectivo núcleo 14

Figura 3.2: Experiência de Rutherford 15

Figura 3.3: Decaimento α do Polónio-210 25

Figura 3.4: Decaimento β- 27

Figura 3.5: Decaimento β+ 28

Figura 3.6: Decaimento β- do Cobalto-60 30

Figura 3.7: Poder de penetração das diferentes radiações 31

Figura 3.8: Interacção gama por efeito fotoeléctrico 34

Figura 3.9: Interacção gama por efeito Compton 35

Figura 3.10: Interacção gama por produção de pares 36

Figura 4.1: O contador Geiger-Muller 37

Figura 4.2: Trifólio: símbolo de presença de radiações 39

Figura 4.3: Dispositivo utilizado 43

Figura 4.4: Cartografia do radão em Portugal 57

Figura 5.1: Página inicial do Portal MOCHO 64

Figura 5.2: Página do Excel para “alimentação” do Portal 65

VI

Figura 5.3: Página principal do site “Apostilas Electrónicas de Dona Fif” 66

Figura 5.4: Página principal do site “Halflife” 67

Figura 5.5: Página principal do site “The Rutherford experiment” 68

Figura 5.6: Página principal do site “Radioactive nuclei decay law” 68

Figura 5.7: Página principal do site “Experiência de Rutherford” 69

Figura 5.8: Página principal do site “Artificial nuclear chain reactions” 69

Figura 5.9: Página principal do site “The law of radioactive decay” 70

Figura 5.10: Página principal do site “Radioactive decay series” 70

Figura 5.11: Página principal do site “Nuclear World” 72

Figura 5.12: Página principal do site “Fission demo” 72

Figura 5.13: Página principal do site “Nuclear Reactions” 73

Figura 5.14: Página principal do site “Fusion-Fission Dynamics” 74

Figura 6.1: Aspecto da página Web inicial de “Química Nuclear no ensino secundário” 92

Figura 6.2: Aspecto inicial da sub-área Hipertexto 93

Figura 6.3: Aspecto inicial da sub-área WebQuest 95

Figura 6.4: Aspecto de uma das páginas da sub-área Roteiro de exploração 96

Figura 6.5: Aspecto inicial do Quiz 97

Figura 6.6: Possibilidades que podem surgir na verificação das respostas 98

Figura 6.7: Janela que indica que o questionário terminou 98

Figura 6.8: Aspecto do relatório do resultado do Quiz 99

Figura 6.9: “Balão” indicativo do objectivo do jogo 100

Figura 6.10: Aspecto da Sopa de Letras 100

VII

Figura 6.11: Página indicativa do objectivo do jogo 101

Figura 6.12: Aspecto do jogo da descoberta dos pares 102

Figura 6.13: Segundo quadro do jogo da descoberta dos pares 102

Figura 6.14: Aspecto da página inicial das Adivinhas 103

Figura 6.15: Quadro de jogo 104

Figura 6.16: Aspecto da sub-área Crucigrama 105

Figura 6.17: Indicação do número de respostas correctas e do tempo total de jogo 105

VIII

Índice de gráficos

Gráfico 3.1: Raio nuclear em função da raiz cúbica do número de massa, A 16

Gráfico 3.2: Energia de coesão nuclear por nucleão em função do número de massa 18

Gráfico 3.3: Número de neutrões, N, em função do número de protões, Z 20

Gráfico 3.4: Representação gráfica de N/No em função de t/τ 23

Gráfico 4.1: Gráfico da taxa de contagem (cps) em função da tensão aplicada (V) 47

Gráfico 4.2: Taxa de contagem para a radiação beta em função da espessura do absorvente 55

Gráfico 4.3: Taxa de contagem para a radiação alfa em função da espessura do absorvente 55

IX

Índice de tabelas

Tabela 3.1: Alcance das diferentes radiações de energia igual a 1 MeV 32

Tabela 4.1: Factores de qualidade para várias radiações 41

Tabela 4.2: Tempo de contagem em função da tensão aplicada 46

Tabela 4.3: Taxa de contagem observada sem a protecção de chumbo 49

Tabela 4.4: Taxa de contagem observada com a protecção de chumbo 49

Tabela 4.5: Taxa de contagem observada para a radiação beta em função da

espessura do absorvente 53

Tabela 4.6: Taxa de contagem observada para a radiação alfa em função da

espessura do absorvente 54

Tabela 4.7: Taxas de contagem observadas nos diferentes locais de medição 60

Tabela 6.1: Vantagens e desvantagens da WebQuest 84

Tabela 7.1: Tipos de entrevista e suas principais características 108

Tabela 7.2: Aspectos a ter em conta na utilização da técnica da entrevista 109

X

Índice de esquemas

Esquema 2.1: Enquadramento programático do tema “Química Nuclear” no actual programa de

Física e Química A – 10º ano 9

Esquema 2.2: Enquadramento programático do tema “Química Nuclear” no actual programa de

Química – 12º ano 12

Esquema 3.1: Esquema do decaimento do 210Po 26

Esquema 3.2: Decaimento do Cobalto-60 30

Recursos experimentais e materiais auxiliares digitais para o ensino da Química Nuclear: desenvolvimento, organização e avaliação

Mestrado em Química para o ensino

1

1. Introdução

Numa época de grande e constante mudança, quer ao nível da sociedade, quer ao nível da

organização escolar e do sistema educativo em Portugal, verifica-se que grande parte dos nossos

alunos têm revelado pouca predisposição para a aprendizagem em geral, e da química, em

particular.

Assim, surge a necessidade de inovar o ensino, mais propriamente o ensino da Química, de

modo a promover a motivação dos alunos e o sucesso na disciplina. Para tal, o contributo e a função

do professor é fundamental. O papel deste não se deve resumir à pura transmissão de

conhecimentos, não podendo, por isso, ficar indiferente aos novos métodos e técnicas introduzidos

no ensino, decorrentes do aparecimento das novas tecnologias, nomeadamente, do computador e

da Internet.

Aqui, os progressos têm sido imensos. Os novos meios de informação podem ―reavivar‖ o

gosto pelo ensino e pela aprendizagem, permitindo troca de informação, independentemente da

distância, através dos recursos de ensino digitais.

O professor tem como tarefa principal criar, proporcionar e estimular o ambiente educativo,

fornecendo aos seus alunos, contextos e novas situações que exijam experimentação, integrando,

simultaneamente, na sala de aula e fora dela meios que facilitem, quer a comunicação, quer a

apreensão conceptual.

Neste trabalho, utilizamos alguns recursos experimentais bem como desenvolveremos alguns

recursos digitais para o ensino da Química Nuclear, com o intuito de promover um ensino mais

eficaz, seguro e estimulante do tema, possibilitando originais interacções entre alunos e professores.

Pretendemos identificar e organizar as principais concepções alternativas e dificuldades que os

alunos apresentam neste tema e propor algumas actividades para as colmatar.

Finalmente, é também nosso objectivo investigar o impacto dos recursos e materiais

desenvolvidos no ensino e aprendizagem da Química Nuclear no ensino secundário.

Há diversos argumentos que podem justificar a escolha deste tema para a realização deste

trabalho. O primeiro, relaciona-se com o facto de o tema ―Química nuclear‖ ser parte integrante do

novo curricula do ensino secundário, na unidade ―Das estrelas ao átomo‖ do 10º ano e na unidade

―Combustíveis, Energia e Ambiente‖ do 12º ano de escolaridade.



2

Para além disso, verifica-se que uma grande parte dos professores de Química teve pouca (ou

quase nenhuma) formação científica relacionada com este conteúdo, pelo que, em certa medida,

este trabalho poderá vir a ser um apoio/incentivo para professores e, até, para alunos do ensino

superior. Outro argumento prende-se com o facto da Química Nuclear ter vindo cada vez mais a

ocupar um ―lugar‖ na discussão pública de alguns fenómenos e acontecimentos da sociedade a nível

mundial, nas suas vertentes política, económica e científica. É fundamental que os alunos discutam

com alguns conhecimentos este tema, que o compreendam e que o assimilem da forma mais

cientificamente correcta.

Para a maior parte das pessoas, incluindo muitos professores, a palavra radiação é sinónimo

de perigo e contaminação. Esta atitude decorre, em grande parte, do desconhecimento dos

fenómenos básicos que envolvem os processos radioactivos (Salgado e Martinho, 1997).

Assim, é também objectivo deste trabalho ―desmistificar‖ esta concepção, revelando alguns

fenómenos radioactivos, aplicações e manuseamento em segurança.

Fará sentido mencionar os três pontos principais sobre os quais este trabalho versa:

1. Realização e preparação de algumas experiências sobre Química

Nuclear, utilizando um contador Geiger-Muller

2. Organização de alguns recursos digitais sobre Química Nuclear

disponíveis na Internet

3. Criação de ferramentas didácticas complementares que potenciem

pedagogicamente os recursos digitais

4. Estudo do impacto dos recursos organizados e desenvolvidos.

Optou-se por avaliar o impacto dos recursos e materiais organizados e desenvolvidos junto de

uma pequena comunidade de professores de Química do 12º ano de escolaridade, por se considerar

que isso nos ajudava a melhorar e/ou inovar este trabalho.

O capítulo 2 iniciará a presente investigação com a apresentação de algumas concepções

alternativas que os alunos revelam ter sobre o tema em questão, bem como de algumas dificuldades

e obstáculos à aprendizagem da Química Nuclear na sala de aula. O levantamento destas



3

concepções e dificuldades relacionados com a Química Nuclear basear-se-á nos dados divulgados

na literatura científica.

Neste capítulo será feito, ainda, o enquadramento do tema nos actuais curricula do ensino

secundário, no que respeita aos programas de Química do 10º e do 12º anos de escolaridade.

Posteriormente, no terceiro capítulo, fazer-se-á uma descrição mais específica e

cientificamente aprofundada dos conteúdos contemplados no novo programa de Química do ensino

secundário.

No capítulo 4 deste trabalho será feita a descrição de algumas experiências realizadas com

um contador Geiger-Muller, bem como a síntese de alguns cuidados a ter no uso de substâncias

radioactivas.

No capítulo 5 será feita a recolha e a descrição de algumas vantagens da organização

comentada de sítios de Internet na sociedade de informação, bem como a organização de alguns

recursos sobre química nuclear existente na Internet e relevantes para este trabalho. Fazer-se-á,

ainda, uma breve abordagem ao caso particular dos laboratórios de acesso remoto.

A descrição do instrumento de trabalho será feita no capítulo 6. Esta, englobará ferramentas

didácticas distintas, evidenciando-se quais os objectivos de ensino que se pretendem abranger e

desenvolver com cada ferramenta ou conjunto de ferramentas.

No capítulo 7, será relatado o estudo do impacto dos materiais desenvolvidos, bem como da

técnica utilizada – entrevista. No mesmo capítulo fazer-se-á, ainda, a discussão dos resultados

obtidos e a reflexão para o melhoramento dos materiais e metodologias desenvolvidos na sequência

das entrevistas efectuadas.

No penúltimo capítulo, capítulo 8, serão explicitadas as conclusões finais da autora do

presente trabalho, a autocrítica e as reformulações que se impõem no final de um projecto e,

finalmente, dar-se-á conta de projectos futuros no âmbito desta investigação.

Para complementar a exposição são apresentados alguns anexos, a saber:

- Anexo I: Fontes radioactivas utilizadas.

- Anexo II: Espessuras das placas absorventes.

- Anexo III: Factor de correcção de tempo morto do detector.

- Anexo IV: WebQuest desenvolvida.



4

- Anexo V: Roteiro de exploração de uma situação pré-existente.

- Anexo VI: Guião da entrevista.

- Anexo VII: Transcrição das entrevistas.



5

2. Aprendizagem do tema “Química Nuclear” em alunos do ensino secundário

2.1 Concepções alternativas e obstáculos à aprendizagem do tema Química Nuclear

Os professores devem aperceber-se que, apesar de seus melhores esforços, os estudantes

nem sempre ― agarram‖ as ideias fundamentais expostas durante uma aula. Mesmo alguns dos

melhores estudantes dão as respostas direitas mas usam palavras e terminologia memorizadas mas

não compreendidas. Quando questionados mais profundamente, estes estudantes revelam a sua

falha na compreensão dos conceitos subjacentes. Os alunos possuem ―concepções alternativas‖.

(S.A., S.D.)

O termo ―concepções alternativas‖ em Química ganhou importância com um programa da

Royal Society of Chemistry’s para suportar o ensino da Química como Ciência (Taber, 2003). Foi

desenvolvido por Keith Taber (professor da RSC school), com o intuito de conhecer as concepções

que os estudantes ―traziam de casa‖ ou de outros anos lectivos sobre o seu estudo da Química.

As concepções alternativas podem ser categorizadas do seguinte modo (S.A., S.D.):

1. Preconceived notions: são concepções populares enraizadas em

experiências diárias.

2. Nonscientific beliefs: inclui os conceitos aprendidos pelos estudantes em

fontes/ disciplinas não científicas, tal como ensinos religiosos ou míticos.

3. Conceptual misunderstandings: surgem quando os estudantes são

ensinados em disciplinas científicas, mas de um modo onde não se crie o conflito

conceptual e em que não se oponham os resultados das suas próprias noções

preconcebidas. Assim, para tratar da sua confusão, os estudantes constroem modelos

defeituosos que são geralmente fracos e que os deixam inseguros sobre as noções

cientificamente correctas.



6

4. Vernacular misconceptions: surgem do uso de palavras que significam uma

coisa na vida diária e outra coisa num contexto científico (por exemplo, "trabalho").

5. Factual misconceptions: são falsidades aprendidas e retidas frequentemente

numa idade adiantada.

Na revisão bibliográfica sobre o tema ―Química Nuclear‖, dirigido a alunos do ensino

secundário, não encontramos investigação educacional específica realizada, até à data. No entanto,

segundo o ―Guide to the Nuclear Wallchart‖, existem algumas concepções alternativas sobre o tema,

que se prendem essencialmente com a ideia dos estudantes de que:

A. Os átomos de um elemento não se podem transformar em átomos de outro elemento;

B. Fissão e fusão são a mesma coisa;

C. A fissão é mais poderosa/potente que a fusão;

D. Neutrões e protões não têm estrutura interna;

E. Quando um material é radioactivo, é radioactivo para sempre;

F. Os protões e os neutrões são indivisíveis;

G. Elementos químicos diferentes não podem ter origem noutros elementos químicos;

H. A reacção nuclear é a combinação de dois átomos para formarem uma molécula. (Prather,

2002).

Assim, para que os alunos efectuem uma aprendizagem correcta sob o ponto de vista

científico, é necessário que ocorra uma mudança conceptual. Claro está que esta só acontece

quando o aluno é capaz de perceber, de reconhecer que a sua ideia inicial acerca de um assunto

não é eficaz e adequada, construindo uma concepção cientificamente mais correcta sobre o mesmo

assunto.

Para que isso ocorra, cabe então ao professor conhecer previamente as concepções

alternativas dos alunos, para poder planificar estratégias educacionais que conduzam os alunos ao

conflito conceptual e sua posterior mudança.



7

Contudo, tem-se verificado que a primeira grande dificuldade no ensino e na aprendizagem da

Química Nuclear (Q.N.) na sala de aula surge da relativamente grande carência conceptual dos

actuais professores sobre o tema, aquando terminam a sua formação académica.

Outro aspecto a considerar é o facto de o tema ser demasiado abstracto, abrangente e de

difícil concretização experimental na sala de aula. Na realidade, para que os alunos apreendam

melhor os conceitos, torna-se necessário que o professor idealize actividades experimentais

motivadoras sobre o tema em questão. Todavia, estas também se podem revelar problemáticas.

Aqui, o primeiro aspecto a considerar é o facto de a maioria das ―nossas‖ escolas não possuir,

ainda, nenhum material necessário à concretização dessas actividades, como por exemplo, um

contador Geiger-Muller – ver secção 4. Primeiro, por questões monetárias e segundo pelo facto de

alguns professores não o considerarem muito necessário, uma vez que estas actividades não são

obrigatórias nos actuais programas de Química do ensino secundário. O segundo aspecto prende-se

com a dificuldade do manuseamento dos aparelhos por parte dos professores, devido a uma

escassa formação.

2.2 A Química Nuclear nos actuais curricula do ensino secundário

2.2.1 A Q.N. no actual programa da disciplina de Física e Química A

A reflexão que tem vindo a ser desenvolvida a partir dos anos 80, à escala internacional, sobre

as finalidades da educação científica dos jovens levou a que cada vez mais se acentuem

perspectivas mais culturais sobre o ensino das ciências. O seu objectivo é a compreensão da

Ciência e da Tecnologia, das relações entre uma e a outra e das suas implicações na Sociedade

(Ministério da Educação, 2004).

Este tipo de ensino, e o modo como está estruturada esta disciplina, é, então, conhecido como

―ensino CTS‖ (Ciência, Tecnologia, Sociedade) ou ―CTS-A‖ (Ciência, Tecnologia, Sociedade,

Ambiente), tendo como principais objectivos a compreensão do mundo com recurso à

interdisciplinaridade, bem como a escolha de situações-problema familiares aos alunos, as quais



8

devem conduzir a uma reflexão sobre a necessidade de esclarecer conteúdos e processos da

Ciência e da Tecnologia, e da sua inter relação com a Sociedade e o Ambiente.

Assim, a disciplina de Física e Química A, fortemente assente no ―ensino CTS-A‖, permitirá

aos alunos a consolidação de conceitos e saberes sobre alguns fenómenos naturais ou provocados,

ferramentas importantes para a interpretação do mundo.

Visão geral do programa

O programa do 10º ano de escolaridade está organizado em duas unidades:

Unidade 1 – Das estrelas ao átomo

Unidade 2 - Na atmosfera da Terra: radiação, matéria e estrutura

O tema Q.N. surge enquadrado na unidade 1 e na subunidade 1.1 – ―Arquitectura do

Universo‖. Toda a abordagem deste tema é feita, essencialmente, ao nível de:

- reacções de fusão e de fissão nulcear (distinção com reacções químicas)

- síntese nuclear de elementos químicos

- fenómenos nucleares em diferentes situações e áreas do quotidiano.

Verifica-se que a abordagem ao tema é feita de um modo, ainda, bastante superficial.

Contudo, não se pretende um nível de especialização muito aprofundado, mas procura-se que os

alunos alcancem um desenvolvimento intelectual e bases de conhecimento que lhes permitam

aceder, com a formação adequada, às disciplimnas de Física e de Química, de carácter opcional, no

12º ano. (Ministério da Educação, 2004)



9

Organização/inclusão do tema ao longo da unidade

Esquema 2.1 - Enquadramento programático do tema ―Química Nuclear‖ no actual programa de

Física e Química A – 10º ano

Origina

Nuvens Estrelas

Reacções nucleares

He → C, O

Gigantes vermelhas

Big-Bang

Primeiros átomos

Partículas elementares

Núcleos atómicos

Electrões Livres

Universo

Supernova Reacções nucleares:

formação de todos os

elementos com Z>26 (Fe)

Reacções nucleares

H → He

Reacções nucleares:

He → C, O → Ne, Mg → Si, S, Fe



10

Com esta abordagem, pretende-se:

- Descrever o processo de formação de alguns elementos químicos no Universo, através de

reacções de fusão nuclear e por choques de partículas de massas, energias e origens diferentes.

- Distinguir, de forma simplificada, reacção nuclear de reacção química, frisando o tipo de

partículas e as ordens de grandeza das energias envolvidas.

- Distinguir reacção nuclear de fusão de reacção nuclear de fissão.

- Caracterizar as reacções nucleares de fusão para a síntese nuclear do Hélio, do Carbono e

do Oxigénio.

- Associar fenómenos nucleares a diferentes contextos de utilização (por exemplo, produção

de energia eléctrica, datação, meios de diagnóstico e tratamentos clínicos).

- Interpretar a formação de elementos mais pesados à custa de processos nucleares no

interior das estrelas.

(M.E., 2004)



11

2.2.2 A Química Nuclear no actual programa de Química do 12º ano

O actual programa de Química do 12º ano de escolaridade tem princípios orientadores

idênticos aos da disciplina de Física e Química A dos 10º e 11º anos de escolaridade.

Visão geral do programa

O actual programa de Química está, então, dividido em 3 unidades:

Unidade 1: Metais e Ligas metálicas

Unidade 2: Combustíveis, Energia e Ambiente

Unidade 3: Plásticos, vidros e novos materiais

O tema em questão encontra-se inserido na unidade 2 – ―Combustíveis, Energia e Ambiente‖,

na subunidade 2.2.2 ―Equivalência massa-energia: um assunto nuclear‖.



12

Organização/inclusão do tema ao longo da unidade

Esquema 2.2 - Enquadramento programático do tema ―Química Nuclear‖ no actual programa de

Química - 12º ano

Com esta abordagem, pretende-se:

- Associar o início da ciência nuclear a Albert Einstein quando reconheceu a equivalência da

massa e da energia através da relação matemática E = mc2.

- Identificar diferentes tipos de transformações nucleares.

Combustíveis Alternativas aos

combustíveis

Energia Nuclear

Células fotovoltaicas

Pilhas de combustível

Reacções de fissão e fusão nuclear

Relação E = mc2 (equivalência

massa-energia)

Tipos de transformações nucleares

Instabilidade do núcleo atómico

Decaimento nuclear (α, β, γ)

Partícula α e β e radiação γ

Tempo de meia-vida

Datação: carbono-14

Benefícios e preocupações da

radioactividade



13

- Relacionar a instabilidade de um núcleo de um átomo com a relação entre o número de

neutrões e o número de protões desse núcleo.

- Interpretar decaimento nuclear como a transformação de um núcleo noutro núcleo por

emissão de partículas α ou β e radiação γ.

- Associar a emissão de partículas β aos núcleos que contêm muito maior número de neutrões

do que protões e a emissão de partículas α aos núcleos que contêm relações próximas do número

de neutrões e de protões.

- Associar ―tempo de meia vida‖ ao intervalo de tempo necessário para que, numa dada

amostra, o número de partículas da espécie radioactiva, se reduza a metade.

- Referir que o tempo de meia vida para o carbono-14 é cerca de seis mil anos e que o produto

do decaimento é o azoto-14.

- Reconhecer que a propriedade do carbono-14 decair lentamente é utilizada na datação de

objectos arqueológicos.

- Interpretar a grande quantidade de energia envolvida numa reacção nuclear (fusão ou

fissão), em termos da variação de massa nela envolvida, de acordo com a expressão ΔE = Δm c2.

- Reconhecer que o conhecimento sobre radioactividade trouxe enormes benefícios a par de

enormes preocupações, resultantes da sua utilização para fins não pacíficos e da ocorrência de

acidentes.

(M.E., 2004)



14

3. Algumas notas sobre Química Nuclear

3.1 O núcleo atómico

3.1.1 Composição e isótopos

Sabemos, da Química elementar, que o átomo é a pequena partícula unitária de cada

elemento químico, cujos raios são de, aproximadamente, 1-5 x 10-10 metros, ou seja, 1-5 Å. No

centro de cada átomo encontra-se o núcleo, um pequeno corpo ( r ~ 1-10 x 10-15 m) que contém a

maior parte da massa do átomo (Loveland et al., 2004) – figura 3.1.

Por sua vez, os núcleos atómicos são constituídos por protões e neutrões, genericamente

designados por nucleões.

Figura 3.1 - Representação esquemática dos tamanhos relativos do átomo e respectivo núcleo

A ideia de que o átomo é constituído por um núcleo atómico, de carga positiva e de massa

praticamente igual à massa do átomo, com electrões à sua volta, remonta a 1911. Na experiência de

Rutherford, uma fina folha de ouro era bombardeada por partículas alfa, as quais, por sua vez,

provinham de alguns núcleos instáveis. (Fiolhais, S.D.)



15

Figura 3.2 - Experiência de Rutherford

Após a realização da experiência, verificava-se que algumas partículas alfa (carga positiva)

eram desviadas tão fortemente que podiam até voltar para trás.

Face a estes dados, Rutherford concluiu que a carga positiva não estava distribuída

uniformemente mas concentrada no centro do átomo ou, como se passou a dizer, no núcleo do

átomo.

Só poucas partículas eram, de facto, desviadas, o que permitiu concluir ainda que o núcleo

deveria ser muito pequeno e, portanto, denso.

Viria, posteriormente, a descobrir-se que o núcleo atómico era, afinal, constituído por protões e

neutrões. Através de várias experiências foi possível determinar que os protões têm carga idêntica à

dos electrões, mas de sinal contrário, e uma massa de 1,6725 x 10-24g, isto é, cerca de 1840 vezes a

massa do electrão (Loveland et al., 2004).

O núcleo do átomo também contém neutrões – partículas sem carga cuja massa se aproxima

da massa do protão. Estes neutrões contribuem para a estabilidade nuclear. Esta, por sua vez,

deve-se à chamada interacção forte: os núcleões exercem forças de atracção entre si que superam

a interacção electrostática repulsiva entre protões.



16

Designa-se por número atómico, e representa-se por Z, o número de protões do núcleo. Esse

número, no átomo neutro, é igual ao número de electrões em torno do núcleo.

Todos os núcleos de um dado elemento têm o mesmo número de protões, mas não têm

necessariamente o mesmo número de neutrões: a estes elementos com o mesmo número de

protões mas diferente número de neutrões dá-se o nome de isótopos do elemento.

O número de massa, A, é o número total de nucleões, A = Z + N, sendo N o número de

neutrões.

Um determinado núcleo do elemento químico X representa-se por XA

Z .

3.1.2 Propriedades nucleares

3.1.2.1 Tamanho dos núcleos

Depois da experiência de Rutherford, muitas outras se lhe seguiram e que permitiram

determinar, cada vez com maior rigor, a dimensão nuclear.

Hoje, sabe-se que o raio médio dos núcleos depende do número dos seus nucleões

constituintes - gráfico 3.1. (Moreira, 2005)

Gráfico 3.1 - Raio nuclear em função da raiz cúbica do número de massa, A



17

Pela análise do gráfico, verifica-se que o raio é directamente proporcional a esta variável.

Exprimindo o raio em fermis (1 fm = 10-15 m), a relação entre ambos exprime--se por

R = 1,4 A 1/3 (fm). (Moreira, 2005)

O núcleo de Urânio-238, 238U, é o de maior dimensão com existência natural, com um raio de

cerca de 9 fm.

3.1.2.2 Energia de ligação

Para além do tamanho, uma outra característica básica dos núcleos é a sua massa. O estudo

das propriedades nucleares fez chamar a atenção para o facto de a massa do núcleo ser sempre

menor que a soma das massas dos nucleões. Esta diferença entre a massa de um átomo e a soma

das massas dos seus protões e neutrões designa-se por ―defeito de massa‖. (Loveland et al, 2004).

A energia de ligação, que é também uma característica dos núcleos, está directamente

relacionada com esta diferença de massas.

A grandeza da energia de ligação nuclear é uma indicação da estabilidade de um núcleo

(Loveland et al, 2004). Contudo, ao comparar a estabilidade de quaisquer dos núcleos devemos ter

em conta o facto de que possuem número de nucleões diferente. Por isso, tem mais significado usar

a energia de ligação nuclear por nucleão, definida como:

nucleões de

nuclear ligação de energia nucleãopor nuclear coesão de energia

número

Podemos, assim, comparar a estabilidade de todos os núcleos numa base comum.

A energia média de ligação dos nucleões é ―aproximadamente constante‖ em todos os núcleos

(excepção se A << 11), variando entre 7,4 e 8,8 MeV, máximo que ocorre nas vizinhanças de A = 60

(Fe e Ne) (Loveland et al, 2004).



18

Gráfico 3.2 - Energia de coesão nuclear por nucleão em função do número de massa

Como se pode ver, a curva tem um máximo para o ferro-56. Este é, de facto, o núcleo mais

estável. Para números de massa superiores, a energia de ligação por nucleão decresce

suavemente. Para números atómicos inferiores, a energia de ligação também decresce mas de um

modo menos regular.

Estes resultados mostram que elementos com números de massa intermédios possuem

núcleos onde se fazem sentir as forças atractivas mais intensas entre nucleões. Isto revela-nos que

uma grande quantidade de energia será libertada se dois nuclídeos de pequeno número de massa

se combinarem para formar um nuclídeo de média massa (E1) (Loveland et al, 2004). Este processo

chama-se fusão nuclear.

Por outro lado, a descida da curva para números de massa elevados mostra-nos que a

energia pode ser libertada por fissão nuclear – um núcleo pesado (A>200) divide-se para formar

núcleos mais pequenos e um ou mais neutrões. Como o núcleo pesado é menos estável que os

seus produtos (ver gráfico 3.2), este processo liberta uma grande quantidade de energia (E2).

E1

E2



19

3.1.2.3 Massa nuclear

A relação de Einstein, obtida no âmbito da Teoria da Relatividade Restrita, consagra a

equivalência entre massa e energia. Uma certa quantidade de massa pode converter-se em energia,

e vice-versa, segundo a relação

E = mc2

A massa nuclear pode variar devido aos processos descritos anteriormente, porque esta

―perda de massa‖ é convertida em energia (Loveland et al, 2004).

Consideremos o átomo de carbono - 12: a soma das massas dos seus constituintes é

6 mp + 6 mn + 6 me = 12,0089 u (1)

ao passo que a massa do átomo é M(C) = 12,0000 u. (2)

Nestas expressões estamos a usar a unidade de massa atómica, u, que é, por convenção

internacional, 1/12 da massa do átomo do nuclídeo de carbono-12, no seu estado fundamental, e

que é cerca de 1,66 x 10-27 kg (Loveland et al, 2004).

Comparando as expressões (1) e (2) conclui-se que, de facto, há um ―defeito de massa‖ entre

todos os constituintes de um átomo quando desagregados e agregados.

Assim, a partir da massa do núcleo (que é uma medida directa da energia que ele contém) é

fácil determinar as energias de ligação dos nucleões.

Designemos por mi a massa dos constituintes de um núcleo. Quando estão infinitamente

afastados e em repouso, a energia deste constituintes éA

i

icm1

2 . Designando por Mc2 a energia do

núcleo, a diferença entre os dois valores é, por definição, a energia de ligação, B (Oliveira, 2006):

B =

A

i

icm1

2

- Mc2 (3).



20

De uma maneira geral, a energia de ligação por nucleão de um núcleo com Z protões e N

neutrões é

2

mn c M(núcleo) - N mpnúcleo ZA

B.

Quanto maior for a energia de ligação, mais estável será o núcleo.

Dos mais de 3000 nuclídeos conhecidos, existem apenas 266 cujos estados fundamentais são

estáveis. Todos os outros possuem estados fundamentais instáveis, sofrendo, por isso, decaimento

e transformando-se noutros nuclídeos mais estáveis. A estabilidade dos núcleos atómicos pode ser

interpretada à luz das propriedades das forças nucleares. A figura seguinte apresenta um gráfico do

número de neutrões, N, em função do número de protões, Z, dos nuclídeos conhecidos. (Oliveira,

2006).

Gráfico 3.3 - Número de neutrões, N, em função do número de protões, Z



21

A linha recta corresponde a N = Z. Contudo, para núcleos ―pesados‖, a linha de estabilidade

afasta-se desta recta.

Devido ao facto dos protões possuírem carga eléctrica existe uma repulsão electrostática entre

eles cuja dependência é basicamente proporcional a Z2. Havendo um número de neutrões superior

ao de protões, os neutrões compensam o aumento relativo da repulsão electrostática entre os

protões através da interacção neutrão-protão. Daí que os nuclídeos estáveis mais pesados tenham

sempre um número de neutrões superior ao número de protões.

Os nuclídeos que estão entre as duas linhas irregulares do gráfico 3.3, mas que não foram

indicados por pontos, são radioactivos. (Oliveira, 2006).

3.2 Processos de decaimento radioactivo

Se um núcleo não é estável tende para a estabilidade, naturalmente, por um processo nuclear

que se pode chamar ―decaimento‖ ou ―desintegração‖. No decaimento, o núcleo instável emite

partículas, transformando-se assim num núcleo mais estável. Este processo pode ocorrer num único

passo ou, pelo contrário, implicar uma série de passos e estádios intermédios que terminem num

núcleo final estável (Loveland et al, 2004).

O decaimento radioactivo é uma transformação nuclear espontânea, a qual tem revelado ser

independente da pressão, temperatura, forma química, etc. (excepto em poucos casos especiais).

Esta insensibilidade a condições extranucleares permite-nos caracterizar o núcleo radioactivo,

através do seu período de decaimento e pela energia de decaimento sem ter em conta as suas

propriedades químicas ou físicas. É um processo estatístico, não se podendo estabelecer uma

relação de causa-efeito quando um qualquer núcleo se desintegra.

A actividade de uma amostra radioactiva é a sua taxa de decaimento (número de processos

de decaimento (desintegração) que ocorrem por unidade de tempo). Se designarmos por N o

número de núcleos presentes na amostra num determinado instante, a actividade R é dada pela

expressão



22

dt

dNR ,

cuja unidade do Sistema Internacional (S.I.) é o becquerel ( 1 Bq = 1 desintegração por

segundo).

Verifica-se experimentalmente que a actividade de uma amostra é proporcional ao número de

núcleos existente na amostra num dado instante, sendo a constante de proporcionalidade

(independente do tempo) uma característica da amostra (Gerthensen et al, 1998):

dt N - dN N dt

dN.

A constante de decaimento, λ, representa a probabilidade de que um núcleo se desintegre no

próximo instante (Gerthensen et al, 1998).

Integrando a equação anterior, resulta a lei da desintegração radioactiva:

N = N0 e – λ t ,

onde N0 é o número de átomos no instante t = 0, N é o número de átomos ainda existentes no

instante τ.

Após o decurso do tempo τ = 1 / λ, o número de átomos diminuiu de um factor e -1. Assim, τ é a

vida média. O período de semidesintegração T1/2, intervalo de tempo após o qual o número de

átomos inicialmente existentes se reduz a metade por desintegração radioactiva, é dado por

1/2 T -

0

0 e N 2

N.

Assim,

693,0 T 693,02ln T 1/2 1/2 ,

ou ainda,

T ½ = τ ln 2



23

Gráfico 3.4 - Representação gráfica de N/N0 em função de t/τ

A meia-vida varia entre milhões de anos a fracções de segundo. Enquanto que tempos de

semi-vida de 1 minuto a 1 ano são mais facilmente determinados por simples técnicas laboratoriais,

a determinação de pequenos tempos de semi-vida necessita de técnicas mais elaboradas, com

instrumentação avançada.

O tempo de semi-vida mais pequeno medido até hoje é de cerca de 10-18 s.

Consequentemente, o decaimento radioactivo que ocorra num período de tempo inferior a 10 -18 s é

considerado instantâneo. Por outro lado, se o tempo de semi-vida de um decaimento radioactivo

exceder os 1015 anos, o decaimento não pode, normalmente, ser observado através do sinal normal

presente nos detectores. Contudo, nuclídeos cujos tempos de semi-vida excedam os 1015 anos são

geralmente considerados estáveis ao decaimento radioactivo, e são muito poucos os identificados.

(Loveland et al, 1998).

Os principais tipos de emissões que se verificam na radioactividade natural são: o

decaimento α, β-, β

+ e raios γ. O decaimento α consiste na emissão de um núcleo de Hélio;

o decaimento β consiste na criação e emissão de electrões ou positrões, ou no processo de

captura electrónica; o decaimento γ consiste na emissão de radiação electromagnética, onde

a transição ocorre entre níveis de energia do mesmo núcleo.



24

3.2.1 Decaimento α

“Na altura em que foi descoberta a emissão do rádio 226 (1898) por M. Curie e P. Curie,

chamou-se ao fenómeno radioactividade α ou emissão α. Às partículas emitidas deu-se o nome de

partículas α, apenas por ser a primeira letra do alfabeto grego” (Quinteiro, S.D.).

Neste processo, o núcleo emite uma partícula alfa, α, que Rutherford mostrou ser um núcleo

de hélio ( 24

2 He ). O novo núcleo tem menos dois neutrões e dois protões que o núcleo progenitor

(Pinto, 2006).

Podemos escrever simbolicamente este processo como:

Q 24

2

2

2

4 -A

2 - Z HeXX NN

A

Z

Este declínio α é observado para elementos mais pesados do que o chumbo e para alguns

núcleos tão leves como os lantanídeos.

A energia disponível no decaimento alfa (Qα) pode ser calculada através das massas

atómicas, uma vez que a energia de ligação libertada (processos de decaimento espontâneos são

exoenergéticos) corresponde a uma perda de massa:

Qα (MeV) = [M (A,Z) – M (A-4, Z-2) – M (4He)] c2.

A energia das partículas alfa situa-se entre os 4 e os 9 MeV.

Um exemplo de um processo de decaimento alfa é o do Polónio-210:

HePbPo 4206210



25

Figura 3.3 – Decaimento α do Polónio – 210

O tempo de semi-vida do 210Po é de140 dias e a energia cinética da partícula é de

aproximadamente 5,297 MeV (Guilmette, 2007).



26

Esquema 3.1 – Esquema do decaimento do 210Po

3.2.2 Decaimento β

Existem três processos de decaimento beta nos quais o número de massa, A, permanece

constante, enquanto Z e N variam de uma unidade: a emissão β-, a emissão β+ e a captura

electrónica.

Chumbo-210 Chumbo-206 (estável)

Bismuto-210

Polónio-210

Bismuto-214

Polónio-214

Chumbo-214

Radão-222

Polónio-218

α 3,8 dias

α 3,1

minutos

β 27

minutos

β 20 minutos

α 160 micro

segundos

α 140 dias

β 22 anos

β 5 dias



27

Os núcleos que possuem um grande número de neutrões quando comparado com o número

de protões, tendem a decair por emissão β-. Pelo contrário, núcleos que contêm um excesso de

protões relativamente ao número de neutrões tendem a decair por emissão β+ ou por captura

electrónica.

3.2.2.1 Decaimento β-

Neste processo ocorre a emissão de um electrão do interior do núcleo, com origem na

transformação de um neutrão em protão e a emissão de um anti-neutrino (Oliveira, 2006):

e p n

O processo de decaimento pode ser expresso através da equação:

e 1Z YX AA

Z

Figura 3.4 – Decaimento β-

A energia disponível no decaimento β- é dada por:

2C 1ZM(A, - Z)M(A, - Q



28

Um exemplo de decaimento β- é o do Estrôncio-90:

estável 90-90-90 ZrYSr

3.2.2.2 Decaimento β+

Consiste na emissão de um positrão do interior do núcleo, com origem na transformação de

um protão em neutrão e a emissão de um neutrino:

e n p


e 1Z YX AA

Z

Figura 3.5 – Decaimento β+

A energia disponível no decaimento β + é dada por:

2

e C m 2 - 1)ZM(A, - Z)M(A, Q



29

Um exemplo de um processo de decaimento β + é:

e 22

10

22

11 NeNa

3.2.2.3 Captura electrónica

Na captura electrónica, um protão no interior do núcleo captura um electrão atómico e

transforma-se num neutrão:

n e p

Deste processo resulta um novo núcleo com um número atómico diminuído de uma unidade.


e A

1-Z YXA

Z

3.2.3 Decaimento γ

A emissão gama (γ) resulta de uma libertação de energia em excesso pelo núcleo de um

átomo sob a forma de radiação electromagnética. O decaimento gama poderá estar associado a

outros decaimentos como o α ou o β se os nuclídeos descendentes estiverem num estado excitado

(como é o caso do cobalto – 60)

Os raios γ distinguem-se dos raios X somente pelo facto de possuírem energias mais elevadas

e, consequentemente, têm maior poder de penetração na matéria.

Um exemplo do decaimento γ é dado por (Nave, 2005):

http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia

http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B4mico

http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_electromagn%C3%A9tica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Nucl%C3%ADdeo



30

Esquema 3.2 – Decaimento do Cobalto-60

Neste caso, o isótopo 60Co sofre um decaimento β-, traduzido por:

e 60

28

60

27 NiCo

Após o decaimento β-, o 60Co origina um nuclídeo de 60Ni num estado excitado, que, por usa

vez, emite instantaneamente duas radiações gama.

Figura 3.6 - Decaimento β- do Cobalto – 60 e posterior emissão de radiação gama



31

3.3 Interacção da radiação com a matéria

Entende-se por radiação ionizante aquela que pode, directa ou indirectamente, ionizar os

átomos dos meios materiais que atravessa. Na ionização, um ou mais electrões são removidos do

átomo que fica carregado positivamente (ião positivo) (Pinto, 2006).

As radiações ionizantes podem ser formadas por partículas com carga eléctrica, como as

partículas α, as partículas β e protões que produzem directamente ionizações.

As partículas não carregadas, como a radiação γ, X e neutrões produzem indirectamente

cargas eléctricas.

O poder de penetração da radiação na matéria depende da sua energia: quanto mais

energética for a radiação, maior será o seu alcance.

Contudo, diferentes radiações, mesmo que possuam a mesma energia, penetram a matéria

com alcances diferentes.

Por ordem crescente de penetração na matéria temos:

1) Partículas α

2) Partículas β

3) Fotões (X e γ)

Figura 3.7 - Poder de penetração das diferentes radiações (Lybeck, S.D.)



32

A tabela seguinte mostra o alcance de radiações de igual energia (1 MeV) em tecidos moles

(Pinto, 2006):

Radiação Energia/MeV Alcance/cm

α 1 0,001

β 1 0,4

γ 1 15

Tabela 3.1 - Alcance das diferentes radiações de energia igual a 1 MeV

3.3.1 Partículas α

As partículas alfa são as mais pesadas e, por isso, as mais lentas e pouco penetrantes

(Oliveira, 2006).

O facto de estas partículas serem consideravelmente lentas, faz com que elas possuam um

elevado poder de ionização. Como em cada ionização, a partícula α perde parte da sua energia, a

sua velocidade diminui muito rapidamente o que explica o seu baixo poder de penetração. Daí que

elas sejam facilmente blindadas - uma folha de papel é suficiente para as barrar.

Contudo, as fontes emissoras de partículas α têm tempos de semi-vida muito elevados os que

as torna potencialmente perigosas se forem ingeridas.

3.3.2 Partículas β

As partículas β têm massas muito menores do que as partículas α e energias que podem ser

muito maiores do que as energias típicas, daí o seu poder de penetração ser muito mais elevado.

Para fontes de fraca intensidade, uma folha de alumínio com alguns milímetros de espessura

é suficiente para absorver os electrões impedindo a sua passagem.



33

3.3.3 Partículas γ

Devido à ausência de carga e massa as radiações electromagnéticas ionizantes podem

penetrar num material e percorrer grandes distâncias antes de sofrer a primeira interacção (Oliveira,

2006).

No caso particular das radiações X e γ, a ionização deve-se à libertação de electrões após as

interacções dos fotões com os átomos.

Quando fotões de uma qualquer radiação electromagnética colidem com a matéria, poderão,

em grande parte, interagir com os electrões dos átomos ou, menos frequentemente, com o núcleo

do absorvente.

Os processos de interacção dos fotões com a matéria poderão ser por:

1) Efeito fotoeléctrico

2) Efeito Compton

3) Produção de pares

3.3.3.1 Efeito fotoeléctrico

Em 1888, W. Hallwachs irradiou com luz U.V. placas metálicas carregadas negativamente e

verificou, por intermédio do electrómetro acoplado, que esta carga desaparecia gradativamente.

Mantinha-se, pelo contrário, uma carga positiva (Gerthsen, 1998).

De um modo geral, radiações de comprimento de onda suficientemente curto libertam

electrões das superfícies metálicas. Estes electrões chegam ao espaço exterior com uma dada

energia cinética, Ec, que é igual à diferença entre a energia do fotão incidente, hυ, e o trabalho de

extracção do electrão (energia de remoção característica do material), We:

Ec = hυ – We (equação de Einstein)

onde

h = constante de Planck

υ = frequência da radiação.



34

Estes electrões em movimento vão, por sua vez, interagir com a matéria.

Figura 3.8 - Interacção gama por efeito fotoeléctrico (DANF, 1996)

A intensidade da luz utilizada na libertação dos electrões não tem qualquer influência na sua

energia; ela determina apenas o seu número por unidade de área (m2) e unidade de tempo (s)

(Gerthsen, 1998).

3.3.3.2 Efeito Compton

O efeito Compton é um processo de interacção que envolve um choque elástico entre um

fotão e um electrão livre ou pouco ligado ao núcleo do átomo (camadas exteriores).

O fotão inicial dá origem a um novo fotão, de menor energia. A restante energia é transferida

para o designado electrão Compton e muda de direcção de propagação



35

Figura 3.9 - Interacção gama por efeito Compton (DANF, 1996)

Considerando que a energia e a quantidade de movimento são conservadas durante a colisão,

conclui-se que a energia cinética do electrão Compton, Ec, é dada pela diferença entre a energia do

fotão antes da colisão (fotão incidente), hυ, e depois da colisão (fotão dispersado ou difundido), hυ’

(Gerthsen, 1998):

Ec = hυ – hυ’

A energia transferida do fotão incidente para o electrão Compton é máxima se a colisão for

frontal e será mínima no caso de uma colisão tangencial.

A probabilidade de se dar o efeito de Compton diminui quando a energia do fotão aumenta, e

aumenta com o número atómico dos elementos que constituem os materiais.

3.3.3.3 Produção de pares

É um processo de interacção electromagnética do fotão com o campo eléctrico do núcleo do

átomo. Dessa interacção resulta que o fotão deixa de existir, formando-se um par de partículas



36

electrão/positrão. Chama-se materialização de energia a este processo, uma vez que se produzem

partículas materiais a partir de radiação electromagnética.

Pela lei da conservação da massa-energia, a produção de pares apenas ocorrerá se o fotão

tiver uma energia superior a 1,022 MeV que é o dobro da energia equivalente à massa de um

electrão em repouso (me).

Figura 3.10 - Interacção gama por produção de pares (DANF, 1996)

A energia cinética do par electrão/positrão será tanto maior quanto maior for o excesso de

energia do fotão em relação a 1,022 MeV. Além disso este processo somente ocorre na presença de

matéria, dado que é necessária uma troca de quantidade de movimento com um núcleo pesado para

que se conserve a energia e a quantidade de movimento.



37

4. Algumas experiências com o contador Geiger-Muller

4.1 O contador Geiger-Muller

O contador Geiger-Muller permite detectar a presença de radiações ionizantes, tais como

partículas α e β e radiação X e gama. É constituído por um cilindro metálico que encerra no seu

interior uma mistura de gases a baixa pressão, por exemplo Árgon ou Hélio, e um eléctrodo positivo,

o ânodo, que está ligado a um circuito exterior. O invólucro metálico serve de eléctrodo a potencial

zero (cátodo). Entre o ânodo e o cátodo é aplicada uma diferença de potencial, da ordem das

centenas de Volt (Quinteiro, S.D.).

Figura 4.1 – O contador Geiger-Muller

As partículas alfa e beta entram no tubo, através de uma janela muito fina e frágil de

um material pouco absorvente (mica ou grafite), e ionizam o gás existente no seu interior.

Os iões e os electrões fazem com que o gás conduza a electricidade por breves instantes, e



38

um impulso de corrente eléctrica é então amplificado e detectado. Por cada partícula que

penetra no tubo, um impulso eléctrico é produzido.

4.2 Cuidados a ter no uso de substâncias radioactivas

A manipulação de produtos radioactivos e químicos, tal como de instrumentos eléctricos ou

mecânicos, requer cuidados específicos. Num laboratório químico é necessário prestar atenção à

utilização e armazenamento de certos produtos, bem como à descontaminação das bancadas, dos

fatos ou do próprio corpo, caso haja derramamento destes produtos. Num laboratório de

radioquímica ou de química nuclear deve atender-se, em particular, à protecção contra as radiações

(Salgado e Martinho, 1997).

Sabe-se que, no nosso dia-a-dia e desde sempre, convivemos de bem perto com as

radiações, apesar de só há cerca de cem anos o Homem as ter descoberto. Desde então, tem

beneficiado das suas múltiplas aplicações e vantagens em muitos campos da actividade humana,

como a medicina, a indústria, a agricultura, o ambiente, etc.

Contudo, os efeitos produzidos no Homem pela exposição podem ser nocivos. Ao longo dos

tempos foram sendo acumulados conhecimentos científicos sobre esta matéria, donde resultou a

imposição de restrições e normas de protecção e segurança, que, uma vez cumpridas, limitam os

riscos inerentes às radiações a níveis equivalentes aos das demais actividades humanas (Salgado e

Martinho, 1997).

Aspectos legais

A utilização de materiais radioactivos, ou de instrumentos que produzam radiações, é regulada

por legislação específica que impõe normas que são revistas continuamente. Em Portugal, o

Decreto-Lei 348/89, de 12 de Outubro, e o Decreto Regulamentar 9/90, de 19 de Abril, constituem a

base legal em vigor nesta matéria.

Assim, e de acordo com esta legislação, os possuidores e utilizadores de materiais

radioactivos, ou de equipamentos produtores de radicação, necessitam de uma autorização prévia,



39

por parte da Direcção-Geral dos Cuidados de Saúde Primários, ouvida a Comissão Nacional de

Protecção contra as radiações, para a importação, produção, utilização e transporte de materiais

radioactivos.

Estão, no entanto, isentos deste pedido de autorização se a actividade dos materiais

radioactivos for inferior aos limites estabelecidos na Directiva Comunitária, tal como os utilizados nas

experiências realizadas neste trabalho – Cobalto-60 (1µCi), Estrôncio-90 (0,1 µCi) e Polónio-210

(0,1 µCi).

4.3 Planeamento do laboratório

Num laboratório de Química Nuclear, a maioria dos procedimentos são semelhantes aos que

devemos ter num laboratório de Química.

De facto, verificam-se algumas semelhanças na seguinte lista de normas essenciais a ter em

conta num laboratório de radioquímica (U.S. Nuclear Regulatory Commisson, S.D):

1. Todo o trabalho efectuado com materiais radioactivos deve ser realizado num

laboratório supervisionado por um docente. Este laboratório deve estar claramente sinalizado

e identificado com o trifólio, de modo que qualquer pessoa, estudantes ou visitantes casuais

reconheçam que essa área contém materiais radioactivos.

Figura 4.2 - Trifólio: símbolo de presença de radiações



40

2. Devem ser utilizadas luvas e uma pinça no manuseamento dos materiais ou das

fontes radioactivas.

3. As fontes, quando não estiverem a ser utilizadas, devem ser mantidas no respectivo

contentor.

4. As manipulações devem ser tão rápidas quanto possível, de modo a reduzir a

exposição a radiações.

5. As fontes devem ser mantidas afastadas do utilizador, de modo a reduzir a

exposição a radiações.

6. Comer e beber não é permitido.

7. Todos os alunos que trabalhem com fontes radioactivas devem estar familiarizados

com as operações e instrumentos que vão utilizar no laboratório.

8. Qualquer aluno que tenha um corte/golpe aberto na pele, não deve trabalhar com

materiais radioactivos.

9. Todos os alunos e professores devem lavar as mãos antes de abandonarem o

laboratório.

O nível de actividade das fontes radioactivas em causa neste trabalho não apresenta, como já

vimos, qualquer perigosidade, devido não só à sua baixa actividade mas também ao facto de as

amostras se encontrarem encapsuladas, o que impede a sua disseminação.

Deve, ainda, haver especial atenção no manuseamento do detector, quer por envolver

voltagens elevadas, quer pela fragilidade da janela do tubo contador.

4.4 Doses de radiação. Unidades

A actividade (A) de um radionuclídeo é a quantidade que exprime o grau de radioactividade

(potencial de produção de radiação) de uma determinada quantidade de material radioactivo. A

unidade de actividade no Sistema Internacional é o becquerel (Bq), que corresponde a uma

desintegração por segundo, embora também se utilize frequentemente o Curie (Ci), sendo que 1 Ci =

37 GBq.



41

Quando se pretende quantificar a radiação que é absorvida por uma material, define-se a

chamada Dose Absorvida como a energia que é transferida pela radiação para um quilograma de

material:

M

ED

Onde D é a dose absorvida e E a energia depositada no material de massa M. (Fiolhais, S.D.)

Para calcular os efeitos biológicos da radiação, é necessário multiplicar a dose de radiação por

um factor de qualidade, Q, que depende do tipo de radiação, bem como de outros factores.

O valor de Q é aproximadamente 1 para as radiações beta, gama e raios X e 10 a 20 para as

partículas alfa (Tabela 4.1)

Radiação Factor de Qualidade (Q)

Raios γ do 60C (1,17 a 1,33 MeV) 0,7

Raios γ de 4 MeV 0,6

Raios X de 200 keV 1

Partículas β 1

Protões (1 a 10 MeV) 2

Neutrões 2-10

Partículas α 10-20

Tabela 4.1 – Factores de qualidade para várias radiações (Fiolhais, S.D.)

A designada dose efectiva é então calculada multiplicando o factor de qualidade pela dose

absorvida (Reger et. al., 1997):

Dose efectiva (em rems) = Q x dose absorvida, D (em rad/s).



42

A unidade para a dose efectiva é o rem, que é a abreviatura de ―roentgen equivalent man‖.

Contudo, deve notar-se que o valor de Q depende de diversos factores, como o tipo de tecido

que é exposto, localização geográfica, altitude.

4.5 Execuções experimentais desenvolvidas

O conjunto de experiências desenvolvidas e que a seguir se descrevem, foram seleccionadas

a partir das condições materiais disponíveis, tendo em vista os objectivos dos programas do 10ºano

da disciplina de Física e Química A e do 12º ano de Química.

Nelas se contemplam aspectos básicos da Química Nuclear, que, não obstante a sua actual

relevância nos programas de 10º e 12º anos de escolaridade, tem merecido muito pouca atenção

por parte da generalidade das escolas nacionais, a todos os níveis, situação que pode explicar, pelo

menos em parte, a vulnerabilidade da sociedade portuguesa em relação aos argumentos que a

energia nuclear é a ―mãe de todas as desgraças‖. (Salgado e Martinho, 1997).

Nenhuma das actividades realizadas é obrigatória nos novos programas do ensino secundário.

Contudo, a sua escolha tem como principal objectivo motivar os alunos para a aprendizagem da

Química, promover a cultura científica e tecnológica, bem como, permitir aos alunos compreender

que a Química Nuclear, foi ―passado‖ na origem de tudo o que existe – o Universo, está ―presente‖

em fenómenos e processos úteis para a Sociedade como a datação, meios de diagnóstico e

tratamentos clínicos, e será, talvez, ―futuro‖ com a energia nuclear como uma energia limpa e

segura, resolvendo um dos maiores problemas das sociedades: crise energética a nível mundial.

4.5.1 Sistema de detecção e contagem SPECTECH ST – 350

O sistema de detecção e contagem utilizado nas diferentes execuções experimentais

(SPECTECH ST – 350 counter da empresa Spectrum Technique:

http://physicsx.pr.erau.edu/Courses/CoursesS2005/PS305/Nuclear%20Physics/Studentmanual.pdf)

é um dispositivo multifuncional, que inclui:

- um detector Geiger-Müller



43

- uma fonte de alta tensão (high voltage)

- um relógio (timer)

- um contador para prefixação de valores (preset counter)

- um medidor de taxas de contagem digital e analógico (digital and analog ratemeter) munido

com um alarme sonoro

- uma interface para ligação do sistema de contagem a um computador.

Figura 4.3 - Dispositivo utilizado

Todas as experiências podem ser realizadas, quer a partir do dispositivo, quer directamente a

partir de um computador pessoal (modo REMOTE), utilizando o terminal DATALINK e o software de

emulação RADEM. Os dados são transferidos automaticamente para o computador, em tempo real,

a são aí armazenados em ficheiros compatíveis com folhas de cálculo.

Características técnicas:

Tensão variável entre 0 e 1200 V, por saltos de 25 V

Tempo de resolução: 300 µs = 0,00030 s



44

Detector

Para funcionar adequadamente, o detector deve trabalhar a uma diferença de potencial tão

baixa quanto possível podendo o seu valor óptimo ser determinado experimentalmente (ver secção

4.5.2).

Para aumentar a sensibilidade à radiação α e β, o detector tem uma janela de entrada da

radiação extremamente fina a frágil e que, por isso, requer muito cuidado no seu manuseamento.

Existe uma rede de protecção que pode evitar alguns acidentes durante o seu manuseamento.

4.5.2 Experiências desenvolvidas

Os protocolos das actividades que a seguir se descrevem foram adaptados das sugestões da

Spectrum Techniques e que são também referidas no ―Manual de experiências de física das

radiações‖ do Instituto Tecnológico e Nuclear, de Sacavém.

Experiência A. Determinação do valor óptimo para a tensão aplicada

Esta actividade tem como objectivo a determinação do patamar e da tensão óptima de

funcionamento do detector a ser utilizado.

Se se colocar uma fonte radioactiva próximo de um detector G.M. e se aumentar lentamente a

tensão eléctrica aplicada ao ânodo, o detector só começa a contar quando a tensão atinge a

chamada tensão de arranque. A partir deste valor, e continuando a aumentar a tensão, a taxa de

contagem aumenta rapidamente até se atingir a chamada tensão limiar. Passado este limiar,

subsequentes acréscimos da tensão têm como consequência um aumento relativamente pequeno

da taxa de contagem. A esta região dá-se o nome de patamar do detector e é onde se situa a tensão

de funcionamento.

De modo a preservar-se a vida do detector, a tensão de funcionamento deve ser fixada num

valor correspondente a cerca de 1/3 do patamar, a partir da tensão limiar.



45

Continuando a aumentar a tensão, para além da região do patamar, ocorre uma outra subida

rápida da taxa de contagem, o que significa que se atingiu a região de descarga contínua, na qual

não se deve fazer funcionar o detector G.M..

Material:

Detector G.M.

Fonte radioactiva: 90Sr, 0,1 µCi (Anexo 1)

Procedimento:

Ligar o sistema de contagem e aguardar que estabilize (cerca de 3 minutos);

Colocar o porta-fontes, com a fonte radioactiva, numa das primeiras

posições (1ª ou 2ª prateleira) do posicionador de amostras;

Ajustar a tensão para o valor inicial da experência, Vinicial. Para isso,

proceder do seguinte modo:

- partindo de zero, incrementar o valor da tensão, por saltos de 25 V, até que

o sistema comece a contar impulsos;

- então, baixar a tensão em cerca de 100 V (4 saltos de 25 V). O valor assim

obtido corresponde à tensão inicial, Vinicisl.

Verificar que o sistema se encontra em condições de começar a experiência

(tensão inicial fixada, contador de impulsos a zero, tempo de contagem pré-definido);

Observar e registar o número de impulsos por unidade de tempo, à medida

que se vai aumentando a tensão (por saltos de 25 V).

NOTA: Para se evitar a região de descarga contínua e a eventual danificação do

detector, não deixar que qualquer taxa de contagem aumente mais do que cerca de 20%

em relação ao valor precedente. Quando tal acontecer, considera-se por terminada a

experiência.

Após terminada a experiência, ajustar a tensão para o valor Vinicial, mas não

desligar ainda o sistema, porque pode haver necessidade de se confirmar algum ou

alguns dos valores.



46

Após a realização desta actividade, obteve-se os seguintes resultados:

Representou-se graficamente a taxa de contagem observada em função da

tensão aplicada.

Amostra: 90Sr, 0,1 µCi

Tensão: 625 V

2ª prateleira

Tensão / V Impulsos Tempo/s Contagem(

cps)

550 0 200 0

575 0 200 0

600 0 200 0

625 0 200 0

650 15400 200 77,0

675 19800 200 99,0

700 23000 200 115,0

725 24400 200 122,0

750 25300 200 126,5

775 25700 200 128,5

800 27000 200 135,0

825 27100 200 135,5

850 27800 200 139,0

875 27800 200 139,0

Tabela 4.2 - Tempo de contagem em função da tensão aplicada



47

Gráfico 4.1 - Gráfico da taxa de contagem (cps) em função da tensão aplicada (V)

Tensão de funcionamento = 1/3 do patamar a partir da tensão limiar ≈ 700 V

Experiência B. Radiação de Fundo

Esta actividade tem como principal objectivo a investigação sobre a radiação de fundo natural

existente no local da realização das experiências, com ou sem barreira de protecção. Aqui, os

alunos podem verificar de quanto se reduz a radiação de fundo, em consequência de se proteger o

detector com um ―castelo‖ de chumbo.

A radioactividade natural inclui a radiação proveniente do espaço exterior à Terra (radiação

cósmica), a radiação terrestre, a radioactividade dos alimentos, água, solos, materiais de construção

e até do nosso próprio corpo.

Uma vez que a radiação de fundo natural se adiciona à radiação emitida por qualquer fonte

radioactiva que seja objecto de experimentação, há que ter em conta a sua presença aquando da

realização de qualquer actividade de medição nesta área. Assim, as taxas de contagem observadas

em cada experiência, devem ser corrigidas atendendo à actividade de fundo.



48

Contudo, colocando uma barreira de protecção à volta do detector, parte desta radiação

indesejável pode ser impedida de atingir o detector e, portanto, não será contada.

Material:

Detector G.M

Blocos de chumbo

Procedimento:

NOTA: As fontes radioactivas devem ser afastadas da área de trabalho.

Esta actividade deve ser realizada com a rede de protecção colocada na janela do

detector.

Preparar o sistema de contagem para iniciar a experiência, ajustando a

tensão para o valor correspondente ao funcionamento ―óptimo‖ do detector;

Efectuar 3 contagens durante um intervalo de tempo adequado (5 minutos

de contagem, por exemplo), sem protecção de chumbo à volta do detector. Registar

os valores;

Colocar os blocos de chumbo à volta do detector e do respectivo suporte, de

forma a isolar/proteger o mais possível o conjunto em relação à radiação externa.

Efectuar 3 contagens, durante o intervalo de tempo adoptado no caso

anterior. Registar os valores.

Tratamento dos resultados:

Converter as determinações efectuadas em taxas de contagem (contagens por

minuto);

Calcular o valor médio de cada conjunto de determinações;

Determinar de quanto se reduz o fundo, em consequência da protecção do detector

com um castelo de chumbo.



49

Após a realização desta actividade obteve-se os seguintes resultados:

Detector sem

protecção

Número de

impulsos

Tempo de

contagem / s

Taxa de

contagem / cpm

1 175 300 35,0

2 313 600 31,3

3 458 900 30,5

Média 32,3

Tabela 4.3 - Taxa de contagem observada numa experiência sem a protecção de chumbo

Detector com

protecção

Número de

impulsos

Tempo de

contagem / s

Taxa de

contagem / cpm

1 61 300 12,2

2 135 600 13,5

3 193 900 12,9

Média 12,9

Tabela 4.4 - Taxa de contagem observada numa experiência com a protecção de chumbo

Redução da radiação de fundo em consequência de se proteger o detector com um ―castelo‖

de chumbo:

% redução = 32,3

100 x 12,9≈ 40%



50

Questões pós-laboratoriais:

Após a realização desta actividade, o professor pode colocar algumas questões aos seus

alunos que os ajudem a reflectir sobre a radiação de fundo, as causas da sua existência, bem como

o modo como a podemos reduzir.

1. Existe alguma forma de eliminarmos a radiação de fundo?

2. Qual é a tua previsão para a radiação de fundo que o teu corpo pode receber por dia?

3. Todas as medições da radiação de fundo apresentam o mesmo valor? Existe alguma causa

sistemática para isso?

Experiência C. Absorção de partículas beta e alfa

Contrariamente às partículas alfa, que são emitidas pela fonte radioactiva com a mesma

energia, as partículas beta são emitidas com energias compreendidas entre zero e um valor máximo

característico da cada radionuclídeo.

Material:

Detector G.M

Fonte radioactiva: 90Sr, 0,1 µCi

Placas absorventes calibradas em espessura (Anexo 2)

Procedimento:

Ligar o sistema de contagem e aplicar a alta tensão ao detector;

Efectuar 5 contagens de fundo durante 100s. Registar os valores;



51

Colocar a fonte radioactiva no porta-fontes e inseri-lo na 2ª ou 3ª prateleira

do dispositivo de suporte;

Efectuar 5 contagens de 100s. Registar;

Inserir a placa absorvente com menor espessura na 1ª ou 2ª prateleira,

entre a fonte e o detector;

Efectuar 5 contagens de 100s. Registar os valores obtidos, assim como a

natureza e a espessura do absorvente;

Repetir os procedimentos, substituindo os absorventes por ordem crescente

de espessura (prosseguir até à espessura razoável, em termos de taxa de contagem

observada). Registar todos os valores.

NOTA: Durante a experiência, deve-se manter a fonte radioactiva nas mesmas

condições experimentais (mesma prateleira, mesma geometria fonte-detector).

Tratamento dos resultados:

Calcular os valores médios das taxas de contagem observadas;

Calcular as taxas de contagem corrigidas de tempo morto (Anexo 3) e de

fundo;

Representar graficamente a taxa de contagem corrigida em função da

espessura do absorvente (em mg/cm2).

Após a realização desta actividade obteve-se os seguintes resultados:

Radiação de fundo = 0,42 cps

Amostra: 90Sr, 0,1 µCi

1ª prateleira – material absorvente

2ª prateleira - amostra



52

Material

absorvente

Espessura do absorvente Taxa de

contagem

observada

(cps)

Valor médio

da taxa de

contagem

observada

(cps)

Taxa de

contagem

corrigida = taxa

observada -

fundo

(cps)

mg/cm2 mm

(determinado

experimentalmente)

----------

0 0 119,0

117,6

115,2

115,4

115,

116,6

116,2

Alumínio

4,5

0,0178

111,7

109,7

111,6

109,4

109,2

110,3

109,9

6,5

0,0254

107,4

109,4

107,6

108,1

107,7

“Poly”

14,1

0,127

108,2

108,5

108,1

108,3

107,9

28,1

0,254

104,4

105,0

103,6

104,3

103,9

Plástico

59,1

0,762

80,5

79,8

79,7

80,0

79,6

73,6



53

102 1,02 74,1

72,7

73,5 73,1

Alumínio

(d = 2,7g/cm3)

129

0,508

64,9

67,0

66,0

65,6

161

0,635

59,2

57,6

58,4

58,0

206

0,813

47,0

49,1

47,4

47,8

47,4

258

1,02

36,1

36,7

35,8

36,2

35,8

328

1,27

27,6

26,5

26,8

27,0

26,6

419

1,60

17,9

18,2

17,6

17,9

17,5

516

2,03

7,8

7,3

7,0

7,4

7,0

590

2,29

5,1

5,2

4,7

5,0

4,6

645

2,54

3,1

3,2

3,1

3,1

2,7

Tabela 4.5 - Taxa de contagem observada para a radiação beta em função da espessura do

absorvente



54

Radiação de fundo = 0,42 cps

Amostra: 210Po, 0,1 µCi

1ª prateleira – material absorvente

2ª prateleira - amostra

Material

absorvente

Espessura do absorvente Taxa de

contagem

observada

(cps)

Valor médio

da taxa de

contagem

observada

(cps)

Taxa de

contagem

corrigida = taxa

observada -

fundo

(cps)

mg/cm2 mm

(determinado

experimentalmente)

----------

0 0 0,85

0,80

0,84

0,85

0,81

0,83

0,41

Alumínio

4,5

0,0178

0,50

0,43

0,40

0,47

0,42

0,44

0,024

6,5

0,0254

0,42

0,46

0,42

0,45

0,44

0,44

0,024

Tabela 4.6 - Taxa de contagem observada para a radiação alfa em função da espessura do

absorvente



55

Gráfico 4.2 – Taxa de contagem para a radiação beta em função da espessura do absorvente

Gráfico 4.3 – Taxa de contagem para a radiação alfa em função da espessura do absorvente



56


De modo a explorar da melhor forma esta actividade, o professor deve, junto dos seus alunos,

fazê-los reflectir sobre qual a influência da espessura e da densidade do material absorvente na

absorção da radiação.

Assim, o professor deve levar o aluno a:

- concluir que para o mesmo material absorvente, quanto maior a sua espessura, maior a

absorção da radiação;

- concluir que para a mesma espessura de material absorvente, quanto maior a densidade do

material, maior a absorção. Comparar, por exemplo, o caso do plástico 102 com o alumínio 102;

- compreender a utilidade desta experiência no dia-a-dia: protecção contra as radiações;

- comparar o poder de penetração das partículas beta com o das partículas alfa, a partir da

análise dos gráficos obtidos.

Experiência D. Pesquisa de radão no ar ambiente

O radão é um gás inodoro e incolor de origem natural, radioactivo, cujos átomos se

desintegram originando outros elementos também radioactivos, causando, todos eles, exposição do

Homem às radiações ionizantes. Provém das pequenas quantidades de urânio e rádio presentes,

em proporções variáveis, na maior parte dos solos e rochas e, consequentemente, em materiais de

construção.

Há dois isótopos principais do radão: o 220Rn proveniente do decaimento radioactivo do 232Th

e o 222Rn (o mais estável) cujo progenitor é o 238U. O 220Rn tem um período de semidesintegração de

55,6 segundos, ao passo que o período do 222Rn é igual a 3,82 dias.

Alguns produtos de decaimento das famílias radioactivas, como o radão, podem agregar-se a

poeiras e aerossóis susceptíveis de serem inalados pelo Homem. O radão e os seus descendentes

são os principais contribuintes para a dose de radiação natural recebida pelo Homem (cerca de

50%).

Nos solos e rochas, a distribuição do urânio e rádio não é uniforme. As concentrações mais

elevadas ocorrem, usualmente, em rochas graníticas (plutónicas) sendo mais baixas em rochas



57

sedimentares como os calcários. A libertação de radão para a atmosfera (exalação) está ainda

condicionada pela permeabilidade e porosidade dos solos e rochas.

Parâmetros meteorológicos, como a pressão atmosférica, humidade e temperatura, também

influenciam a exalação do radão.

Por estas razões, a concentração de radão na atmosfera não é homogénea, variando de uma

região para a outra e ao longo do tempo.

Figura 4.4 - Cartografia do radão em Portugal (ITN, 2007)

< 25 25 - 50 50 - 200 Locais com concentrações superiores a 400 Bq/m3.

Legenda: Radão (Bq/m3) [médias anuais por concelho]



58

De estudos já efectuados, verifica-se que cerca de 60% das concentrações de radão se

situam abaixo dos 50 Bq/m3. Os valores mais elevados encontram-se em casas situadas em regiões

graníticas (ITN, 2007).

Em espaços interiores o radão tende a acumular-se alcançando concentrações que podem ser

muito superiores às concentrações de radão na atmosfera exterior da mesma região.

No interior de edifícios ocorrem igualmente variações sazonais da concentração de radão,

mas inversas das verificadas no ar exterior, resultantes da maior ventilação efectuada nos meses de

Verão e da menor ventilação durante o Inverno.

Em espaços abertos, o nível de concentração de radão é reduzido, mas em espaços

fechados, o radão libertado pelo solo ou por materiais de construção atravessa pavimentos e

paredes e pode atingir níveis mais elevados.

A concentração de radão no interior de uma habitação depende, assim, de muitos factores,

tais como a sua localização no terreno, o tipo de materiais de construção, a ventilação, etc.

Material:

Detector G.M e sistema de contagem

Aspirador

Papel de filtro

Elásticos

Procedimento:

Ligar o sistema de contagem e aplicar a tensão recomendada ao detector

G.M;

Prender com um elástico, ao tubo de sucção do aspirador, uma folha de

papel de filtro com dimensões que se lhe adaptem bem;

Ligar o aspirador, na sala de aula, durante cerca de 20 minutos;



59

NOTA: O tempo aconselhável de aspiração depende da potência do aspirador, da

porosidade do papel de filtro e do local onde se efectua a experiência. Se o tempo

aconselhado se revelar insuficiente, repetir a experiência durante mais tempo.

Enquanto o aspirador está a colher a amostragem do ar, recortar uma folha

de papel de filtro com dimensões semelhantes às da secção do tubo do aspirador,

colocá-la sobre o porta-fontes na primeira prateleira do dispositivo de suporte.

Efectuar 10 contagens de fundo com a duração de 100 segundos cada. Registar os

valores;

Terminada a amostragem, desligar o aspirador e recortar a folha de papel

de filtro na zona em que se fez a aspiração. Colocar a amostra assim obtida na

primeira prateleira e efectuar 5 contagens, de 100 segundos cada. Registar os

valores;

Repetir a experiência aspirando, de forma semelhante, o ar noutros locais,

por exemplo numa cave mal arejada e num espaço bem arejado e, se possível, em

pisos com altitudes diferentes.

Resultados e conclusões:

Comparar as taxas de contagem observadas em diferentes condições;

Condições experimentais Contagens (cpm) Valor médio

Fundo

30,3

28,8

31,2

30,4

30,2

Local 3

(piso 3)

58,0

58,0

57,6

58,0

57,9

Local 1 71,9



60

(piso -1)

71,9

75,1

68,7

71,1

71,7

Local 2

(piso -2)

81,9

77,9

78,3

77,9

79,0

Local 4

(sala muito pouco arejada)

115,0

111,1

110,3

111,4

112,0

Tabela 4.7 - Taxas de contagem observadas nos diferentes locais de medição


De modo a explorar da melhor forma esta actividade, o professor deve, junto dos seus alunos,

fazê-los reflectir sobre o modo como varia a concentração de radão em diferentes locais de um

edifício, e de que factores ela depende.

Assim, o professor deve:

- questionar os alunos sobre o local onde registaram maior actividade e a que se poderá dever

esse facto;

- levar os alunos a verificar que quanto maior a profundidade, maior a concentração de radão

presente;

- levar os alunos a concluir que em salas e locais pouco arejados, a concentração de radão

pode ser elevada, quando comparada com outros locais;

- levar os alunos a compreender que o radão está presente em qualquer parte.



61

Experiência E. Fontes de radiação naturais

Muitos materiais da crosta terrestre são radioactivos porque possuem pequenas

concentrações de variadíssimos radionuclídeos: urânio e seus descendentes, tório e seus

descendentes, potássio-40, carbono-14. A radioactividade de amostras desses materiais, depende,

naturalmente, do tipo de solos e das rochas. Em regra, ela é mais elevada nas rochas graníticas do

que nas sedimentares.

Material:

Detector G.M e sistema de contagem

Amostras de rochas

Procedimento:

Ligar o sistema de contagem e aplicar a alta tensão recomendada ao

detector G.M;

Efectuar 3 contagens de fundo durante 100 s. Registar os valores;

Introduzir numa das prateleiras do suporte uma das amostras de rochas.

Efectuar 3 contagens de 100 s. Registar os valores obtidos;

Repetir a experiência com as outras amostras de rochas.

Nesta actividade, não se conseguiram obter contagens significativas para as amostras de

rochas utilizadas, o que não impede que esta experiência possa ser bem sucedida, utilizando

amostras de rochas recolhidas em diferentes zonas do país.

Para além destas actividades, foram tentadas outras que não levaram a resultados

conclusivos como, por exemplo, a determinação do período de semi-vida de um radioisótopo.



62

5. Organização de alguns recursos digitais sobre química nuclear disponíveis na Internet e úteis no ensino secundário

5.1 Vantagens da organização comentada de sítios de Internet na Sociedade de Informação

O desenvolvimento das Tecnologias da Informação e a difusão cada vez maior da Internet,

não só têm vindo a tornar-se viáveis como veículos de educação à distância, como também deverão

ser responsáveis pelo seu desenvolvimento nos próximos anos, permitindo um acompanhamento da

nova sociedade de informação. Esse progresso está a provocar mudanças enormes na organização

da nossa vida e do nosso trabalho.

Se pensarmos nestas mudanças e nas implicações que podem ter nos processos

ensino/aprendizagem ficamos confrontados com uma série de dúvidas mas também adquirimos

algumas certezas. Uma certeza é que o aproveitamento optimizado destas novas tecnologias implica

uma mudança drástica das nossas formas de ensinar e aprender. O uso de textos, vídeos e sons

(talvez até o aproveitamento de outros sentidos) pode revolucionar os processos de

ensino/aprendizagem.

Actualmente, vivemos numa sociedade altamente tecnológica, tendo disponível uma grande

quantidade de informação actualizada a um ritmo alucinante e onde predomina a imagem. O

conhecimento passa agora a ter um significado diferente do de outros tempos, onde reinava a

memória em detrimento de um conhecimento ligado e criativo, que tem muito a ver com a

organização e selecção de informação (PAIVA, 2005).

A palavra-chave deste tipo de ensino e aprendizagem, é ―interactividade‖. Trata-se da

transição entre um ensino onde o papel do aluno é limitado (não procura informação, apenas se

adapta à já existente) e um ensino em que a informação se adapta ao aluno, onde quer que ele se

encontre.

Contudo, o professor terá sempre um papel de extrema importância, ajudando o aluno na

selecção da informação relevante para a sua aprendizagem. Assim, desde que se assegure, não só

a motivação (muito importante!), mas também a formação dos professores, haverá muito a ganhar

com o uso de sítios comentados na Internet, nas salas de aula.



63

As vantagens do uso do computador pelo professor são várias. Exemplo disso é o ganho de

tempo na execução de tarefas diárias, tais como elaborar fichas de trabalho, testes, etc., bem como

o uso da Internet, que lhe dá a possibilidade de formação à distância, troca e pesquisa de

informações entre muitas outras. Em contexto de sala de aula, também são de enumerar algumas

vantagens tais como a interacção diferenciada que o professor pode estabelecer como os seus

alunos quando recorre a software específico, a pesquisa na Internet orientada, etc. (Paiva, 2002).

Assim, a organização comentada de alguns recursos digitais disponíveis na Internet introduz

uma nova forma de lidar com a informação e com o conhecimento, criando formas alternativas de

ensino e de aprendizagem.

Segundo Gouveia (1998):

Os alunos têm acesso à informação de modo facilitado, proporcionando-lhes

a recolha de imagens ou outros dados de um acontecimento, independentemente

da sua localização geográfica;

A quantidade de informação disponível sobre um tema é muito elevada;

Os alunos podem descarregar vários materiais como software, textos, etc.

Uma vantagem também óbvia é a diminuição das desigualdades entre os alunos das

diferentes zonas do país – assim, com a possibilidade de acesso aos recursos disponíveis na

Internet, todos os alunos podem ter acesso a informação muito mais variada.



64

5.2 Organização de recursos e comentários no portal Mocho

O ―MOCHO‖ (www.mocho.pt), uma iniciativa do Centro de Física Computacional da

Universidade de Coimbra, é o primeiro portal português de ciência e cultura científica.

Figura 5.1 – Página inicial do Portal MOCHO

O ―MOCHO‖ é um portal que organiza informação diversa sobre diferentes ciências como a

Química, a Física ou a Matemática (Paiva, Fiolhais e Costa, 2003).

Este portal possui um motor de busca que permite de uma forma mais rápida encontrar os

sites de interesse relacionados com a pesquisa. Os alunos podem, desta forma, aceder a locais na

Internet já ―filtrados‖ por professores ou cientistas, evitando gastar tempo na selecção da muita

informação que surge quando se efectua qualquer busca na enorme teia da net (Meireles,2006).

Cada uma das grandes ciências está subdividida em diferentes temas. Na área da Química,

por exemplo, podemos encontrar qualquer uma das seguintes temáticas: Ambiente, Laboratório de

Química, Equilíbrio Químico, Simulações, Astroquímica, Química Nuclear, entre outras, que

perfazem, actualmente, um total de vinte temas.



65

A gestão dessas especializações ou sub-áreas foi delegada em profissionais da educação que

demonstraram alguma preferência e/ou maior apetência com a sub-área atribuída. Cabe, então, aos

coordenadores das sub-áreas efectuarem a selecção de links de interesse, em função da utilidade

que possam representar para os utilizadores do portal e elaborar comentários sobre os locais na net

a que esses links remetem. Posto isto, restará apenas, por um procedimento simples, colocar esse

material no ―MOCHO‖, ―alimentando-o‖ (Meireles, 2006), através de uma página do Excel.

Figura 5.2 – Página do Excel para ―alimentação‖ do Portal

Quando no portal MOCHO se optava pela área ―Química Nuclear‖, optava-se, entre outros, por

dois sites recenseados, que se descrevem, sucintamente, abaixo:



66

http://www.seara.ufc.br/donafifi/donafifi.htm

Apostilas Electrónicas de Dona Fif: Conjunto de textos sobre inúmeros assuntos

relacionados com química nuclear como, por exemplo: Marie Curie, Lise Meitner e a radioactividade;

datação isotópica; a origem dos elementos; os neutrinos; etc. Os temas podem interessar a alunos

do ensino secundário e superior, embora, possa haver um ou outro texto de apoio aos alunos do

3ºciclo.

Figura 5.3 – Página principal do site ―Apostilas Electrónicas de Dona Fif‖

http://sol.sci.uop.edu/%7Ejfalward/nuclearphysics/nuclearphysics.html

Nuclear Physics: Muitos tópicos de interesse de área da Química Nuclear, desde a

constituição do núcleo atómico, processos de decaimento radioactivo; as diversas aplicações da

Química Nuclear, entre outros. De grande utilidade para alunos do 12º de Química e alunos

universitários.

http://www.seara.ufc.br/donafifi/donafifi.htm

http://sol.sci.uop.edu/~jfalward/nuclearphysics/nuclearphysics.html

http://www.mocho.pt/link.php?oid=4462370



67

A especialização Química Nuclear foi enriquecida neste trabalho, com o recenseamento de 19

sites comentados.

http://www.colorado.edu/physics/2000/isotopes/radioactive_decay3.html

Halflife: Esta simulação permite determinar o decaimento radioactivo ao longo do tempo para

alguns isótopos, bem como os seus tempos de meia-vida. O aluno pode escolher um isótopo,

verificando por si a lei de decaimento radioactivo. É parte de um conjunto de simulações da página

"University of Colorado at Boulder".

Figura 5.4 – Página principal do site ―Halflife‖

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/rutherford/

The Rutherford experiment: Esta simulação permite simular a difracção de partículas α por

uma fina placa de ouro metálico. É parte de um conjunto de simulações da página "Molecular

expressions".

http://www.colorado.edu/physics/2000/isotopes/radioactive_decay3.html

http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/rutherford/



68

Figura 5.5 - Página principal do site ―The Rutherford experiment‖

http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/viewtopic.php?t=291

Radioactive nuclei decay law: Este laboratório virtual permite verificar o decaimento nuclear

ao longo do tempo. Permite, ainda, a obtenção da representação gráfica. É parte de um conjunto de

laboratórios virtuais da página "Colos-Conceptual learning of science"

Figura 5.6 - Página principal do site ―Radioactive nuclei decay law‖

http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/viewtopic.php?t=291



69

http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica3/laboratorio/rutherford/rutherford.ht

m

Experiência de Rutherford: Este laboratório virtual permite simular a experiência de

Rutherford. Inclui, ainda, alguma informação sobre a experiência realizada pelo cientista. É parte de

um conjunto de laboratórios virtuais da página "Sala de Física" do Geocities, yahoo.

Figura 5.7 – Página principal do site ―Experiência de Rutherford‖

http://www.visionlearning.com/library/flash_viewer.php?oid=2746

Artificial nuclear chain reactions: Esta simulação permite visualizar artificialmente dois tipos

de reacção nuclear em cadeia: a controlada (reactores) e a não controlada (bombas). É parte de um

conjunto de simulações da Visionlearning.

Figura 5.8 – Página principal do site ―Artificial nuclear chain reactions‖

http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica3/laboratorio/rutherford/rutherford.htm

http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica3/laboratorio/rutherford/rutherford.htm

http://www.visionlearning.com/library/flash_viewer.php?oid=2746



70

http://www.walter-fendt.de/ph14e/lawdecay.htm

The law of radioactive decay: Esta simulação permite verificar o decaimento radioactivo ao

longo do tempo, bem como a obtenção da respectiva representação gráfica. A página possui ainda

um conjunto de informações interessantes sobre a lei do decaimento radioactivo. Pertence a um

conjunto de simulações de Walter Fendt.

Figura 5.9 - Página principal do site ―The law of radioactive decay‖

http://www.walter-fendt.de/ph14e/decayseries.htm

Radioactive decay séries: Esta página fornece ao aluno informações sobre as diferentes

séries de decaimento radioactivo natural. Pertence a um conjunto de informações e simulações de

Walter Fendt.

Figura 5.10 – Página principal do site ―Radioactive decay séries‖

http://www.walter-fendt.de/ph14e/lawdecay.htm

http://www.walter-fendt.de/ph14e/decayseries.htm



71

http://www.atomicarchive.com/Fusion/FusionMov.shtml

Nuclear fusion animation: Com esta animação os alunos verificam em termos de moléculas,

o processo de fusão nuclear. Faz parte de um conjunto de animações e vídeos de

"atomicarchive.com".

http://www.atomicarchive.com/Fission/FissionMov1.shtml

Nuclear fission animation: Com esta animação os alunos verificam em termos de moléculas,

o processo de fissão nuclear. Faz parte de um conjunto de animações e vídeos de



Nuclear chain reaction animation: Com esta animação os alunos verificam em termos de

moléculas, uma reacção nuclear em cadeia. Faz parte de um conjunto de animações e vídeos de


http://www.chem.binghamton.edu/ilc/labs/radiochem/sims/radioChem_detectio

n.html

Geiger counter animation: Este vídeo permite visualizar uma animação esquemática do

funcionamento do contador Geiger-Muller. Oferece, ainda, um conjunto de informações

interessantes sobre o dispositivo.

http://www.atomicarchive.com/Fusion/FusionMov.shtml



http://www.chem.binghamton.edu/ilc/labs/radiochem/sims/radioChem_detection.html

http://www.chem.binghamton.edu/ilc/labs/radiochem/sims/radioChem_detection.html



72

http://www.nei.org/scienceclub/nuclearworld.html

Nuclear World: Página que inclui interessante artigos e informações sobre a Química

Nuclear. Inclui ainda algumas animações sobre alguns tópicos da Química Nuclear. Da autoria de

"Nuclear Energy Institute—Washington, DC".

Figura 5.11 – Página principal do site ―Nuclear World‖

http://www.radiochemistry.org/history/video/fission_demo.html

Fission demo: Com este vídeo os alunos verificam de um modo muito original, o processo de

fissão nuclear, bem como o processo reaccional em cadeia. Muito interessante! Original da

Universidade de Illinois.

Figura 5.12 – Página principal do site ―Fission demo‖

http://www.nei.org/scienceclub/nuclearworld.html

http://www.radiochemistry.org/history/video/fission_demo.html



73

http://www.hpwt.de/Kern2e.htm

Nuclear physics: Esta animação permite aos alunos verificar o poder de penetração de cada

tipo de radiação: alfa, beta e gama.

http://chimge.epfl.ch/En/nuc/1nuc0.htm

Nuclear reactions: Esta página fornece informações interessantes sobre reacções nucleares

e Química Nuclear em geral. Muito interessante. Da autoria da Universidade de Neuchatel.

Figura 5.13 – Página principal do site ―Nuclear Reactions

http://www.hpwt.de/Kern2e.htm

http://chimge.epfl.ch/En/nuc/1nuc0.htm



74

http://nrv.jinr.ru/nrv/webnrv/fusion/she.htm

Fusion - Fission Dynamics: Esta interessante simulação permite demonstrar os processos

de fusão, fissão, libertação do neutrão e de radiação gama.

Figura 5.14 – Página principal do site ―Fusion-Fission Dynamics”

http://book.nc.chalmers.se/

The Radiochemistry and Nuclear Chemistry Book Site: Esta é a página de um livro de

Química Nuclear avançada. Muito interessante para alunos do ensino superior. Chalmers University

of Technology.

http://livingtextbook.oregonstate.edu/media/vid/lbl5a1.mov

A brief note about Plutonium by Glenn Seaborg: Este vídeo relata algumas

curiosidades sobre o Plutónio.

http://nrv.jinr.ru/nrv/webnrv/fusion/she.htm

http://book.nc.chalmers.se/

http://livingtextbook.oregonstate.edu/media/vid/lbl5a1.mov



75

5.3 O caso particular dos laboratórios virtuais e de acesso remoto

Embora, por vezes, se encontrem os termos laboratórios virtuais e laboratórios de acesso

remoto como sinónimos, esses termos não significam exactamente o mesmo.

Os laboratórios virtuais usam programas para simular instrumentos ou experiências. Esses

programas podem ser Matlab (Simulink) ou LabVIEW (Leleve,S.D.)

Os laboratórios virtuais são programas de computador que podem ser descarregados da

Internet e instalados num computador. Cada vez que se quer utilizar o laboratório virtual, basta

―correr‖ a aplicação instalada no computador.

Por outro lado, nos laboratórios de acesso remoto acede-se, através da Internet, a

equipamentos e instrumentos de um laboratório real (Leleve,S.D.). Nestes, o utilizador manipula e

controla, à distância, os equipamentos através de um interface gráfico (Bencomo, 2004)

normalmente em LabVIEW.

Embora ambos os tipos de laboratórios possam ser acedidos através da Internet, uns

consistem em meras simulações enquanto os outros são reais.

Nos laboratórios virtuais, as imagens são apenas vídeos pré-filmados e, nos laboratórios

remotos, as imagens são em tempo real ilustrando o que está a acontecer, no momento em que a

experiência está a ser realizada remotamente.

5.3.1 Potencialidades pedagógicas da utilização

As actividades laboratoriais no ensino da Química Nuclear do ensino secundário revelam ser

de extrema importância uma vez que, para além de eliminarem algumas dúvidas que os alunos

apresentam no estudo da teoria, permitem, ainda, uma melhor aquisição, apreensão e interligação

dos conhecimentos por parte dos estudantes.

No entanto, o custo para se disponibilizar as actividades laboratoriais no contexto da Química

Nuclear, acessíveis a todos os alunos, revela-se impraticável para a maioria das nossas escolas.

Assim, uma solução tecnológica reside em compartilhar os recursos de um laboratório real

acedido virtual ou remotamente, através da simples utilização de computadores ligados à Internet.



76

Com a utilização da Internet em quase todos os segmentos da sociedade dos nossos dias, a

adopção de laboratórios de acesso remoto no ensino da Química devem obter destaque a cada dia

e as instituições de ensino devem procurar implementar estas novas ferramentas nos seus cursos e

disciplinas.

O uso de um laboratório virtual ou de acesso remoto permite um processo de ensino-

aprendizagem que se centra numa relação privilegiada entre os alunos/professores e materiais

didácticos prévia e cuidadosamente seleccionados, testando-se outras formas de comunicação, de

transmissão e de aquisição de conhecimentos e comportamentos, sem constrangimentos temporais

e espaciais, via WWW.

Do ponto de vista económico, a vantagem destes laboratórios é permitir a alunos e

professores o acesso a processos e equipamentos avançados (como o contador Geiger-Muller, que

à priori a maioria das escolas não possui) sem precisar de investimentos ou infra-estrutura local,

reduzindo-se, assim, os custos.

A vantagem ―ecológica‖ é que o laboratório virtual ou de acesso remoto permitirá,

adicionalmente, a disponibilização de experiências de Química Nuclear e que, portanto, envolvem

risco (químico ou biológico) de manipulação, e que de outro modo poderiam não ser realizadas por

questões de segurança.

Neste contexto, o papel do professor no processo de ensino-aprendizagem recorrendo a

laboratórios virtuais ou de acesso remoto continua a ser fundamental, uma vez que utilizando um

dispositivo do género e explorando-o correctamente com os seus alunos, estes aprenderão que a

experimentação remota bem sucedida requer um profundo conhecimento teórico, verificando por si

mesmos que a teoria é necessária para a recolha sistemática de dados para a resolução de

problemas, assim como para a análise crítica e qualificada dos dados e apresentação apropriada

dos mesmos, bem como para a correcta interpretação da experiência em si.

Os estudantes aprendem como fazer uso do seu conhecimento, construindo-o e ocorrendo

uma aprendizagem significativa, e isso é certamente relacionado de forma mais próxima aos

problemas que eles terão que encarar nos seus cursos e nas suas carreiras futuras.

A utilização de laboratórios virtuais ou de acesso remoto ao nível do ensino secundário pode

ser sempre uma solução de recurso, uma vez que nada pode ou deve substituir o ensino presencial,

sendo que o contacto directo com os materiais é extremamente valioso.



77

Contudo, este tipo de laboratório como substituo ou complemento do ensino presencial

(laboratório real) é também solução quando o contacto entre professor e aluno (s) está dificultado,

ou quando o contacto entre professor, aluno (s) e instrumentação necessária à realização deste tipo

de experiências é reduzido ou impossível.

Para além disso, o laboratório virtual oferece ao professor um novo desafio: o seu método de

ensino deve ir ao encontro das necessidades e expectativas dos seus alunos, permitindo-lhes uma

participação activa e motivada por parte daqueles, que simultaneamente podem desenvolver o

trabalho pretendido ao seu próprio ritmo.

5.3.2 Dificuldades/constrangimentos da aplicação pedagógica de um laboratório

virtual ou de acesso remoto

Esta nova sociedade, por estar assente em avanços tecnológicos, poderá não ser igualmente

acessível a todos os indivíduos. Camadas da população menos favorecidas, cultural ou

economicamente, ou habitantes de regiões menos desenvolvidas e pobres, poderão ter mais

dificuldades em aceder às novas tecnologias, nomeadamente, aos laboratórios de acesso remoto.

Não é possível implementarmos o ensino da Química Nuclear através de laboratórios de

acesso remoto sem um mínimo de infra-estrutura. Os alunos e professores precisam ter acesso à

Internet, de preferência com banda larga.

Poderá haver também consequências menos boas, que importa ter em conta para tentar evitar

ou atenuar, entre elas a reduzida confiança neste tipo de estratégias educativas por parte de alguns

grupos-alvo mais conservadores e resistentes à inovação: professores, alunos ou responsáveis

pelas instituições de ensino.

Outro constrangimento advém da necessidade de alterar as práticas de trabalho tradicionais

de ensino, pelo que as escolas necessitam de uma mudança profunda (o que por vezes se torna

complicado!) para se adaptarem a formatos de trabalho mais abertos e que envolvam a partilha de

experiências.



78

Quando se trata da utilização de um laboratório de acesso remoto, surge ainda o problema da

largura de banda para aceder à Internet, a qual é frequentemente baixa, o que limita drasticamente

as capacidades multimédia, e que algumas (ou a maioria) da nossas escolas ainda não possui. Para

além disso, os estudantes precisam de alguns conhecimentos prévios da utilização de computadores

e de navegação na Internet.

Um outro problema encontrado é o de disponibilizar o laboratório de acesso remoto durante

um número alargado de horas. Idealmente, estas estruturas deveriam estar disponíveis 24 horas por

dia para atender alunos com dificuldades de conclusão das suas actividades práticas no tempo

programado da aula convencional, ou mesmo aqueles que queiram avançar ou reproduzir a

realização das experiências.

5.3.3 Laboratórios virtuais de Química Nuclear na Internet

Após pesquisa na Internet, foram encontrados diversos laboratórios virtuais (ver secção 5.2).

Devido ao número de laboratórios encontrados ser muito elevado, neste trabalho apenas será

analisado um, que consideramos ser relevante para esta tese (ver Roteiro de Exploração na secção

6.3).



79

6. Criação de ferramentas didácticas complementares para potenciar pedagogicamente os recursos digitais

Um dos objectivos deste trabalho centra-se, como já vimos, na organização de recursos

digitais e materiais auxiliares relacionados com a química nuclear e avaliar a sua utilidade no

processo de ensino deste tema, para alunos das disciplinas de Física e Química A e de Química dos

10º e 12º anos de escolaridade, respectivamente.

Para esse efeito, desenvolvemos uma página intitulada ―Química Nuclear no ensino

secundário‖, que se encontra disponível em http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/lucia/qnes/index.html.

6.1 Webquest

As WebQuests, conceito criado por Bernard Dodge e Tom March no âmbito das actividades

propostas na disciplina EDTEC 596, "Interdisciplinary Teaching with Technology", constituem

actividades orientadas para a pesquisa em que toda ou quase toda a informação se encontra na

Web (Carvalho, 2007).

Construir WebQuests não é, contudo, uma tarefa fácil, mas aplicar algum tempo e esforço na

sua construção pode ser um factor favorável no ―crescimento‖ de qualquer investigador.

Neste processo, Dodge (1995) sugere que:

- se comece por realizar uma WebQuest simples e só depois se avance para mais complexas;

- se inicie por uma WebQuest com carácter disciplinar e de curta duração (são realizadas

entre uma a três aulas e têm como objectivo levar o aluno a percorrer uma significativa quantidade

de informação e a compreendê-la) para se evoluir para as de longa duração (1 semana a 1 mês em

ambiente de sala de aula e que têm por objectivo alargar e refinar o conhecimento) e com

actividades de carácter interdisciplinar;

- o professor comece por se familiarizar com a informação disponível online na sua área de

interesses, seguindo-se a organização das fontes encontradas.



80

Posteriormente, Dodge (2001) através do acrónimo FOCUS apresenta cinco conselhos para

quem desenvolve WebQuests:

1. Find great sites - procurar sites interessantes e relevantes para a temática a abordar;

2. Orchestrate your learners and resources - organizar os recursos encontrados e as etapas a

serem desenvolvidas em grupo;

3. Challenge your learners to think - desafiar os alunos a pensar;

4. Use the medium - utilizar convenientemente a Web de tal modo que uma WebQuest bem

concebida não possa ser facilmente realizada em papel. Por exemplo:

- tirar partido da possibilidade de contactar peritos, geralmente através do correio electrónico;

- disponibilizar um fórum para os alunos colocarem as suas opiniões;

- apresentar um pequeno vídeo, música ou som ambiente para contextualizar a temática,

tendo o cuidado de não terem um efeito de distracção.

5. Scaffold high expectations - sugere tarefas que não estejam nas expectativas dos alunos,

isto é que sejam arrojadas, mas devendo também ter apoio em como as realizar tal como grelhas de

análise ou modelos pré-definidos, entre outros, até os alunos se sentirem autónomos e conseguirem

analisar a informação por si ou conceber o produto final sem qualquer apoio.

Há seis componentes fundamentais a ter em conta na elaboração de uma WebQuest:

1. Introdução

2. Tarefa (s)

3. Processo

4. Recursos

5. Avaliação

6. Conclusão



81

Introdução

A introdução deve ser motivadora e desafiante para os alunos, levando-os a empenharem-se

na WebQuest.

Tarefa (s)

Explicita-se a tarefa, ou tarefas, a realizar a qual pode ser responder a uma pergunta,

comparar opiniões, realizar gráficos com os dados recolhidos, etc. A tarefa deve ser objectiva e

interessante, promovendo a descoberta e/ou a exploração de informação.

Processo

Indicam-se as fases ou etapas a seguir para atingir o objectivo final. Devem ser dadas

orientações pormenorizadas (passo a passo) de como os alunos realizam a tarefa.

No processo deve-se atentar na clareza do mesmo, na estrutura e na sua riqueza (diversidade

de papeis para o aluno compreender diferentes perspectivas e partilhar responsabilidade na

execução das tarefas).

Recursos

Os recursos ou fontes a consultar devem estar disponíveis na Web. Todas as fontes da Web

devem ser incluídas na forma de hiperligações, no corpo da WebQuest, o que exige um formato

digital para a mesma. Assim, evita-se que o aluno se ―perca‖, embora não seja intenção restringir-lhe

a ida a outros sites.

Mais recentemente, e em casos particulares, também podem ser dadas referências não

disponíveis online, sempre que a temática o justifique. Contudo, é preciso atentar na quantidade e

na qualidade dos recursos.



82

Avaliação

Deve indicar como o desempenho dos alunos será avaliado. Referir se a avaliação é para o

grupo ou se também é individual.

Convém incluir os indicadores qualitativos e quantitativos de avaliação.

Conclusão

É disponibilizado um resumo da experiência proporcionada pela WebQuest, salientando as

vantagens de realizar este trabalho. Deve-se também despertar curiosidade para pesquisas futuras.

Pode-se colocar uma pergunta, um problema para resolver, um site para explorar, entre outros

(Carvalho, 2007).

Assim, a WebQuest é uma ferramenta que permite adquirir informação a partir da Internet com

fins educativos, onde se envolve o professor e o aluno numa interacção entre a informação filtrada

pelo WebQuest e a utilização em contexto de sala de aula.

A introdução de uma WebQuest durante uma aula pode ser bastante útil para o professor na

medida em que lhe permite:

- garantir acesso a informação autêntica e actualizada;

- promover a aprendizagem cooperativa;

- desenvolver as habilidades cognitivas dos alunos;

- incentivar a criatividade;

- modernizar o modo de fazer educação.

Segundo Paiva e Alves da Costa (2005), a WebQuest é uma estratégia (ver secção 6.3)

pedagógica no domínio das TIC, de carácter mais aberto do que o roteiro de exploração. Enquanto o

roteiro facilita a pesquisa de informação num dado programa informático, a WebQuest orienta os

alunos na navegação na Internet.

As WebQuests fundamentam-se numa perspectiva construtivista: os professores, ao elaborá-

las, facilitam os processos que levam ao desenvolvimento de uma dada tarefa que requer pesquisa

na Internet e promovem a autonomia, a aprendizagem e a evolução do conhecimento (Ferreira,

2005).



83

Vantagens e desvantagens da WebQuest

Durante os últimos anos tem surgido uma variedade de programas e métodos que

procuram estimular o uso das novas tecnologias ao serviço do currículo e do ensino, contudo ainda

se verifica:

- Dificuldade em determinar quais as práticas mais eficientes para o uso da

tecnologia ao serviço da educação;

- Dificuldade em determinar a melhor forma de integração do uso da

tecnologia no currículo para que os estudantes possam recolher os maiores benefícios.

A tabela seguinte resume algumas vantagens e desvantagens da utilização de uma WebQuest

em contexto de sala de aula:

Vantagens - (Permitem:) Desvantagens

O acesso a uma grande variedade de fontes

de informação

Método de ensino não tradicional e por isso ainda

sob alguma resistência e desconhecimento

Reunir informação de forma prática, debater,

resolver problemas

Percurso demasiado delineado que não permite

aos alunos ―perderem-se‖ na busca de informação

Maior participação, envolvimento e

autonomia dos alunos

Necessidade de se estabelecerem metas que

impliquem a reciclagem/aplicação da informação

recolhida – perigo do ―copy-paste‖

Uma aprendizagem pela aplicação da

informação recolhida na resolução do

problema e em novas experiências

O desenvolvimento da escrita criativa e das

capacidades de pesquisa



84

Aos alunos construir o seu próprio

conhecimento

Direccionar os alunos, criando uma situação

e oferecendo vários caminhos

Incentivar o uso da informática como

instrumento de auxílio ao ensino e

aprendizagem.

Maior interacção e motivação

Promover a interdisciplinaridade

Incentivar criatividade, pesquisa, raciocínio

do aluno e interacção com os novos

conhecimentos

Tabela 6.1 – Vantagens e desvantagens da WebQuest

Antes de se aplicar uma WebQuest em contexto educativo, esta deve ser explorada e

avaliada, para se reconhecerem as suas limitações. Aquando da exploração interessa verificar os

links e realizar as tarefas propostas, de modo a prever as dificuldades que os alunos irão sentir.

Neste sentido, muitas vezes, os docentes optam por incluir o item ―Ajuda‖ no corpo da aventura na

Web. Este tem por função prestar alguns esclarecimentos. A sua presença é indispensável quando a

tarefa é feita na ausência do professor.

Aquando da avaliação devem observar-se diversos aspectos, nomeadamente, a qualidade da

navegação, a questão gráfica das interfaces, entre outros. Aqui não se aprofundará mais esta

questão, pois não se tem por objectivo expor os pormenores do design da construção de uma

WebQuest e da sua validação (Ferreira, 2005).

6.2 Hipertextos



85

Com o desenvolvimento e implantação que o hipertexto começa a ter, importa reflectir sobre

se se tratará apenas de mais uma tecnologia que possibilita um outro modo de acesso à informação,

ao conhecimento, ou se existem de facto vantagens reais em termos da aprendizagem com estes

sistemas (Morgado, 2007).

Assiste-se a alguma controvérsia da parte de vários autores, dividindo-se as perspectivas

entre os que consideram o hipertexto mais como sistema de aprendizagem, em que algum tipo de

aprendizagem ocorre da utilização de um sistema de apresentação da informação, e aqueles que o

definem como sistema de ensino, portanto ligado a contextos educacionais formais e a tarefas

orientadas para objectivos.

Segundo GOUVEIA (1998), o hipertexto é uma forma de apresentação gráfica da informação

que contém palavras que possuem referência de ligação a outros textos, tornando assim possíveis

sequências alternativas de leitura. O utilizador pode ler um texto que contenha palavras sublinhadas,

ou realçadas de outra forma, que quando seleccionadas, permitem a passagem para um novo

documento. Este pode ser também um novo hipertexto. É um documento de fácil manuseamento,

pois um simples ―clique‖ na palavra sublinhada, transporta o utilizador para outras fontes de

informação ou mesmo para outros sites.

Partindo desta espécie de definição, é natural afirmarmos que o hipertexto está destinado a

ser uma ferramenta da educação. Jacobs (1992) considera que num ambiente que se caracterize

pela existência de uma rede de conhecimento interligado, que possibilite o movimento através desse

espaço de informação conceptual, o utilizador aprenderá, sem dúvida, enquanto explora este

espaço, a aprender pela descoberta e experiência pessoal. O facto de navegar e pesquisar

(browsing), seguindo a intuição, trará sempre maiores benefícios do que estando limitado às

características do ensino programado.

Na análise do tipo de aprendizagem desenvolvida em contextos hipertextuais, vários autores

revelam preferência pela sua definição como aprendizagem exploratória, enquanto outros privilegiam

a aprendizagem pela descoberta.

Apesar de tudo, pensa-se que o processo de exploração de um hiperdocumento trará sempre

ganhos àquele que o realiza, em termos de aquisição de conhecimento, podendo considerar-se, de

algum modo, que estes serão maiores do que se o utilizador efectuasse uma leitura linear (Morgado,

2007).



86

A literatura da especialidade dá-nos uma visão contraditória em relação a esta questão,

consoante parte de uma perspectiva mais tecnológica ou mais educacional. Contudo, a ideia

principal que parece sobressair de qualquer dos pontos de vista é que, possibilitando o hipertexto a

criação de ambientes em que o utilizador experimenta um certo grau de autonomia enquanto navega

na informação, contribui, sem dúvida, para que se expressem estratégias individuais de

aprendizagem, sendo o sujeito responsável pelo seu próprio processo de aprendizagem

Vantagens e desvantagens do uso do hipertexto no ensino

DIAS (1999) e CORRADI et.al. (2001) apresentam algumas vantagens na utilização do

hipertexto no ensino, tais como:

• Possibilidade de troca imediata de informação;

• Acesso imediato e praticamente ilimitado a grande quantidade de informação;

• Liberdade de estruturar um documento da forma que mais lhe convém;

• Permissão de diferentes níveis de conhecimento prévio;

• Adaptação de informação aos estilos individuais de aprendizagem;

• Encorajamento à exploração;

• Maior e melhor organização de ideias;

• Maior integração e interdisciplinaridade;

• Maior agilidade na selecção de informação;

• Maior poder de distribuição e de comunicação;

• Apresentação de variados contextos;

• Ensino à distância.

Os mesmos autores, referidos anteriormente, apresentam também algumas desvantagens no

uso do hipertexto no ensino:

• Sobrecarga de informações;

• Desorientação do aluno no meio de múltiplas informações;

• Facilidades de dispersão e desconforto na leitura.



87

Mais uma vez é importante referir que o desenvolvimento das novas tecnologias não substitui

o professor. Esse desenvolvimento apenas contribui para uma redefinição do papel do professor.

Cada aluno extrai do hipertexto as informações que lhe são mais pertinentes. Este assimila-as,

podendo-as transformar numa nova representação hipertextual. No entanto, o aluno, apesar de

poder ser aprendiz por descoberta, nem sempre o consegue. Neste sentido, será o professor que

lhes fornecerá as orientações para que possam potenciar as informações e os recursos oferecidos

pelo sistema hipertexto, proporcionando-lhes maior liberdade no processo de construção do seu

próprio conhecimento. O professor continua a ser o principal motivador nesse processo (Pires,

2007).

6.3 Roteiro de exploração de uma simulação pré-existente

Sempre que, em idade escolar, se proporciona aos alunos a utilização de software educativo

(aplicação multimédia com fins educacionais), verifica-se que a tendência é ―correrem‖ o mais

depressa possível as aplicações do mesmo software, muitas vezes sem rumo e sem a reflexão

necessária que permitem a assimilação e a construção do conhecimento.

Perante este facto, o professor, que já tem como papel integrar de forma oportuna, em termos

didácticos, as novas tecnologias, adquire também a responsabilidade da forma como os alunos

exploram os programas educativos. Ora, o professor depara-se com um problema, porque a maioria

dos recursos para o ensino não é auto-suficiente, ou seja, embora permita uma rica exploração

pedagógica, não possui meios para travar os ―cliques‖ sucessivos dos alunos. E, é igualmente

verdade que o professor não pode sentar os seus alunos em frente a um computador sem lhes dizer

o quê, como e porquê vão realizar determinada tarefa. (Ferreira, 2005).

Assim, os roteiros de exploração podem revelar-se uma ferramenta bastante útil, quase

indispensável para os professores que utilizem software educativo, enriquecendo a aplicação dos

mesmos nas suas aulas.

Os roteiros de exploração têm como objectivo primordial estabelecer uma ponte entre o

software educativo e os objectivos de aprendizagem que se pretendem desenvolver. Assim, devem

incutir no aluno o gosto pela pesquisa, pela reflexão, pela participação activa na construção do



88

conhecimento e pelo acto de aprender. Acrescido destes, no final, o aluno sentirá uma satisfação

pessoal se conseguir responder a todos os desafios propostos.

Como todos os outros materiais didácticos, os roteiros de exploração também devem utilizar

uma linguagem simples e adequada aos alunos, tendo presente o rigor científico exigido, e lembrar,

em cada momento, quais os objectivos que regem o trabalho. (Ferreira, 2005)

Paiva e Alves da Costa (2005), apresentam um conjunto de características gerais que os

roteiros devem ou podem ter:

- intercalar ―dicas‖ de natureza operacional com outras reflexivas;

- incluir print-screens da aplicação que facilitem o aluno a explorá-la facilmente (a carência

técnica não deve constituir um impedimento à aprendizagem);

- encorajar a discussão (interacção construtivista), pelo que os alunos devem ser

organizados em pequenos grupos;

- ter complexidade crescente, podendo mesmo terminar com perguntas de carácter mais

aberto ou com pesquisas suplementares na Internet que possam passar pela apresentação de

trabalhos;

- ser em papel ou em formato digital;

- ser flexíveis, no sentido de se adaptarem ao perfil, meio sócio-económico-social, faixa

etária e desenvolvimento cognitivo dos alunos;

- permitir a anotação de registos pessoais à medida que decorre a exploração do software,

de modo a obrigar os alunos a reflectir mais sobre o tema em causa e a evitar que a mesma se

acelere.

No conjunto das características acabadas de referir, é visível a contradição, embora aparente,

entre o comportamentalismo - pistas direccionadas/questões fechadas e o construtivismo - questões

reflexivas (Ferreira, 2005).

Assim, está, mais uma vez, nas mãos do professor, criador ou (re) criador de roteiros de

software, a gestão do justo equilíbrio entre dois pólos: algum dirigismo necessário e a liberdade

construtivista fundamental (Paiva e Alves da Costa, 2005).



89

Então, o importante é fornecer algumas orientações necessárias, bem como formular questões

de natureza mais fechada, mas não esquecer de formular outras que permitam ao aluno construir

conhecimento e gerar aprendizagem. Os roteiros devem ser abertos, mas não cair na liberdade total,

muitas vezes, defendida pelos mentores do construtivismo. O segredo poderá estar em conseguir

encontrar o meio-termo entre a liberdade construtivista e a mínima orientação.

6.4 Alguns jogos lúdicos com mediação computacional em química nuclear

O acto de jogar, sozinho ou em grupo, é um acto tão antigo como o próprio homem, acto esse

que se tem revelado necessário para o processo de desenvolvimento dos indivíduos, sendo vital

como forma de assimilação da realidade.

Segundo Pierozan e Brancher (2004), existem certos elementos que caracterizam os diversos

tipos de jogos, entre eles:

A capacidade de absorver o aluno de maneira intensa e total, num clima de

entusiasmo, sentimento de exaltação e tensão seguidas por um estado de alegria e

distensão.

O envolvimento emocional.

A espontaneidade e a criatividade.

A limitação de tempo, o jogo tem um início, um meio e um fim, tendo um

carácter dinâmico.

A possibilidade de repetição: o aluno que gostar pode jogar o quanto quiser.

A limitação de espaço, sendo reservado, independente da forma que

assuma, é como um mundo temporário e fantástico.

A existência de regras.

A estimulação da imaginação, da auto-afirmação e da autonomia.



90

Vantagens dos jogos no ambiente escolar

A utilização de jogos lúdicos de química na sala de aula traz muitas vantagens para o

processo de ensino/aprendizagem. Em muitos casos, os jogos possibilitam um melhor ambiente de

aprendizagem, permitindo um ajuste de nível de dificuldade conforme as habilidades do jogador,

fornecendo um feedback claro e imediato, e dando aos jogadores escolhas e controle sobre suas

acções. Também despertam a fantasia e a curiosidade, além de oportunidades para colaborar,

competir, ou socializar-se com os outros jogadores.

Assim, a utilização de jogos didácticos:

Mobiliza esquemas mentais: estimula o pensamento, a ordenação de tempo

e espaço.

Integra várias dimensões da personalidade: afectiva, social, motora e

cognitiva.

Favorece a aquisição de condutas cognitivas e desenvolvimento de

habilidades como coordenação, destreza, rapidez, e concentração.

O jogo é um vínculo que une a vontade e o prazer durante a realização de uma actividade. O

ensino utilizando meios lúdicos cria um ambiente gratificante e atraente servindo como estímulo para

o desenvolvimento integral dos alunos.

Os jogos educativos computorizados são criados com a finalidade dupla de entreter e

possibilitar a aquisição de conhecimento. Nesse contexto, os jogos de computador educativos,

devem tentar explorar o processo completo de ensino-aprendizagem, sendo óptimas ferramentas de

apoio ao professor na sua tarefa.

Basicamente bons jogos educativos apresentam algumas das seguintes características:

(Pierozan e Brancher (2004)):



91

Trabalham com representações virtuais de maneira coerente.

Dispõem de grandes quantidades de informações que podem ser apresentadas

de maneiras diversas (imagens, texto, sons, filmes, etc.), numa forma clara, objectiva e

lógica.

Exigem concentração e uma certa coordenação e organização por parte do

aluno.

Conseguem fazer com que o aluno aprenda algo diferente, ou melhorar naquilo

que já sabe.

Permite que o aluno veja o resultado de sua acção, facilitando a autocorreção,

afirmando a sua auto estima.

Permitem um envolvimento ―homem-máquina‖ gratificante.

Têm ―paciência‖ na repetição de exercícios.

Estimulam a criatividade do aluno, incentivando-o a crescer, tentando deixá-lo à

vontade, sem se preocupar com os erros.

Contudo, os jogos educativos são muito bons auxiliadores no processo de ensino

aprendizagem, se trabalhados de forma correcta.

É preciso encontrar a ―fusão feliz‖ entre a brincadeira e o processo de ensino-aprendizagem: o

professor deve intervir durante a aula para que o jogo possa sempre ser um meio para a

aprendizagem e não um fim em si mesmo; tem que aliar as intervenções mais adequadas para

desencadear conflitos cognitivos. No final, é necessário que o especialista em educação avalie o

trabalho que desenvolveu para ir, ele próprio, de modo progressivo, construindo uma metodologia

que se mostre cada vez mais eficaz perante a utilização de jogos nas aulas (Ferreira, 2005).



92

6.5 Descrição dos recursos desenvolvidos

Um dos objectivos deste trabalho centra-se no desenvolvimento de um recurso digital

relacionado com a Q.N. e avaliar a sua utilidade no processo de ensino deste tema, para alunos da

disciplina de Física e Química A do 10º ano, e de Química do 11º ano de escolaridade.

Para esse efeito, desenvolvemos uma página intitulada ―Química Nuclear no ensino

secundário‖, que se encontra disponível, como já referido, em

http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/lucia/qnes/index.html.

A página desenvolvida (figura 6.1) possui seis sub-áreas de exploração:

Hipertextos

WebQuest

Roteiro de exploração

Quizzes

Jogos

Ligações externas

Figura 6.1 – Aspecto da página Web inicial de ―Química Nuclear no ensino secundário‖

http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/lucia/qnes/index.html



93

6.5.1 “Química Nuclear” - Hipertexto

O hipertexto desenvolvido ―Química Nuclear‖ versa sobre alguns conceitos inerentes a este

tema, abrangendo os seguintes pontos dos programas de Física e Química A, 10º ano, e de Química

do 12º ano de escolaridade:




- Relacionar a instabilidade de um núcleo de um átomo com a relação entre o número de

neutrões e o número de protões desse núcleo.

- Interpretar decaimento nuclear como a transformação de um núcleo noutro núcleo por

emissão de partículas α ou β e radiação γ.

- Associar a emissão de partículas β aos núcleos que contêm muito maior número de neutrões

do que protões e a emissão de partículas α aos núcleos que contêm relações próximas do número

de neutrões e de protões.

- Associar ―tempo de meia vida‖ ao intervalo de tempo necessário para que, numa dada

amostra, o número de partículas da espécie radioactiva, se reduza a metade.

O hipertexto inicia-se efectuando uma contextualização do leitor no que diz respeito aos

processos de decaimento radioactivo.

Figura 6.2 – Aspecto inicial da sub-área Hipertexto



94

Assim, começam a ser estabelecidas as definições de decaimento, radioactividade, etc. Todas

estas definições são obtidas deslocando o cursor do rato sobre a palavra destacada a azul,

conferindo à página a possibilidade de alguma interacção com o aluno.

6.5.2 “Energia Nuclear: solução ou problema?” – WebQuest

Aqui, os alunos são incentivados a realizar uma actividade sobre a energia nuclear, actividade

essa que surge sob a forma de uma WebQuest.

Esta actividade abrange os seguintes pontos dos programas de Física e Química A, 10º ano, e

de Química do 12º ano de escolaridade:



- Associar fenómenos nucleares a diferentes contextos de utilização (por exemplo, produção

de energia eléctrica, datação, meios de diagnóstico e tratamentos clínicos).


- Interpretar a grande quantidade de energia envolvida numa reacção nuclear (fusão ou

fissão), em termos da variação de massa nela envolvida, de acordo com a expressão ΔE = Δm c2.

- Reconhecer que o conhecimento sobre radioactividade trouxe enormes benefícios a par de

enormes preocupações, resultantes da sua utilização para fins não pacíficos e da ocorrência de

acidentes.

Ao iniciar a WebQuest (Anexo IV), o utilizador encontra a descrição da ―Aventura na Web‖ que

irá realizar.



95

Figura 6.3 – Aspecto inicial da sub-área WebQuest

Ao clicar em cada item do menu, o utilizador vai encontrando os passos que deve seguir para

a realização da actividade (tarefa e processo). Para além disso, encontra uma página com a

indicação de alguns endereços úteis que pode utilizar durante a realização das tarefas – recursos.

6.5.3 Laboratório virtual “principles of radiochemistry” – roteiro de exploração

Na tentativa de diminuir a tendência comprovada que a maioria dos alunos tem para ―correr‖

sobre um software educativo, sem aproveitar as suas potencialidades pedagógicas, contruiu-se um

roteiro de exploração que conduzisse os alunos a uma exploração mais ponderada do site

―Principles of radiochemistry‖.

O roteiro de exploração elaborado (acessível na íntegra no anexo V) reúne um conjunto de

instruções que vão guiando o aluno pelo laboratório virtual.

Neste roteiro houve a preocupação de incluir algumas directivas que facilitassem a utilização

do software, também por parte daqueles alunos menos familiarizados com os recursos digitais.



96

Ao longo de toda esta ferramenta de exploração são colocadas questões que incentivam a

ponderação e procuram inibir o clique desenfreado, nos diferentes comandos.

Figura 6.4 – Aspecto de uma das páginas da sub-área Roteiro de exploração

6.5.4 Química Nuclear – quizzes

Na construção do questionário interactivo incluído na página Web ―Química Nuclear no

ensino secundário‖ foi utilizado um aplicativo de nome QuizFaber.

O QuizFaber permite a criação de questionários multimédia (Quiz) de uma maneira rápida e

fácil em HTML com JavaScript. Tudo isto é feito automaticamente pelo programa, o que significa que

o utilizador não necessita de saber nada sobre linguagem HTML ou Javascript. (Paiva, 2002)

O quiz desenvolvido é composto por doze questões, sendo quatro de escolha múltipla, sete

de verdadeiro/falso e uma de resposta livre.

A utilização de questões de escolha múltipla prende-se com o facto de estas permitirem

reflectir, quer sobre aprendizagens simples, quer sobre aprendizagens mais complexas, podendo



97

abranger um maior leque de conteúdos. No entanto, qualquer um dos tipos de questões é,

normalmente, preferido pelos alunos pela sua linguagem simples e acessível; por não lhes exigir

provas no domínio da expressão oral ou escrita e por apresentarem rigor e objectividade.

Retomando a Homepage da página Web construída, pode entrar-se no Quiz por clique no

ícone ―Quizzes‖.

Figura 6.5 – Aspecto inicial do Quiz

No ecrã surge uma página com o nome deste jogo, a referência à questão em causa, o texto

com a pergunta e quatro alternativas de resposta (no caso das questões de escolha múltipla). Em

rodapé aparece um relógio, que efectua a contagem decrescente dos 30 minutos de duração

máxima do jogo.

Assim que o aluno inicia o jogo escolhendo uma das opções, o rodapé evidencia um

contador de respostas certas, erradas e do número de questões ainda não respondidas.

Depois do aluno seleccionar uma das alternativas pode, de imediato, verificar a sua

correcção por clique no botão OK, podendo obter uma das seguintes respostas:



98

Figura 6.6 – Possibilidades que podem surgir na verificação das respostas

Após ter respondido às doze questões e efectuado a respectiva confirmação de resposta,

surge uma janela que assinala esse facto.

Figura 6.7 – Janela que indica que o questionário terminou

Ao pressionar o botão OK o programa revela o relatório da prestação do aluno ao longo do

Quiz.



99

Figura 6.8 – Aspecto do relatório do resultado do Quiz

Este relatório enumera o total de perguntas, de respostas correctas, de respostas

incorrectas, de perguntas não respondidas, o tempo de preenchimento, a data e a pontuação, numa

escala de 0 a 12.

Efectuando scroll toma-se contacto com a correcção do Quiz. Nessa correcção, são

assinaladas quer as opções correctas, quer as alternativas erradas assinaladas pelos alunos.

6.5.5 Química Nuclear – jogos

6.5.5.1 Sopa de letras

Uma vez na página inicial da ―Química Nuclear no ensino secundário‖, por selecção da

opção ―jogos‖ e de novo da opção ―sopa de letras‖, chega-se a uma página onde surge, de imediato,

uma nota indicando qual o objectivo do jogo.



100

Figura 6.9 – ―Balão‖ indicativo do objectivo do jogo

Clicando em ―jogar‖ seguido de ―continuar‖ surge a ―Sopa de letras‖. Aqui, o aluno tem que

localizar cada um dos termos que surgem no lado direito do ecrã e ir clicando em cima de cada letra

que constitui o termo encontrado, tal como se ilustra na seguinte figura:

Figura 6.10 – Aspecto da Sopa de Letras



101

6.5.5.2 Jogo dos pares


opção ―jogos‖ e de novo da opção ―jogo dos pares‖, chega-se a uma página onde surge, de

imediato, uma nota indicando qual o objectivo do jogo.

Figura 6.11 – Página indicativa do objectivo do jogo

Clicando em ―continuar‖ seguido de ―novo jogo‖ e seguido, novamente, de ―continuar‖ surge

o quadro do jogo, cujo objectivo é descobrir o par de cada elemento representado.

As figuras utilizadas neste jogo forma retiradas da fonte bibliográfica Meireles, 2006.

Seleccionando dois elementos que formam um par, surge no lado direito do ecrã a indicação

de resposta correcta.



102

Figura 6.12 – Aspecto do jogo da descoberta dos pares

Enquanto o aluno joga, surge sempre na parte superior do ecrã o número de respostas

correctas, o tempo total de jogo, bem como o tempo de penalização, caso o aluno erre algum dos

pares.

Depois de terminar o primeiro quadro de elementos, clica-se em continuar. Surge, assim, o

segundo quadro do jogo.

Figura 6.13 – Segundo quadro do jogo da descoberta dos pares

Por cada resposta errada o jogador obtém, 3 segundo de penalização.



103

6.5.5.3 Adivinhas sobre Química Nuclear


opção ―jogos‖ e de novo da opção ―adivinhas‖, chega-se a uma página onde surge, de imediato, uma

nota indicando qual o objectivo do jogo, que nesta caso é descobrir a resposta correcta para cada

uma das adivinhas.

Figura 6.14 – Aspecto da página inicial das Adivinhas

Clicando em ―continuar‖ seguido de ―novo jogo‖, surge a adivinha pelo que o aluno deve

clicar em cima da imagem correspondente à resposta correcta.



104

Figura 6.15 – Quadro de jogo

Ao clicar na imagem correcta, o computador evidencia o facto. Por cada resposta errada, o

jogador obtém uma penalização de 20 segundos.

6.5.5.4 Crucigrama


opção ―jogos‖ e de novo da opção ―crucigrama‖, chega-se a uma encontrar no quadro todas as

palavras ocultas.

Clicando em ―jogar‖ seguido de ―continuar‖, surge o quadro principal. Aqui, o aluno clica

numa das linhas horizontais e surge no lado direito do ecrã uma frase relativa ao termo

correspondente. De seguida, o jogador deve escrever o termo nas quadrículas correspondentes.



105

Figura 6.16 – Aspecto da sub-área Crucigrama

Após o preenchimento de todo o crucigrama, surge uma indicação do número de respostas

correctas, bem como do tempo total de jogo.

Figura 6.17 – Indicação do número de respostas correctas e do tempo total de jogo

Desenvolvimento de recursos digitais e materiais auxiliares para o ensino da Química Nuclear _____________________________________________________________________________


121

7. Estudo (piloto) do impacto dos recursos organizados e desenvolvidos

7.1 A técnica da entrevista

De modo a estudar o impacto dos recursos digitais e dos materiais auxiliares desenvolvidos,

foi escolhido o método de inquérito por entrevista, recorrendo a um conjunto de professores de

Química do 12º ano de escolaridade.

Embora nem todos os projectos de pesquisa utilizem a entrevista como instrumento de recolha

e avaliação de dados, este é muito importante na pesquisa científica, especialmente nas ciências da

educação.

Não existe um método-padrão para se formular uma entrevista. Porém, existem algumas

recomendações, bem como factores a ter em conta relativamente a essa importante tarefa num

processo de pesquisa.

Constituindo a entrevista um método de recolha de informações, deve, antes de mais,

apresentar necessariamente um carácter multilateral. Ou seja, através de entrevistas chamadas de

diacrónicas: efectuadas junto da mesma pessoa em momentos diferentes, e cuja evolução das

informações é comparada no tempo.

No caso dos inquéritos realizados por entrevista o investigador está sempre presente.

7.1.1 Tipos de entrevista

De acordo com as múltiplas situações em que podem ocorrer, as entrevistas assumem

diversos formatos de modo a adequar-se convenientemente às contingências do ambiente e aos

objectivos que o investigador se propõe atingir (Carmo e Ferreira, 1998).

Assim, Madeleine Grawitz propôs uma tipologia quanto a estrutura e estratégia de uma

entrevista.

De acordo com a autora, temos:



107

1. Entrevistas dominantemente informais

a) Entrevista clínica

b) Entrevista em profundidade

2. Entrevistas mistas

a) Entrevista livre

b) Entrevista centrada

3. Entrevistas dominantemente formais

a) Entrevistas com perguntas abertas

b) Entrevistas com perguntas fechadas

As entrevistas tipo 1a e 1b são, normalmente, utilizadas em contextos terapêuticos e de

aconselhamento vocacional, caracterizando-se por um grande grau de liberdade dada ao

entrevistado e na grande profundidade de informações e temas partilhados.

Num grau intermédio de informalidade, encontram-se a entrevista livre e a entrevista centrada.

Ambas são características dos estudos exploratórios, diferindo entre si pelo nível de estruturação em

torno das temáticas específicas que são tratadas. (Carmo e Ferreira, 1998).

Finalmente, características dominantemente formais, têm as entrevistas estruturadas com

perguntas abertas (grande grau de liberdade) ou fechadas (feitas a grandes populações, grau de

liberdade e profundidade reduzidos).

Resumidamente, podemos ter as entrevistas referidas na tabela 7.1, e segundo Grawitz:

Dominantemente

Informais

Clínica Liberdade quase ou total do

entrevistado

Abundância e profundidade de

informação partilhada

Em profundidade Grande grau de liberdade no

diálogo

Grande profundidade na forma



108

de abordagem temática por parte do

entrevistado

Mistas

Livre Pouco estruturada

Centrada Bem estruturada em torno de

uma temática específica

Dominantemente

Formais

Aberta Utiliza questões abertas

Proporciona respostas de maior

profundidade

Fechada Utiliza questões fechadas

Grau de liberdade muito

reduzido

Permite a verificação de

hipóteses

Tabela 7.1 – Tipos de entrevista e suas principais características

7.1.2 Aspectos a ter em conta na utilização da técnica da entrevista

Independentemente do tipo de entrevista a realizar, a experiência resultante do trabalho de

campo aconselha a adopção de um conjunto de padrões de actuação que se tornam habituais, e

devem ser tidos em conta antes, durante e depois da entrevista (Tabela 7.2, Carmo e Ferreira,

1998).



109

Antes

Definir o objectivo

Construir o guia de entrevista

Escolher os entrevistados

Preparar as pessoas a serem entrevistadas

Marcar a data, a hora e o local

Preparar os entrevistadores (formação técnica)

Durante

Explicar quem somos e o que queremos

Obter e manter a confiança

Saber escutar

Dar tempo para ―aquecer‖ a relação

Manter o controlo com diplomacia

Utilizar perguntas de aquecimento (liberdade de

expressão do entrevistado) e focagem (obter informação

pretendida)

Enquadrar as perguntas melindrosas

Evitar perguntas indutoras

Depois

Registar as observações sobre o comportamento

do entrevistado

Registar as observações sobre o ambiente em

que decorreu a entrevista

Tabela 7.2 – Aspectos a ter em conta na utilização da técnica da entrevista (Carmo e Ferreira, 1998)



110

7.2 Descrição do estudo

7.2.1 Instrumento de recolha dos dados

Como método de recolha e de avaliação dos dados, optou-se por utilizar a técnica da

entrevista, como já referido.

Para tornar possível esta investigação, contou-se com o apoio e disponibilidade de oito

professores de Química do 12º ano de escolaridade (consultar caracterização da amostra no ponto

7.2.2), os quais foram entrevistados após a exploração da página elaborada disponível em

http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/lucia/qnes/index.html.

As entrevistas foram realizadas via telefone ou e-mail pela investigadora, de acordo com um

guião previamente elaborado (Anexo VI) e foram registadas através de meio electrónico, sendo

posteriormente transcritas (Anexo VII). Esses registos escritos foram submetidos a uma análise de

conteúdo, que se quis acima de tudo simples e prudente (ver ponto 7.2.2).

Com estas entrevistas pretendia-se verificar vários aspectos:

Investigar em que medida a utilização do recurso digital sobre química nuclear poderá

contribuir, na opinião dos professores, para uma melhor abordagem do tema no

ensino das disciplinas de Física e Química A e Química, do 10º e 12º anos de

escolaridade, respectivamente;

Procurar aspectos que possam suscitar dúvidas ou dificuldades para os alunos;

Obter opiniões e sugestões dos entrevistados para aperfeiçoamento deste recurso

digital.




111

7.2.2 Caracterização da amostra

O material foi alvo de uma leitura flutuante (Bardin, 2004). Este procedimento, profundamente

intuitivo, facilitou a constituição de categorias. O principal mérito das singelas categorizações que

efectuámos consiste em sintetizar as opiniões dos docentes.

A qualidade das categorias que elaborámos, dada a reduzida dimensão do corpus, facilmente

será escrutinada1.

Participantes

A nossa amostra é constituída por 8 docentes da área da Química (7 docentes do sexo feminino

e 1 do sexo masculino), cujas idades repartimos em dois grupos (5 docentes tinham entre 25 e 31

anos – média 27,8 anos – e 3 docentes tinham entre 51 e 58 anos – média 55 anos).

No que diz respeito ao estabelecimento de ensino, 4 docentes leccionavam em escolas

secundárias (dois dos quais na mesma escola), 2 em colégios e 1 num centro de formação

profissional (um docente recusou indicar o estabelecimento em que leccionava).

Como seria de esperar, os docentes do grupo etário mais velho têm mais anos de serviço (igual

ou superior a 19 anos, embora não tenhamos esta informação sobre um deles) e possuem um

estatuto profissional superior (de facto, apenas um docente do grupo etário mais jovem integra o

Quadro de Nomeação Definitiva e, por sinal, trata-se do mais velho entre eles).

Durante o seu curso universitário, apenas 2 docentes afirmam terem recebido ―alguma‖

formação na área da Química Nuclear. Da nossa amostra, 5 docentes nunca leccionaram o tema de

Química Nuclear, mas na eventualidade de o terem de fazer, 3 sentiam-se preparados, 1 não sabia

e outro admitia que não. Já dentre os 3 que alguma vez leccionaram o tema, apenas um considera

que na altura estava preparado.

Todos os docentes consideraram a introdução do tema de Química Nuclear nos novos

programas positiva, à excepção de um (―talvez‖).

1 Segundo Bardin (2004), um bom sistema de categorias deve cumprir uma série de requisitos: a mútua exclusão, a homogeneidade, a pertinência, a objectividade e fidelidade e a produtividade.



112

Material

Recorremos à entrevista estruturada (Anexo VI), a qual se dividia em três partes fundamentais.

A primeira parte permitir-nos-ia caracterizar convenientemente a nossa amostra.

A segunda parte, estudar a relação do entrevistado com as TIC, nomeadamente no que dizia

respeito, por um lado, à frequência de uso na sala de aula e nível de segurança na utilização e, por

outro lado, aos constrangimentos que o entrevistado lhes associava.

Finalmente, a terceira parte pretendia, essencialmente, recolher a opinião dos docentes sobre

as qualidades e defeitos do recurso multimédia que elaboráramos e que é objecto desta tese.

7.3 Discussão dos resultados

Os 4 professores mais jovens (todos eles na situação de contratados e com menos de 8 anos

de carreira) afirmam utilizar as TIC na sala de aula; já, de entre os mais velhos ou a resposta é mais

prudente (―às vezes‖, ―muito pouco‖) ou categoricamente negativa (ver Quadro nº 1).

Apenas um docente (do grupo etário mais velho), dentre os seis que interrogámos sobre a

segurança com que lidava com as TIC, admite sentir-se ―pouco à vontade‖, enquanto os demais

caracterizam o seu conhecimento como bom, razoável ou, de outra maneira, revelam-se seguros

dos seus conhecimentos.

Só um docente não associou qualquer constrangimento às TIC. Agrupámos em 5 categorias os

constrangimentos referidos pelos docentes, que apresentaremos de seguida, do mais para o menos

mencionado (ver Quadro nº 2): inexistência, escassez ou deficiência do material informático do

estabelecimento (material do estabelecimento); perda de tempo útil com a montagem do

equipamento (dispêndio de tempo); distracção dos alunos (distracção); fraca qualidade e diversidade

do software (software); desconhecimento técnico (desconhecimento).

O desconhecimento é mencionado apenas por um docente do grupo com estatuto profissional

superior e o software por dois docentes do grupo com menor estatuto profissional.

Todos os decentes consideraram os recursos úteis e gostaram deles, se exceptuarmos um

docente que apenas gostou de alguns recursos.



113

Todos os docentes apresentaram pelo menos um ponto forte e apenas metade encontrou

pontos fracos.

Organizámos um conjunto de categorias que agrupam os diversos pontos mencionados pelos

docentes: qualidades pedagógicas; qualidade de concepção e utilização; e qualidade dos recursos.

Conforme podemos constatar no Quadro nº 3, as qualidades mais realçadas pelos professores

são as que se relacionam com a concepção e utilização do recurso, seguidas das qualidades de

certos recursos em particular, e finalmente as qualidades pedagógicas.

No que diz respeito a pontos fracos (ver Quadro nº 4), há duas observações relativas à

introdução, um sobre a eventual monotonia dos recursos e outra sobre a escassez de perguntas no

Quiz. Mais uma vez convirá realçar que apenas um docente do grupo com estatuto profissional

inferior vislumbra pontos fracos, enquanto, pelo contrário, apenas um docente do grupo com estatuto

profissional superior não vislumbra pontos fracos.

Curiosamente, o grupo dos docentes com estatuto profissional superior na sua maioria não

propõe sugestões para melhorar o recurso, mas apenas incita a alterar aquilo que fora criticado. Já o

grupo com estatuto inferior na sua maioria é mais pródigo na sugestão de melhorias do que a

solicitar alterações (ver Quadros nºs 5 e 6).

À excepção de um, os professores com menor estatuto consideram que os todos os contextos

seriam propícios à utilização do recurso; dois realcem o papel do professor enquanto orientador. No

grupo dos professores com maior estatuto, as opiniões diversificam-se: dois consideram que o

recurso deverá ser utilizado preferencialmente em casa pelos alunos, um em todos os contextos e

outro na sala de aula, em grupos (ver Quadro nº 7).

Nunca nenhum docente realizou qualquer experiência de Química Nuclear com os seus alunos.

Apenas um recusaria utilizar um contador G.M., se dispusesse dele, dois não fechariam essa

possibilidade e cinco utilizá-lo-iam. Os professores mais abertos à utilização do contador G.M. são

os que constituem o grupo com menor estatuto.



114

Quadro nº 1

A utilização das TIC na sala de aula de acordo com o estatuto profissional do docente

Estatuto inferior

(n=4) Estatuto superior

(n=4)

Utiliza 4 0 Não utiliza 0 2 Utiliza ―às vezes‖ 0 2

Quadro nº 2

Constrangimentos associados às TIC de acordo com o estatuto profissional do docente

Estatuto inferior


(n=3)

Material estabelecimento 3 2

Constrangimentos pedagógicos

Dispêndio de tempo

1 1

Distracção 1 1 Software 2 0 Desconhecimento 0 1

Quadro nº 3

Pontos fortes dos recursos de acordo com o estatuto profissional do docente

Estatuto inferior


(n=4)

Pontos fortes pedagógicos

Os alunos avaliarem o seu conhecimento

Tema bastante actual Motivação e interesse dos

alunos

Concepção e utilização

Simples, fácil percepção, boa organização

Objectivos e concisos

Simples, diversidade de tarefas

Acessível

Interactivo, simples, acessível

Recursos Webquest, jogos Hipertexto, jogos

Webquest



115

Quadro nº 4

Pontos fracos dos recursos de acordo com o estatuto profissional do docente*

Estatuto inferior (n=1)

Estatuto superior (n=3)

Introduzir mais questões no Quiz Introdução demasiado sucinta

Na introdução só haver referências a reacções

de fusão nuclear Um pouco repetitivos

* Esta questão não foi colocada a um docente do grupo com estatuto inferior.

Quadro nº 5

Alterações nos recursos de acordo com o estatuto profissional do docente



Vídeo Vídeos/simulações Introdução Introdução

Quadro nº 6

Melhorias nos recursos de acordo com o estatuto profissional do docente



Vídeos/simulações Diversidade, vídeos, simulações Aplicações de Química Nuclear

Mais questões no Quiz



116

Quadro nº 7

Contexto preferencial para utilização dos recursos de acordo com o estatuto profissional do docente

Estatuto inferior


(n=4)

Em casa, pelos alunos 2 Na aula, em grupos 1 Em aula centrada Em casa e em aula centrada 1 Em todos os contextos 3 1



117

8. Conclusões

8.1 Síntese dos principais dados do estudo

Pretendeu-se, com a organização e avaliação destes recursos e materiais auxiliares, promover

não só a motivação dos alunos, bem como o sucesso da disciplina.

Retomemos a nossa hipótese de investigação:

a) A realização de experiências e a utilização de alguns recursos digitais e materiais

auxiliares constituem ferramentas úteis e motivantes para os alunos e professores,

na aprendizagem e compreensão dos conceitos sobre o tema ―Química Nuclear‖.

b) Os recursos organizados são importantes para colmatar algumas concepções

alternativas e dificuldades dos alunos sobre os conceitos que envolvem o tema em

questão.

Quer a natureza da nossa investigação, quer a dimensão da nossa amostra nos recomendam

alguma circunspecção na hora de concluir: as nossas inferências são legítimas tão-somente hic et

nunc.

A nossa amostra era, por um lado, quase completamente constituída por docentes do sexo

feminino e, por outro lado, bastante heterogénea no que dizia respeito aos estabelecimentos em que

os docentes leccionavam.

Assim, a divisão da amostra em dois grupos, de acordo com a idade, mas sobretudo, de acordo

com o estatuto profissional, autorizada pelas informações recolhidas, revelou-se muito útil.

Os resultados que obtivemos variam, às vezes na perfeição, consoante a idade, mas sobretudo

consoante o estatuto profissional.

Aqui e agora, podemos constatar que os docentes, embora, em geral, não tenham recebido

formação académica a respeito da Química Nuclear nem tenham ainda leccionado esse tema,

olham-no favoravelmente. Os professores do grupo com maior estatuto profissional são, na verdade,

mais cautelosos no que diz respeito à eventual utilização de um contador G.M. Poderá essa atitude

enquadrar-se num certo padrão de resistência à mudança ou à novidade, que explicaria também, ao

menos parcialmente, os resultados relativamente à utilização das TIC na sala de aula?



118

A nível da prática pedagógica, são os professores com menor estatuto os mais favoráveis à

introdução das TIC. À primeira vista, por exemplo, há uma relação, entre o estatuto profissional e o

discurso sobre a utilização das TIC em sala de aula. Estaremos perante um efeito de geração?

Se colocássemos a questão sobre a segurança com que lidam com as TIC aos docentes que

afirmaram não as utilizar na sala de aula poderíamos esclarecer talvez um pouco mais esta dúvida:

estarão o desconhecimento ou o receio relacionados com a exclusão das TIC da prática pedagógica

ou este não é fenómeno exclusivo das TIC? A questão sobre os constrangimentos associados às

TIC não é suficiente para responder a esta interrogação.

A inexistência ou deficiência do material informático continua a ser o obstáculo mais

mencionado pelos docentes, mas há duas observações particularmente pertinentes a que convém

prestar atenção.

Por um lado, a escassez ou pouca diversidade dos recursos na área da Química e por outro

alguns indícios de dificuldades na integração das TIC na prática pedagógica.

A nossa tese, em certa medida, combate estes dois problemas: em primeiro lugar, oferece mais

um recurso multimédia na área da Química Nuclear; em segundo lugar, o recurso foi produzido com

claras intenções pedagógicas: há um enquadramento que permite guiar os utilizadores quer sejam

alunos quer sejam professores.

De maneira geral, o recurso que apresentámos aos docentes foi avaliado positivamente e com

um certo entusiasmo. O grupo com estatuto superior é mais crítico em relação ao recurso

multimédia. Os pontos fortes realçados superam as críticas efectuadas. Podemos por isso assumir

que o recurso está suficientemente bem elaborado e sólido, mas que poderá beneficiar das

sugestões dadas pelos docentes, nomeadamente no que diz respeito à introdução de

vídeos/simulações e à introdução.

Qual o contexto preferencial para a utilização deste recurso? Parece-nos, uma vez que as

respostas recebidas variam consoante o grupo de onde partem, que dependerá mais do professor

do que propriamente do recurso a pertinência da sua utilização num ou noutro contexto.

As TIC têm ainda um longo caminho a percorrer. Há certos obstáculos físicos evidentes, mas há

também uma certa resistência que nos leva a pensar o que tem sido feito para que à medida que

surgem os recursos sejam utilizados. Não terão sido os professores votados ao abandono no que diz

respeito à utilização das TIC?



119

8.2 Auto-crítica, reformulação e projectos para o futuro

Reflectindo sobre este trabalho é com satisfação que, chegando ao fim, se sente que foi uma

experiência muito enriquecedora e agradável e que se cumpriram os principais objectivos

inicialmente propostos. Contudo, existem ainda aspectos a melhorar que dão a possibilidade de

continuar a desenvolver o trabalho no futuro.

Reconhece-se que em termos de técnica de construção de páginas web em linguagem html e

usabilidade, o site poderia estar muito mais completo e haveria muito mais a explorar. Assim, impõe-

se, neste momento, a síntese dos pontos principais que necessitam ser aperfeiçoados.

Como projecto futuro mais próximo conta-se com a optimização do hipertexto, incluindo mais

hiperligações a um maior número de conceitos relativos à Q.N. Ainda, como projecto a realizar a

curto prazo e de forma continuada, a alimentação do ―MOCHO‖ com mais e melhores endereços

relacionado com a Q.N.

Posteriormente, o autor gostaria de melhorar substancialmente os recursos, não só incluindo

mais jogos, como por exemplo, palavras cruzadas, jogos das coisas, mas também melhorando e

alargando os já existentes. Uma melhoria efectiva será, também, a da qualidade das imagens

utilizadas nos diferentes jogos.

A autora pretende também elaborar uma simulação virtual sobre o tema, para assim completar

o ciclo inicial de desenvolvimento de recursos digitais no apoio à Q.N.

Procurar-se-á, ainda, elaborar um guião para um laboratório de acesso remoto para possível

construção, com base nas experiências efectuadas com o contador Geiger-Muller.

A investigadora propõe-se, ainda, a retomar as experiências iniciais, recorrendo a novas

amostras radioactivas e, talvez, a um contador Geiger-Muller diferente, de modo a optimizar,

explorar e realizar novas experiências com estes recursos.

Quanto ao design da página, pensa-se que o aspecto visual é agradável ao utilizador, o menu

de navegação é bastante explícito e as acções pretendidas podem ser executadas sem dificuldade.

Um estudo do protótipo com alunos em contexto educativo fará todo o sentido, pois poderá conduzir

a resultados mais fiáveis.

Devido às limitações nas conclusões e generalizações inerentes ao estudo (o reduzido

número de professores entrevistados, a não aleatoriedade da amostra, o efeito novidade, o efeito

investigador, a ausência de uma avaliação do recurso multimédia junto dos alunos, etc.) não se



120

poderá tomar os resultados obtidos para além de um simples indicador positivo a favor da hipótese

de que o uso do recurso em causa contribui para uma melhor abordagem do tema em questão.

Assim, pensa-se que o recurso digital, com as reformulações referidas, poder-se-á tornar

mais atractivo e motivador para os alunos, levando-os a uma compreensão mais profunda dos

conceitos químicos abordados.

Para além de uma investigação qualitativa poder-se-á proceder também a uma investigação

quantitativa do grau de impacto dos recursos no processo educativo.

Seria interessante igualmente avaliar de forma mais efectiva, junto dos próprios alunos, o

impacto dos recursos desenvolvidos.

A realização deste trabalho foi extremamente produtiva enriquecendo a carreira profissional e

ao mesmo tempo a pessoal. A investigadora assume que continuará a contribuir para a integração

das TIC no ensino.

O ensino da Química é de si fascinante, mas com o auxílio da TIC, e recursos digitais em

particular, pode ser ainda mais entusiasmante para alunos e professores.



121

9. Bibliografia

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10. Anexos



Índice

Agradecimentos I

Lista de Abreviaturas II

Resumo III

Abstract IV

Índice de figuras V

Índice de gráficos VII

Índice de tabelas VIII

Índice de esquemas IX

1. Introdução .................................................................................................................... 1

2. Aprendizagem do tema ―Química Nuclear‖ em alunos do ensino secundário .......................... 5

2.1 Concepções alternativas e obstáculos à aprendizagem do tema Química Nuclear ............ 5

2.2 A Química Nuclear nos actuais curricula do ensino secundário ...................................... 7

2.2.1 A Q.N. no actual programa da disciplina de Física e Química A ............................... 7

2.2.2 A Química Nuclear no actual programa de Química do 12º ano ............................. 11

3. Algumas notas sobre Química Nuclear ........................................................................... 14

3.1 O núcleo atómico ................................................................................................... 14

3.1.1 Composição e isótopos .................................................................................... 14

3.1.2 Propriedades nucleares .................................................................................... 16

3.2 Processos de decaimento radioactivo ....................................................................... 21

3.2.1 Decaimento α ................................................................................................. 24

3.2.2 Decaimento β ................................................................................................. 26

3.2.3 Decaimento γ .................................................................................................. 29

3.3 Interacção da radiação com a matéria ...................................................................... 31

3.3.1 Partículas α .................................................................................................... 32

3.3.2 Partículas β .................................................................................................... 32

3.3.3 Partículas γ .................................................................................................... 33

4. Algumas experiências com o contador Geiger-Muller ........................................................ 37

4.1 O contador Geiger-Muller ........................................................................................ 37

4.2 Cuidados a ter no uso de substâncias radioactivas ..................................................... 38

4.3 Planeamento do laboratório ..................................................................................... 39

4.4 Doses de radiação. Unidades .................................................................................. 40

4.5 Execuções experimentais desenvolvidas ................................................................... 42

4.5.1 Sistema de detecção e contagem SPECTECH ST – 350 ...................................... 42

4.5.2 Experiências desenvolvidas .............................................................................. 44

5. Organização de alguns recursos digitais sobre química nuclear disponíveis na Internet e úteis no ensino secundário....................................................................................................... 62

5.1 Vantagens da organização comentada de sítios de Internet na Sociedade de Informação 62

5.2 Organização de recursos e comentários no portal Mocho ............................................ 64

5.3 O caso particular dos laboratórios virtuais e de acesso remoto ..................................... 75

5.3.1 Potencialidades pedagógicas da utilização.......................................................... 75

5.3.2 Dificuldades/constrangimentos da aplicação pedagógica de um laboratório virtual ou de acesso remoto .................................................................................................... 77



5.3.3 Laboratórios virtuais de Química Nuclear na Internet ............................................ 78

6. Criação de ferramentas didácticas complementares para potenciar pedagogicamente os recursos digitais .............................................................................................................. 79

6.1 Webquest ............................................................................................................. 79

6.2 Hipertextos ........................................................................................................... 84

6.3 Roteiro de exploração de uma simulação pré-existente ............................................... 87

6.4 Alguns jogos lúdicos com mediação computacional em química nuclear ........................ 89

6.5 Descrição dos recursos desenvolvidos ...................................................................... 92

6.5.1 ―Química Nuclear‖ - Hipertexto .......................................................................... 93

6.5.2 ―Energia Nuclear: solução ou problema?‖ – WebQuest ......................................... 94

6.5.3 Laboratório virtual ―principles of radiochemistry‖ – roteiro de exploração ................. 95

6.5.4 Química Nuclear – quizzes ............................................................................... 96

6.5.5 Química Nuclear – jogos .................................................................................. 99

7. Estudo (piloto) do impacto dos recursos organizados e desenvolvidos .............................. 106

7.1 A técnica da entrevista.......................................................................................... 106

7.1.1 Tipos de entrevista ........................................................................................ 106

7.1.2 Aspectos a ter em conta na utilização da técnica da entrevista ............................ 108

7.2 Descrição do estudo ............................................................................................. 110

7.2.1 Instrumento de recolha dos dados ................................................................... 110

7.2.2 Caracterização da amostra ............................................................................. 111

7.3 Discussão dos resultados ..................................................................................... 112

8. Conclusões............................................................................................................... 117

8.1 Síntese dos principais dados do estudo .................................................................. 117

8.2 Auto-crítica, reformulação e projectos para o futuro .................................................. 119

9. Bibliografia ............................................................................................................... 100

10. Anexos ................................................................................................................... 107

______________________________________________________________________

ANEXO I ______________________________________________________________________

Fontes radioactivas utilizadas

Fontes Radioactivas

Radionuclido Período de

semidesintegração

Radiação (*)

Cobalto–60 (60Co)

1 µCi = 3,7x104 Bq

5,27 anos

β: Emáx. = 318 keV (99,92%)

γ: E = 1173 keV (99,89%)

γ2: E = 1332 keV (99,98%)

Estrôncio-90 (90Sr)

0,1 µCi = 3,7x103 Bq

28,6 anos

β1(90Sr): Emáx. = 546 keV (100%)

β2(90Y): Emáx. = 2284 keV (99,98%)

Polónio-210 (210Po)

0,1 µCi = 3,7x103 Bq

138 dias

α: E = 5304 keV (100%)

(*) Significado dos símbolos:

α = radiação alfa

β = radiação beta

γ = radiação gama

E = energia da radiação

Emáx.= energia máxima da radiação beta

1 keV = 103 electrão-volt = 1,60x10-16 joule

(…%) = intensidade (probabilidade de emissão da radiação considerada em consequência das

desintegrações que ocorrem na fonte radioactiva)

(Salgado e Martinho, 1997)

______________________________________________________________________

ANEXO II ______________________________________________________________________

Espessuras das placas absorventes

Placas Absorventes Calibradas em espessura

Material Espessura

mg/cm2 “ mm

Alumínio 4,5 0,0007 0,0178

Alumínio 6,5 0,001 0,0254

“Poly” 14,1 0,005 0,127

“Poly” 28,1 0,010 0,254

Plástico 59,1 0,030 0,762

Plástico 102 0,040 1,02

Alumínio 129 0,020 0,508

Alumínio 161 0,025 0,635

Alumínio 206 0,032 0,813

Alumínio 258 0,040 1,02

Alumínio 328 0,050 1,27

Alumínio 419 0,063 1,60

Alumínio 516 0,080 2,03

Alumínio 590 0,090 2,29

Alumínio 645 0,100 2,54

Alumínio 849 0,125 3,18

Chumbo 1230 0,032 0,813

Chumbo 1890 0,064 1,62

Chumbo 3632 0,125 3,18

Chumbo 7435 0,250 6,35


______________________________________________________________________

ANEXO III ______________________________________________________________________

Tempo morto do detector

Factor de correcção de tempo morto para valores do tempo de resolução do detector GM compreendidos entre 200 e

350 µS


______________________________________________________________________

ANEXO IV ______________________________________________________________________

WebQuest

Energia nuclear: solução ou problema?

Uma aventura na Web

Em 1942, Enrico Fermi conseguiu pôr em marcha o primeiro reactor nuclear. Desde então a

energia nuclear tem sido olhada das mais diversas formas. Parece tratar-se de uma energia

limpa, barata e sem riscos. No entanto, o tempo revelou-nos alguns desastres como: Chernobyl,

Sellafield, Three Mile Island, e problemas tão graves como os resíduos e as armas nucleares.

Esta Aventura na Web torna-te num profissional com responsabilidades e que tem de dar

resposta a questões relacionadas com a Energia Nuclear. O que é a energia nuclear? Qual a sua

origem? Será ela um bom passo para a resolução da crise energética mundial? Qual o impacto

da Energia Nuclear nos seres vivos? São algumas das questões a que deves tentar responder.

Destinatários

Esta Aventura na Web destina-se a alunos da disciplina de Física e Química A do ensino

secundário.

A Tarefa

Tens uma missão a cumprir! O mundo sofre de uma grave crise energética e é urgente tomar

consciência deste problema e tentar rapidamente encontrar soluções. Uma dessas soluções

poderá ser a utilização da energia nuclear. No entanto para um mesmo problema existem pontos

de vista diferentes.

O desafio que te é lançado é o de optares por uma das profissões abaixo mencionadas e que

assumas o papel de um verdadeiro profissional que tem de responder a questões muito

concretas e descobrires se a Energia Nuclear será, ou não, um bom passo para o futuro do

nosso Planeta.

Propomos-te que a pesquisa seja feita recorrendo à Internet visitando os sites/endereços

propostos.

Processo

1. Antes de escolheres a tua profissão, deves saber o que é a energia nuclear e reflectir

um pouco sobre esta problemática. Em seguida, deves analisar as questões que são

colocadas.

2. Deves definir a tua estratégia de pesquisa e só em seguida consultar os sites/endereços

fornecidos. Deves procurar ser objectivo, selectivo e criterioso na tua pesquisa para

responder às questões que te são formuladas, tendo em conta o papel que estás a

desempenhar.

3. Escolhe a tua profissão:

Engenheiro Químico/Físico

Ambientalista

Economista/Político

Agora, estás pronto para começar…

Aqui tens as questões a que deves dar resposta!!

Engenheiro Químico

De onde provém a energia nuclear?

Onde é produzida a energia nuclear?

Que tipo de reacções estão envolvidas neste tipo de energia?

O que é a radioactividade?

Economista/Político

A nível económico, será bom optar pela energia nuclear, como solução

energética para o nosso país?

És um político, eleito pelo povo e com funções de governação. Como

pensas conciliar o que é certo, do ponto de vista ético e moral, com o

que é popular?

Ambientalista

Existe algum risco para o meio ambiente que advenha da energia nuclear?

Quais os efeitos da radioactividade nos seres vivos?

Fontes de pesquisa / Recursos

Energia nuclear e o meio ambiente: http://energianuclear.naturlink.pt/indice.htm

O que é a energia nuclear?: http://www.cfn.ist.utl.pt/pt/consultorio/listA.html

Energia nuclear: http://energianuclear.fdp.com.br/

O problema energético: http://elektron.no.sapo.pt/energia.htm

MOCHO: http://www.mocho.pt/Ciencias/Quimica/cienciaquimicaquimica_nuclear/

Nuclear energy – fission and fusion: http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter13.html

http://energianuclear.naturlink.pt/indice.htm

http://www.cfn.ist.utl.pt/pt/consultorio/listA.html

http://energianuclear.fdp.com.br/

http://elektron.no.sapo.pt/energia.htm

http://www.mocho.pt/Ciencias/Quimica/cienciaquimicaquimica_nuclear/

http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter13.html

Avaliação

Estado crítico Estável Saudável

Não participou das discussões

iniciais.

Participou moderadamente das

discussões.

Participou com empenho em todo

processo: leitura e discussão.

Não apresentou pesquisa.

Entrega de material no tempo

previsto mas com pouca riqueza de

informação.

Respeita o prazo previsto, com

material rico em informação.

Pouca criatividade na produção. Boa elaboração e apresentação de

soluções não definitivas.

Óptima criatividade, soluções

consistentes e de possível

aplicação.

Conclusão

Chegaste ao fim desta WebQuest com sucesso!

Este trabalho contribuiu para influenciar o teu ponto de vista sobre a energia nuclear? Como?

Agora que terminaste o teu trabalho de pesquisa que atitudes de prevenção, como cidadão do

mundo, pensas tomar para contribuir para a minimização da crise energética que se vive

actualmente? Que previsões podes fazer para o futuro?

Bibliografia

CARVALHO, A., A., A. (2007). WebQuest: um desafio aos professores para os alunos.

Universidade do Minho

PIRES, L. S. A. Recursos digitais para o ensino da Química. Tese de Mestrado em Química para

o Ensino. Faculdade de Ciências. Universidade do Porto.

______________________________________________________________________

ANEXO V ______________________________________________________________________



LABORATÓRIO VIRTUAL “PRINCIPLES OF RADIOCHEMISTRY”

Aplicação multimédia

Site disponível na Web, designado “Principles of Radiochemistry”, situado no

endereço:

http://www.chem.binghamton.edu/ilc/labs/radiochem/sims/radioChem_main.html

Objectivos:

Compreender como se processa a detecção da radiação através de um contador

Geiger-Muller;

Verificar que em qualquer lugar existe radiação de fundo;

Conhecer algumas regras de segurança na utilização de materiais radioactivos;

Compreender o funcionamento de um contador Geiger-Muller;

Relacionar a intensidade da radiação com a distância ao detector;

Determinar o período de semi vida de radioisótopos de vida curta.

Como explorar o site?

1 - Quando se acede à página, surgem quatro tópicos, antes das experiências

propriamente ditas, os quais podem ser “visitados” por quem realiza as experiências e

que se revelam ser úteis numa prévia leitura:

a) Introduction

b) Radiation safety

c) Radiation detection

d) General instrument procedures.

http://www.chem.binghamton.edu/ilc/labs/radiochem/sims/radioChem_main.html

Figura 1 - Página de apresentação do laboratório “Principles of

radiochemistry”

2 - Ao iniciar em “Introduction”, surge uma página com uma pequena

introdução sobre materiais radioactivos, bem como uma pequena descrição dobre as

experiências a realizar.

3 - Continuando com a seta surgem alguns tópicos e regras sobre a

segurança laboratorial a ter na utilização de materiais radioactivos.

4 - Avançando de novo na seta surge uma descrição sobre o contador

Geiger-Muller, o qual será utilizado nas experiências.

5 - Aqui, a pessoa a realizar a experiência, pode visualizar, ainda, uma animação

do contador, clicando em .

6 - Seguindo na mesma seta, surge uma pequena descrição sobre cada botão

constituinte do contador Geiger a ser utilizado.

7 - Avançando em , inicia-se a experiência “Determination of background

radiation”. Aqui, aparecem várias questões de escolha múltipla sobre precauções de

segurança requeridas, bem como o protocolo da experiência. Após dar todas as

respostas correctas, continua-se para a realização da experiência em “Go to

experiment”: surge um quadro, onde se deve clicar em para iniciar a

experiência, abrindo a janela Java.

8 - Quando se inicia a experiência virtual, surge uma imagem do contador.

Figura 2 - Ambiente de trabalho da experiência “Determination of background

radiation”.

9 - Para iniciar a experiência, deve-se clicar nos botões do contador,

seguindo a sequência:

1º Power

2º Test

3º Count – iniciam-se as contagens, e ao fim de 1 minuto ouve-se um sinal sonoro

4º Reset – anota-se o valor obtido

5º Repete-se os passos 1,2,3 e 4 (pelo menos durante 5 minutos)

Questão 1: Qual é a actividade média de fundo? O que é que ela

representa?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Questão 2: Será que esta actividade deve ser tida em conta nas

seguintes experiências?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

10 - Avançando, surge a segunda experiência, “ Determination of effect of

distance on intensity of radiation”, com uma questão, o protocolo e ainda uma breve

explicação sobre o tratamento de resultados que deverá ser efectuado.

Figura 3 - Página da experiência “Determination of effect of distance on intensity of

radiation”

11 - Após resposta correcta à questão, pode avançar-se em “Go to experiment”:

surge um quadro, onde se deve clicar em para iniciar a experiência,

abrindo a janela Java.

Figura 4 - Ambiente de trabalho da experiência “ Determination of effect of distance on

intensity of radiation”

12 - Para prosseguir, deve clicar-se nos seguintes botões do contador:

1º Power

2ºTest

3º Definir distância: 1 cm

4º Count – anota-se o valor após sinal sonoro

5º Repetem-se os passos 1, 2, 3 e 4.

Questão 3: Qual é o efeito da distância da amostra ao detector na

intensidade da radiação?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

13 - Avançando em , surge a página da terceira experiência, “Half-life of

short-lived radioisotope”, com uma descrição sobre os radioisótopos a utilizar e o

protocolo da actividade. Neste, a pessoa que está a realizar a experiência, tem a

possibilidade de visualizar três vídeos, clicando em:

14 - Para prosseguir, clica-se de novo em “Go to experiment”: surge um quadro,

onde se deve clicar em para iniciar a experiência, abrindo a janela Java.

Figura 5 - Ambiente de trabalho da experiência “Half-life of short-lived

radioisotope”

15 - Para realizar esta experiência, deve-se clicar em:

1º Power

2º Test

3º Prepare new sample: inicia-se a contagem do tempo

4º Count: anotar o valor da contagem após ouvir um sinal sonoro

5º Aguardar um minuto (ver no relógio)

6º Iniciar nova contagem

7º Repetir os passos cerca de 6-10 vezes

16 - De seguida, volta-se à página da experiência. Nesta surge, ainda, algumas

questões de escolha múltipla. Só depois das respostas correctas se pode avançar em “Go

to result and calculation”.

Questão 4: O que é o tempo de semi-vida de um radioisótopo?

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Questões de pesquisa livre na Internet

1. Quais os cientistas que mais contribuíram para a descoberta da radioactividade?

2. Que tipos de radiação ionizante existe?

3. Quais os efeitos da interacção da radiação com a matéria?

4. Quais os efeitos da radiação no ser humano?

5. O que é a energia nuclear?

6. Que outros tipos do contador, para além do contador Geiger-Muller, nos

permitem detectar radiação?

Para responder a estas questões, podem consultar-se alguns sites.

Além de outros considerados oportunos, sugerem-se os que se encontram no ponto

seguinte.

Sites sobre Química Nuclear:

http://fortran.dec.uc.pt/~miguelc/enuclear.htm


http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Fsica_Moderna/FModerna.htm

http://fisica.fc.ul.pt/~mmartins/fatomica/pdf/deteccao.pdf

http://www.naturlink.pt/canais/Artigo.asp?iCanal=29&iSubCanal=3813&i

Artigo=4861&iLingua=1

Aprender mais….

Consulte o site http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/lucia/qnes/index.html e explore-

o para tornar o desafio de compreender os conceitos associados à Química Nuclear

ainda mais motivante. Nele poderá encontrar vários jogos: “Jogo das Adivinhas”,

“Crucigramas”, “WebQuest”, “Sopa de Letras” e “Jogo dos Pares”.

Bom Trabalho!!!

http://fortran.dec.uc.pt/~miguelc/enuclear.htm


http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Fsica_Moderna/FModerna.htm

http://fisica.fc.ul.pt/~mmartins/fatomica/pdf/deteccao.pdf

http://www.naturlink.pt/canais/Artigo.asp?iCanal=29&iSubCanal=3813&iArtigo=4861&iLingua=1

http://www.naturlink.pt/canais/Artigo.asp?iCanal=29&iSubCanal=3813&iArtigo=4861&iLingua=1


______________________________________________________________________

ANEXO VI ______________________________________________________________________

Guião da entrevista

Guião da entrevista

Parte I – Identificação do entrevistado

1. Que idade tem? (registar sexo masculino ou feminino)

2. Em que escola se encontra a trabalhar neste momento?

3. Qual é a sua categoria profissional e o seu tempo de serviço?

4. No seu curso universitário recebeu formação académica suficiente para leccionar o

tema “Química Nuclear”?

5. Lecciona ou já leccionou o tema “Química Nuclear”?

6. Se já leccionou, antes de leccionar este tema sentia-se preparado/a para o fazer?

7. Se ainda não leccionou, sente-se preparado/a para o fazer?

8. Considera positiva a introdução, nos novos programas, dos temas de “Química

Nuclear”?

Parte II – Relação do entrevistado com as novas tecnologias de informação e

comunicação

9. Costuma usar Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) nas suas aulas?

10. Se a resposta anterior foi sim, qual o seu grau de “segurança” e “à vontade” no

manuseamento das TIC?

11. Que tipo de constrangimento associa ao uso das TIC, em geral? E da química em

particular?

Parte III – Apreciação do software educativo

12. Considera que estes recursos digitais são uma ferramenta útil na introdução do tema

química nuclear?

13. Gostou dos recursos?

14. Refira pontos fracos e pontos fortes.

15. Achou que era fácil usar o recurso?

16. O que mudava neste recurso?

17. Quer apresentar algumas melhorias a introduzir?

18. Vê estes recursos mais usados em casa pelos alunos, na aula, em grupos, ou em

aula centrada?

19. Já realizou alguma experiência de “Química Nuclear” com os seus alunos?

20. Se tivesse disponível na sua escola um contador G.M., utilizaria e realizaria

actividades nas suas aulas?

______________________________________________________________________

ANEXO VII ______________________________________________________________________

Transcrição das entrevistas

Docente 1

(sexo masculino)


1. Que idade tem?

Tenho 30 anos.


Neste momento lecciono na escola secundária João Gonçalves Zarco em

Matosinhos.


Sou contratado e o meu tempo de serviço antes da profissionalização é de 365

dias e depois da profissionalização é de 897 dias.



Não, no meu curso, Química ramo Educacional, existia a cadeira de Química

Nuclear mas era opcional e portanto não tive oportunidade, pois não foi uma das minhas

opções!


Sim, no ano lectivo de 2003/2004 leccionei o décimo ano de escolaridade,

programa novo, e abordei de forma sucinta este tema com os alunos.


Não, o meu conhecimento na altura resumia-se mais a cultura geral do que

propriamente a conhecimento científico.


_________________________________________________________


Nuclear”?

Sim, porque é algo que os alunos ouvem no seu dia-a-dia sem, por vezes, terem a

mínima noção do que se trata. Já ouviram falar em energia nuclear, nas várias aplicações

na medicina, etc.


comunicação


Sim, sempre que se torna oportuno utilizo.



Conhecimento ao nível do utilizador.


particular?

Infelizmente a maioria das escolas, ou pelo menos as escolas onde leccionei,

ainda não estão dotadas de material informático suficiente para que possa ser utilizado na

sala de aula.

Ao nível da química considero que o software existente não tem a qualidade nem a

diversidade que lhe seria exigida. Existe umas animações interessantes mas não passa

disso.



química nuclear?

Sim, aliás este tema apropria-se ao uso dos recursos digitais mas, como disse

anteriormente, tem de haver uma maior diversidade e qualidade nos recursos existentes.


Do recurso associado a este trabalho? Sim pareceu-me muito interessante porque

aborda o tema de uma forma clara e objectiva. Penso que é um bom recurso de pesquisa e

aplicação do conhecimento para os alunos.


Como disse anteriormente a forma como está estruturado é muito interessante.

Gostei particularmente da web-quest e dos jogos porque acho que permite aos

alunos avaliarem o seu conhecimento acerca do tema.


Sim, é linear.


Eu confesso que não explorei muito bem o site da ligação externa e por isso

achava interessante explorarem aplicações da química nuclear no dia-a-dia.


aula centrada?

Na aula em que o professor deverá tem um papel de orientador para os alunos não

dispersarem. Em casa, como considero este tema interessante, acho que haverá uma

grande receptividade por parte dos alunos.


Não, o programa de décimo ano aborda este tema com o objectivo dos alunos

perceberem a formação dos elementos e portanto não tive a necessidade de realizar

qualquer experiência mas, também se o tivesse de fazer tal não era possível porque a

escola não tinha material para realizar as experiências.

19.Se tivesse disponível na sua escola um contador G.M., utilizaria e realizaria


A escola onde estou actualmente tem contadores e G.M. e portanto se estivesse a

leccionar química de 12º ou física de 12º claro que utilizaria esses recursos.

Docente 2 (Sexo feminino)


1. Que idade tem?

Tenho 27 anos.


Na Escola secundária professor Dr. Flávio Pinto Resende em Cinfães.


Contratada, e tempo de serviço de 2 anos com estagio incluído.



No decorrer do curso apenas tivemos algumas noções, apesar de haver uma

disciplina do curso inteiramente dedicada à química nuclear. Esta é opcional e não fez

parte da minha escolha.


Ainda não leccionei porque esse tema é abordado com mais profundidade no 10º e

12º ano e durante o tempo que dei aulas ainda não tive nenhum desses anos.


__________________________________________________________


Sim, claro. Apesar de ainda não ter leccionado já tive contacto com os conteúdos.


Nuclear”?

Na minha opinião acho bastante positivo. É um tema que a cada dia que passa lhe

é dada mais importância.


comunicação


Sim, sempre que é possível coordenar com o tema em estudo.



No início foi complicado mas agora sinto-me bastante à vontade e segura.


particular?

De um modo geral acho que o único constrangimento é a falta de recurso que existe

nas escolas. Em relação à química, é completamente diferente de se realizar uma

actividade prática onde todos os alunos têm contacto com a actividade. Como por vezes

na sala existem poucos computadores tem que ser o professor a demonstrar o recurso

quer à Internet ou até mesmo um software.



química nuclear?

Penso que são bastante úteis, cria motivação nos alunos para o estudo do tema e

isso é sem dúvida importante.


Sinceramente, Sim.


Talvez inserir mais questões no “Quiz”. O ponto mais forte será na minha opinião

o recurso ao laboratório virtual.


Sim está simples, de fácil percepção, e apresenta boa organização entre os

diferentes conteúdos.


Não faria qualquer alteração, penso que está bastante bom


Como disse apenas colocaria mais questões acerca do tema. Mas não faria mais

alterações.


aula centrada?

Depende muito do modo como a aula estiver planificada e claro também do tipo de

alunos que se tem. Mas penso que pode ser utilizado em qualquer um dos contextos

apresentados, mas preferencialmente em aula, pois compensa a impossibilidade de se

realizar experiências neste tema.


Como já tinha dito ainda não leccionei este tema, por isso não tive possibilidade

de realizar qualquer experiência.



Se estivesse disponível, claro que sim.



1. Que idade tem?

26 anos.


Centro de Formação Profissional do Porto


Contratada com 651 dias de serviço.



Não.


Não, só em explicações.


__________________________________________________________


Não.


Nuclear”?

Sim, mas nas faculdades deviam formar melhor os alunos nesta área.


comunicação


Sim, sempre que me é permitido.



Tenho bastante à vontade a lidar com computador e projector multimédia.


particular?

Falta de meios nos estabelecimentos de ensino, nem sempre haver material

disponível. Relativamente ao uso das TIC no química penso que deveriam haver mais materiais

disponíveis, quer na Internet, quer nos estabelecimentos de ensino



química nuclear?

Sim, muito útil.


Sim.


Pontos fortes: abordar um tema bastante actual, ser bastante simples de utilizar e

possuir bastante diversidade de “tarefas”. Relativamente a pontos fracos não tenho nada

a apontar.


Sim, bastante acessível.


Talvez associasse um vídeo, por exemplo, de produção de energia nuclear numa

central.


Como já referi, talvez a introdução de alguns vídeos e simulações.


aula centrada?

Penso que se for bem orientado pelo professor pode-se tirar partido de todas as

situações.


Não, pois nunca leccionei o tema.



Penso que sim, era uma questão de estudar bem o aparelho e avaliar se existe

algum perigo para os alunos.

Docente 4 (Sexo Feminino)


1. Que idade tem?

58 Anos


Grande Colégio Universal


Efectiva – Nível A1 – 34 Anos de serviço



Não, de facto não recebi!


Sim, já leccionei. Quer no 10º ano, quer no 12º ano.


Razoavelmente preparada…


________________________________________________________________


Nuclear”?

Sim, é positivo, pois é um tema bastante actual e com diversas aplicações.


comunicação


Por vezes, sempre que considero útil. Depende também do tipo de turma e ano de

escolaridade.



Razoável.


particular?

Nenhum constrangimento. Penso que, cada vez mais, esses constrangimentos

estão a desaparecer.



química nuclear?

Sim, muito útil.


Alguns.


Pontos fracos: são um pouco repetitivos.

Pontos fortes: são objectivos e concisos


Sim, muito fácil.


Maior diversidade, talvez incluísse uns vídeos ou simulações.


Não. Acho que já referi na questão anterior!


aula centrada?

Em casa pelos alunos.


Não, nunca tive oportunidade.



Não, pois não me sentiria à vontade para o fazer e talvez não fosse muito seguro.

Docente 5

(Sexo feminino)



25


Colégio de Lamego


Sou contratada (tenho 366 dias antes da profissionalização e 366 dias após a

profissionalização).



Sim, penso que recebi, não muita, mas a suficiente.


Ainda não.


__________________________________________________________


Sim, penso que estou suficientemente preparada, até porque fui dando algumas

explicações o que me ajudou a fazer uma auto-preparação, digamos assim.


Nuclear”?

Sim, muito positiva.


comunicação


Sim, costumo utilizar.



É bom, mas estou a aperfeiçoar com o tempo!


particular?

O meu maior constrangimento surge na montagem do equipamento (Data Show) a

qual também “rouba” algum tempo à aula.

Outro constrangimento relaciono com a distracção por parte dos alunos que por

vezes acabam por dispersar



química nuclear?

Sim, considero útil.


Sim, bastante!


Para já, só vejo pontos fortes: motivação e interesse dos alunos pela disciplina,

interactivo e bastante simples, acessível!


Sim, muito fácil.


Nada!!


Não!


aula centrada?

Principalmente em casa ou em aula centrada.

19. Já realizou alguma experiência de “Química Nuclear” com os seus alunos? Não, não

tive oportunidade.



Sim, mas teria que me preparar primeiro!! Se considerasse seguro e prático,

concerteza que realizaria.




31.


É relevante? Não respeita o anonimato…


PQND e oito anos de serviço.



Não na licenciatura.


Não.


____________________________________________________________________


Sim.


Nuclear”?

Sim.


comunicação


Não (talvez fosse melhor questionar quanto a frequência do uso das TIC, porque

costuma soa a um hábito).



___________________________________________________________________


particular?

Consome tempo (liga e não liga computador, projector que não funciona, sala de

computadores nem sempre disponível e para alunos que se distraem facilmente pode ser

mais um motivo para se distraírem).



química nuclear?

Sim.


Sim.


Ponto fraco: introdução demasiado sucinta. Ponto forte: a actividade proposta

para os alunos – WebQuest.


Sim.


A introdução.


Não.


aula centrada?

Em grupos.


Não.



Talvez. Dependeria das condições, tempo para o cumprimento de programa,

existência de laboratório e material adequado.

Docente 7

(Sexo Feminino)



51 anos


Escola Secundária Aurélia de Sousa


Professora do quadro de nomeação definitiva. 19 anos.



Acho que não.


Não



Não sei.


Nuclear”?

Talvez.


comunicação


Muito pouco.



Não me sinto muito à vontade.


particular?

Não ter grandes conhecimentos relativamente ao uso das TIC.



química nuclear?

Sim, sem dúvida


Sim, bastante!


Pontos fracos: não sei…eu não aponto nenhum!

Pontos forte: ser muito acessível, para todos os alunos.


Sim, muito fácil.


Não mudava nada!


Não, como já disse.


aula centrada?

Dependendo da situação poderão ser usados em qualquer uma das hipóteses.


Não



Talvez.

Docente 8

(Sexo Feminino)



56 anos.


Escola Secundária Aurélia de Sousa


Professora do quadro de nomeação definitiva.



Não me recordo, mas penso que não


Sim, conceitos básicos.


Não



Nuclear”?

Sim, considero muito positiva.


comunicação


Não, não costumo.




particular?

O constrangimento associa-se, essencialmente, à falta de computador para todos os

alunos da turma.



química nuclear?

Sim


Sim, bastante.


Fortes: o “hipertexto” e os “jogos”, Fracos: Na introdução só referirem reacções

de fusão nuclear.


Sim, muito fácil!


O ponto fraco…


Não.


aula centrada?

Em casa, pelos alunos. Parece-me divertido!


Não



Sim, se o soubesse utilizar correctamente.