Proposição de uma atividade lúdica com abordagens históricas
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Proposição de uma atividade lúdica com abordagens históricas
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO – UFOP INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO QUÍMICA LICENCIATURA A Construção da Tabela Periódica: Proposição de uma atividade lúdica com abordagens históricas AUTOR: Paulo Henrique Fabri ORIENTADOR: Gilmar Pereira de Souza Ouro Preto, 09 de setembro de 2013 TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO QUÍMICA LICENCIATURA A Construção da Tabela Periódica: Proposição de uma atividade lúdica com abordagens históricas Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) apresentado como requisito parcial à conclusão da disciplina Estágio Supervisionado IV do Departamento de Química do Instituto de Ciências Exatas e Biológicas da Universidade Federal de Ouro Preto. AUTOR: Paulo Henrique Fabri ORIENTADOR: Gilmar Pereira de Souza Ouro Preto, 09 de setembro de 2013 ii F124c Fabri, Paulo Henrique A construção da tabela periódica [manuscrito]: proposição de uma Atividade lúdica com abordagens históricas / Paulo Henrique Fabri. – 2013. 54 f.: il.: grafs.,tabs.,mapas Orientador: Gilmar Pereira de Souza Monografia (Graduação) – Universidade Federal de Ouro Preto. Instituto de Ciências Exatas e Biológicas. Departamento de Química. 1. Tabela periódica (Química) 2. Química-Licenciatura 3. Jogos Educativos 4. Ciência-História I.Universidade Federal de Ouro Preto. Instituto de Ciências Exatas e Biológicas. Departamento de Química. II. Título. CDU: 54 Fonte de catalogação: [email protected] iii “Quem planeja a curto prazo deve cultivar cereais, a médio prazo, deve plantar árvores; a longo prazo, educar homens.” Kwantsu. iv Agradecimentos Diante de mais uma etapa concluída, tenho muito a agradecer, pois dificilmente eu teria chegado até aqui se não tivesse contado com o apoio fundamental de pessoas, as quais colaboraram em diversos sentidos e viabilizaram, assim, a efetivação desta vitória. Primeiramente, eu agradeça a Deus por me permitir chegar até aqui e por jamais me desamparar. Aos meus pais, Antônio e Maria, pela amizade, pelo carinho e, principalmente, pela força e apoio incondicionais, com os quais sempre pude contar. Às minhas irmãs que, de modo geral, sempre acreditaram em mim. À Damaris, por toda paciência, compreensão incondicional e por tornar tudo mais fácil com o seu apoio, carinho e companheirismo. À professora Kristianne Lina Figueirêdo pela paciência e pela orientação inicial do trabalho. Ao professor Gilmar Pereira de Souza por compreender minha situação e por se disponibilizar a me orientar na fase final do trabalho, mesmo já estando envolvido com outras muitas atividades. Ao professor Cláudio Gouvêa dos Santos pela disposição em participar da banca avaliadora e pelas considerações críticas feitas a esse trabalho. Enfim, agradeço a todos aqueles que, direta e indiretamente, contribuíram para a realização deste trabalho. v Resumo No presente Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) foi proposto um material didático direcionado para o primeiro ano do Ensino Médio, sobre o tema a construção da Tabela Periódica. Para a elaboração desse material, fez-se uso de alguns recursos, tais como, aspectos históricos da química e atividades lúdicas. Fez-se uma busca na literatura a respeito desses recursos didáticos para que a proposta fosse apresentada de uma forma que pudesse contribuir na construção do conhecimento por parte dos alunos. Cada atividade foi montada com a finalidade de proporcionar o entendimento do tema estudado e contribuir no desenvolvimento de habilidades propostas pelos documentos oficiais. Algumas das habilidades que podem ser desenvolvidas na aplicação desse material são (i) a capacidade de comunicação, (ii) a expressão oral com correção e clareza, (iii) o trabalho em grupo, (iv) a interpretação de textos de interesse científico e tecnológico, (v) o reconhecimento do sentido histórico da ciência e da tecnologia, percebendo seu papel na vida humana em diferentes épocas, dentre outras. Como resultado desse trabalho, a proposta didática elaborada é constituída por cinco eventos, sendo desenvolvido no primeiro deles uma atividade em grupo, na qual os alunos devem organizar produtos de supermercado adotando, para isso, um critério lógico. Em seguida, no segundo evento, é proposta uma atividade em que os alunos devem adotar critérios para agrupar alguns elementos químicos, baseando-se em suas propriedades físico-químicas. Na sequência, são dadas aos grupos algumas tabelas periódicas de épocas distintas para serem analisadas e os alunos são solicitados a propor qual o critério utilizado pelo cientista na tentativa de organizar os elementos químicos. Dentro do contexto criado por essas atividades, no quarto evento será realizada a leitura e a reflexão de um texto que aborda aspectos históricos da organização dos elementos químicos. Por fim, no quinto evento, é apresentada aos alunos a Tabela Periódica atual e, partindo das discussões realizadas nos eventos anteriores, serão abordados os conceitos de família, período, elementos de transição, dentre outros. O material produzido não exige recursos físicos e materiais muito elaborados, pois é simples e de fácil acesso. Ele é um instrumento de aprendizagem que faz uso do lúdico e acredita-se que pode ser motivador a ponto de contribuir na construção do aprendizado de forma divertida e dinâmica. Palavras Chaves: Tabela Periódica, Aspectos Históricos da Ciência, Atividades Lúdicas. vi Índice 1 – Introdução ......................................................................................................................................... 1 2 – Objetivo da proposta ........................................................................................................................ 2 3 – Fundamentos teóricos ...................................................................................................................... 3 3.1– A relevância da Tabela Periódica no ensino da química ............................................................ 3 3.2– Os problemas atuais do ensino de Tabela Periódica ................................................................. 4 3.3– As novas tendências do ensino .................................................................................................. 6 3.4– Recursos didáticos que diversificam e potencializam o ensino da química .............................. 8 3.4.1 – Uma abordagem por meio de aspectos históricos da ciência....................................... 8 3.4.2 – Atividades Lúdicas como estratégia de ensino ........................................................... 10 4 – Caminho metodológico................................................................................................................... 12 5 – Resultados e discussões.................................................................................................................. 14 5.1 – 1º Evento: Atividade Lúdica: organizando produtos de supermercado. ................................ 14 5.2 – 2º Evento: Atividade Lúdica: organizando os elementos químicos. ....................................... 17 5.3 – 3º Evento: Atividade Lúdica: redescobrindo as tabelas propostas por cientistas. ................. 20 5.4 – 4º Evento: Reflexão sobre o texto “Evolução Histórica da Classificação dos Elementos”. ..... 22 5.5 – 5º Evento: Estudo da Tabela Periódica Atual. ......................................................................... 23 6 – Considerações finais ....................................................................................................................... 25 7 – Referências Bibliográficas ............................................................................................................... 26 8 – Apêndice.......................................................................................................................................... 29 9 – Anexo .............................................................................................................................................. 46 vii Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 1 – Introdução Há algumas décadas, o ensino médio era caracterizado pelo seu perfil descontextualizado e compartimentalizado, era baseado no acúmulo de informações por meio de mera memorização e havia pouca ou nenhuma interdisciplinaridade. Como consequência, essa forma de ensino pouco contribuía no sentido de tornar os alunos cidadãos mais conscientes, críticos e atuantes em sua sociedade (OSBORNE, 2007). Embora pouco dessa realidade tenha mudado, importantes iniciativas já foram tomadas por órgãos governamentais e por pesquisadores da área de ensino de ciências, na tentativa de reverter esse quadro. Atualmente, diversos documentos oficiais estabelecem diretrizes mais amplas para o sistema de ensino brasileiro, segundo as quais o mesmo deve proporcionar ao aluno muito mais do que o preparo para uma vida profissional, como também deve habilitá-lo a atuar na sociedade em que vive de forma consciente e crítica (BRASIL, 1996; 1999; 2000; MINAS GERAIS, 2006). Nesse sentido, pesquisadores e professores da área de ensino de ciências têm buscado novas metodologias e estratégias de ensino que sejam acessíveis, modernas, de baixo custo e que, ao mesmo tempo, motivem a aprendizagem e a torne mais efetiva (p. ex., TRASSI, CASTELLANI, GONÇALVES e TOLEDO, 2001; JUSTI e MENDONÇA, 2008; GODOI, OLIVEIRA e CODOGNOTO, 2010). No caso do ensino de química, esse quadro ainda é agravado pelo fato de se tratar de uma disciplina que exige alto grau de abstração, o que representa uma grande dificuldade para muitos alunos e, até mesmo, para professores. Se não houver meios que facilitem a construção dos conhecimentos químicos, tanto o aprendizado como o interesse dos alunos pela disciplina podem ficar comprometidos, assim como a motivação e a realização do professor enquanto profissional (SILVA e SILVA, 2008). Dentro desse contexto, a maneira como os conceitos relacionados ao tema Tabela Periódica vêm sendo abordados não consente com as premissas atuais do ensino. Tradicionalmente, no estudo desse conteúdo, se prioriza a memorização de regras tendo como única finalidade a resolução de problemas por meio de algoritmos, sem levar em consideração as propriedades dos elementos químicos as quais, de fato, regeram todo o 1 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri processo de construção da Tabela Periódica (TRASSI et al., 2001; PIRES, MOREIRA e GONDIM, 2008). Com base em todo o exposto e na minha vivência como professor de Química do Ensino Médio, vejo a necessidade de uma mudança nas estratégias didáticas utilizadas para o ensino de Tabela Periódica, pois, de uma maneira geral, os alunos tendem a ter dificuldades para entender a organização dos elementos e para perceber a importância e a grandiosidade de informações que se encontram na Tabela. O ensino desse tema, utilizandose de atividades lúdicas e, principalmente, por meio de uma abordagem histórica, pode levar o aluno a perceber como se dá o processo da construção da ciência, ajudando-o a compreender o papel da química na sociedade em que vive (TRASSI et al., 2001). 2 – Objetivo da proposta A Tabela Periódica representa um grande símbolo da Química e se estabelece como sendo uma ferramenta didática fundamental para o ensino dessa ciência (TOLENTINO, ROCHA-FILHO e CHAGAS, 1997). Abordar o seu ensino por meio da evolução da organização dos elementos químicos é ensinar ao aluno como se deu o desenvolvimento da ciência pelo homem. Com isso, o aluno compreende a realidade e o papel da Química, o que não ocorre quando as informações são passadas de forma passiva aos estudantes (TRASSI et al., 2001). Em virtude dessas observações, que também são recorrentes na literatura da área (p. ex, TRASSI et al., 2001; SILVA et al., 2008) e do incômodo que sinto em ensinar esse tema sem ver o retorno de uma aprendizagem efetiva por parte dos alunos, proponho, nesse Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), um material didático diferenciado, especialmente direcionado para o primeiro ano do Ensino Médio, que aborda o tema: A Construção da Tabela Periódica. Essa proposta didática é fundamentada numa perspectiva construtivista e tem como objetivo a elaboração de um material que contribua para que os alunos compreendam melhor a importância da Tabela Periódica e de sua construção, facilitando o entendimento da organização dos elementos químicos. Para isso, faz-se uso de (i) aspectos históricos da Química, demonstrando a evolução do conhecimento científico (BORTOLLOTO e 2 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri CHIERENTIN, 2009; PIRES, 2001) e (ii) atividades lúdicas, que podem facilitar o aprendizado de conceitos, estimular a interação entre pares e contribuir para o desenvolvimento de habilidades, por exemplo, a capacidade de comunicação, a expressão oral com correção e clareza, usando a terminologia correta, o trabalho em grupo, dentre outras (BRASIL, 2000; GODOI et al., 2010). 3 – Fundamentos teóricos 3.1 – A relevância da Tabela Periódica no ensino da química O desenvolvimento de toda sociedade está ligado aos avanços tecnológicos. A cada dia, surge a necessidade de se melhorar as tecnologias e os materiais utilizados no cotidiano (BRASIL, 2000), em cujo processo de evolução, a Química é imprescindível. Dessa forma, fica cada vez mais visível a necessidade de se adquirir conhecimentos básicos de Química para que haja um aumento na participação da sociedade nesse processo, assim como o seu entendimento (FERNANDES, 2011). Alguns conhecimentos básicos de Química, importantes no ensino, estão relacionados à ferramenta, que também é um símbolo da Química, conhecida como Tabela Periódica. Essa ferramenta tem um valioso caráter didático, uma vez que pode contribuir para o desenvolvimento de habilidades sugeridas pelos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), tais como, compreensão e formulação de modelos e interpretação e criação de gráficos e tabelas (TOLENTINO et al., 1997; GALAGOVSKY, GIACOMO e CASTELO, 2009). A Tabela Periódica é uma das maiores simplificações da ciência de todos os tempos, sendo importante para a Química e o seu ensino (JÚNIOR, 2010). Nela, se encontram todos os elementos químicos conhecidos, organizados de acordo com a periodicidade de suas propriedades químicas e físicas. A compreensão do comportamento da natureza pode ser facilitada quando se tem um bom conhecimento dessas propriedades e suas interações. Além disso, há uma correlação direta dessas com os conceitos de ligações químicas, propriedades dos materiais, estruturas e geometria das moléculas, reatividade dos 3 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri elementos, reações químicas, dentre outros. O entendimento desses conceitos pode levar a formação de um indivíduo mais consciente e capaz de compreender de forma adequada e satisfatória os fenômenos naturais que os cercam (FERNANDES, 2011). 3.2 – Os problemas atuais do ensino de Tabela Periódica A Química é vista pela grande maioria dos estudantes como sendo uma disciplina de difícil compreensão. Muitos desses alunos demonstram desinteresse pela mesma e não sabem a finalidade de se estudá-la e aprendê-la (SILVA et al., 2008). A literatura tem apontado que esse fato é decorrente de um ensino tradicional, no qual se prioriza apenas aspectos conceituais, a transmissão de conhecimentos, a definição de leis, a utilização de regras para a memorização de conteúdos isolados, tal que esses não apresentam relações entre si nem com as transformações da natureza (TRASSI et al., 2001). Como consequência, essa prática de ensino vem sendo muito questionada, uma vez que a mesma não leva em consideração o processo de construção do conhecimento químico por parte do aluno (FONSECA, 1999). Além disso, no mundo atual, tem-se presenciado grandes transformações tecnológicas nos sistemas produtivo, industrial e agrícola. Cada vez mais é exigido do ser humano capacidade de resolução de problemas complexos, nos quais se consideram aspectos políticos, culturais, sociais, econômicos e ambientais. Para tal capacidade, os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), no que diz respeito às Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias, enfatizam alguns pontos que o aprendizado de química deve proporcionar aos alunos do Ensino Médio. Dentre eles, destacam-se a capacidade de (i) compreender as transformações químicas que ocorrem em seu cotidiano e (ii) desenvolver habilidades que o permitirão atuar no meio em que vive de maneira crítica e consciente, tomando decisões e agindo de forma autônoma (BRASIL, 2000). Para que o aluno desenvolva essas capacidades, os PCN (BRASIL, 2000) orientam e destacam a necessidade de um ensino mais contextualizado e interdisciplinar. No entanto, estudos demonstram (p. ex., JUNIOR, 2010; RAMOS, 2004) a dificuldade, por parte dos professores, de se utilizar desses recursos como uma ferramenta didática para o ensino. 4 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Quando se trata do estudo da Tabela Periódica, é observado um grande enfoque nas propriedades periódicas, como por exemplo, o raio atômico, afinidade eletrônica, potencial de ionização e eletronegatividade, deixando de lado alguns conteúdos relevantes, como por exemplo, a ocorrência dos elementos químicos, suas propriedades e aplicações na sociedade atual (BRASIL, 2000). Observa-se que os estudantes têm dificuldade em compreender as propriedades periódicas dos elementos, não entendem o “como” e o “porquê” de tal disposição dos elementos em uma tabela e qual a relação de suas propriedades com a formação de substâncias. Essa dificuldade, aliada a uma forma abstrata de abordar esse conteúdo em sala de aula, faz com que os alunos passem a utilizar o recurso da memorização, decorando as informações mais relevantes, com a finalidade de serem aprovados em algum tipo de avaliação. Estudos mostram que esse recurso não contribui no desenvolvimento de habilidades desejáveis e recomendadas pelos PCN (GODOI et al., 2010; TRASSI et al., 2001; FERNANDES, 2011). Percebe-se que o ensino atual da Tabela Periódica é baseado na utilização de regras, fugindo das orientações educacionais atuais. Alguns dos motivos que levam a uma abordagem tradicional do ensino podem ser (i) a grande quantidade de conteúdo que se deve cumprir durante o ano letivo, o que dificulta uma melhor qualidade do ensino desses; (ii) uma formação não adequada de professores, isso é, cursos de licenciatura que não estão se adequando às novas tendências do ensino e/ou discentes que não se preocupam em melhorar sua formação; (iii) uma descontextualização do ensino, tornando-o desvinculado do cotidiano do aluno e gerando um desinteresse pela disciplina (PIRES et al., 2008; JUNIOR, 2010). Nesse contexto, é necessário que, ao se estudar o tema Tabela Periódica, o faça de modo que leve em consideração os interesses dos estudantes e da comunidade em sua volta, proporcionando o desenvolvimento de competências que poderão levar os alunos a terem uma participação mais ativa na sociedade. Dessa maneira, não se deve estudar o conteúdo de forma isolada, como se todo o conhecimento surgisse repentinamente e sem muito esforço por parte dos cientistas. Um caminho importante para uma melhor compreensão da Tabela Periódica se dá por meio da utilização de uma contextualização histórica da mesma, pois, isso pode fornecer uma melhor compreensão de sua própria 5 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri organização e proporcionar uma maior criatividade dos alunos em apresentar novas maneiras de se organizar os elementos químicos (RAMOS, 2004). 3.3 – As novas tendências do ensino Há algum tempo, a dificuldade de aprendizagem dos conceitos químicos e o desinteresse da maioria dos alunos por essa disciplina é algo que tem intrigado professores e pesquisadores em educação no mundo todo. Na busca por alternativas que permitam reverter esse quadro, várias pesquisas vêm sendo desenvolvidas, as quais apontam muitas causas que têm contribuído para a atual situação em que se encontra o ensino de química (BORTOLLOTO et al., 2009). Dessas, é interessante observar que a grande maioria converge para um ponto, ou seja, a forma como os conceitos dessa disciplina vêm sendo abordados na maioria das salas de aula. Segundo Trindade (2009), no sistema tradicional de ensino, acredita-se que os conteúdos a serem ensinados são transmitidos aos alunos pelo professor, o qual, nessa perspectiva, é visto como um ser detentor do poder que tem a função de transmitir seus conhecimentos ao aluno e a obrigação de cobrá-los tal qual esses lhes foram passados. Dessa forma, passivamente, os alunos recebem uma quantidade maciça de informações, fórmulas, símbolos e equações que precisam ser memorizados com o único propósito de serem re-expressos em um momento de avaliação. Como consequência desse perfil de ensino, tem-se um aprendizado totalmente distante da realidade dos alunos e que muito pouco tem contribuído para a formação de cidadãos conscientes e críticos que sejam capazes de atuar na sociedade em que vivem com os conhecimentos e as habilidades desenvolvidas no ambiente escolar (SASSERON, NASCIMENTO e CARVALHO, 2009). Nessa forma descontextualizada de ensino, os conteúdos ficam fragmentados, sem apresentar inter-relações com os demais temas ensinados e, muito menos, com o cotidiano do aluno (BORTOLLOTO et al., 2009; FARIAS, 2009; TRINDADE, 2009). Isso demonstra, portanto, o quão aquém tal perspectiva de ensino fica das premissas apontadas nos documentos oficiais para a promoção de uma formação mais ampla aos alunos (BRASIL, 1996; 1999; MINAS GERAIS, 2006). 6 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Com intuito de buscar uma melhoria para o aprendizado de química e de aumentar o interesse dos alunos pela disciplina, alguns pesquisadores têm apontado a adoção de algumas posturas diferenciadas que acreditam propiciar resultados mais satisfatórios (MORTIMER, 1996). Tais procedimentos consistem na mudança da forma como os conteúdos são abordados em sala de aula. Essa nova tendência de ensino, denominada por especialistas da área como construtivista, propõe que o conhecimento seja construído com base na relação do mesmo com a realidade dos alunos, valorizando e aprofundando o que eles já sabem (FARIAS, 2009). Sob esse ponto de vista, o professor deixa de simplesmente transmitir seus conhecimentos para os alunos e passa, então, a ser um mediador no processo de construção do mesmo. Com isso, o papel do aluno também se modifica, o qual deixa de ser um sujeito passivo que apenas recebe e reproduz as informações recebidas e passa a ter uma função mais ativa, na qual o mesmo é a peça fundamental (MACIEL e MENEZES, 2009). À medida que se propõe ao aluno um processo de aprendizagem em que a atuação do mesmo é fundamental, faz-se com que esse seja estimulado a aprender a aprender, ou seja, ele não aprende apenas os conhecimentos em si, mas aprende também sobre o seu processo de construção. Isso resulta em uma aprendizagem mais efetiva e duradoura, pois, havendo a necessidade de retomar esses conhecimentos em qualquer ocasião, os alunos são capazes de fazê-lo já que conhecem o caminho percorrido na construção dos mesmos (MORTIMER, 1996; FARIAS, 2009). Além disso, pelo fato dessa perspectiva de ensino colocar o aluno em uma posição mais ativa em seu processo de aprendizagem e por estabelecer relações entre os conhecimentos e a realidade do mesmo, ela favorece a utilização dos conhecimentos construídos pelos alunos em outros contextos. Isso é de extrema relevância e está de acordo com as premissas dos documentos oficiais, as quais recomendam que o sistema de ensino deve propiciar ao aluno uma formação que lhe permita atuar tanto no campo profissional quanto na sociedade em vive de forma participativa, crítica e consciente (MORTIMER, 1996). 7 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 3.4 – Recursos didáticos que diversificam e potencializam o ensino da química Dentro dessa perspectiva de se alcançar as novas tendências de ensino, muitos recursos didáticos vêm sendo reportados na literatura como importantes para se propiciar ao aluno uma formação mais ampla, tal como proposta nos documentos oficiais (BRASIL, 1996; 1999; MINAS GERAIS, 2006). Dentre eles destacam-se o uso de recursos de informática e multimídia em geral, jogos didáticos, experimentação em uma perspectiva investigativa, abordagem de aspectos da História da Ciência, analogias, modelos e modelagem, realização de estudos de caso etc (SOARES, 2004; BORTOLLOTO et al., 2009; GODOI et al., 2010). Das estratégias citadas, a seguir, é dada ênfase ao uso de aspectos históricos da ciência e atividades lúdicas, uma vez que essas ferramentas são fundamentais no desenvolvimento e na aplicação do material proposto no presente trabalho para o ensino do tema “A Construção da Tabela Periódica”. 3.4.1 – Uma abordagem por meio de aspectos históricos da ciência Dentre as estratégias propostas para se alterar o perfil do ensino de química tradicional e, assim, contornar seus efeitos negativos na aprendizagem dessa ciência, destaca-se a introdução de aspectos históricos como uma importante ferramenta para favorecer o ensino e o aprendizado dessa disciplina (TRINDADE, 2009). Segundo Bortolloto e Chierentin (2009), tal abordagem realiza um papel fundamental na contextualização dos conceitos de química, uma vez que favorece a aproximação dos mesmos à realidade dos alunos. Baseando-se em Matthews (1995), pode se afirmar que essa aproximação é promovida pelo uso da História da Ciência por: (i) Tornar a química mais motivadora e atrativa, pois faz com que as aulas fiquem mais desafiadoras e reflexivas; 8 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri (ii) Fazer a ciência mais humana, levando em consideração os interesses pessoais, éticos, culturais e políticos da comunidade, além de mostrar que o conhecimento científico não foi obtido de forma estanque, mas sim, que esse foi construído e negociado por seres humanos por meio de um processo lento e árduo; (iii) Promover uma compreensão melhor dos conceitos científicos, uma vez que pode contribuir para a superação da falta de significados resultante da mera transmissão mecânica de informações, fórmulas e equações; (iv) Auxiliar na compreensão de certos episódios que foram determinantes na História da Ciência, como por exemplo, o Darwinismo, a Revolução Científica etc; (v) Demonstrar que a ciência é instável e passível de mudanças, estando, por isso, o pensamento científico atual sujeito a transformações; (vi) Permitir uma correta compreensão do método científico. Além disso, voltando-se para a perspectiva de se promover uma formação mais ampla ao aluno, Sasseron, Nascimento e Carvalho (2009) destacam a importância do uso da História da Ciência na concepção de ensino que tem como objetivo a Alfabetização Científica. Esse processo auxilia o estudante a desenvolver a capacidade de organizar o seu raciocínio de maneira lógica, além de torná-lo mais consciente e crítico em relação a sociedade em que vive. Apesar de ter tantas vantagens associadas ao emprego de aspectos históricos, é importante ressaltar o cuidado que se deve ter ao levá-los para a sala de aula, a fim de se evitar abordagens errôneas ou distorcidas do que de fato ocorreu (SASSERON et al., 2009). Na tentativa de sustentar uma metodologia científica e/ou de simplificar conceitos, professores acabam por omitir, simplificar e até mesmo falsificar partes da História da Ciência, apresentando-a como original e verdadeira (MATTHEWS, 1995). Ainda segundo Matthews (1995), uma educação em ciências baseada na abordagem de aspectos históricos deve ser conduzida de forma contextualizada, ou seja, uma educação na qual se leva em consideração diversos contextos, tais como: ético, histórico, social, filosófico e tecnológico, isto é, esse ensino deveria ser, ao mesmo tempo, em e sobre ciências. 9 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 3.4.2 – Atividades Lúdicas como estratégia de ensino A Química, assim como outras ciências, é composta por símbolos, códigos e conteúdos abstratos. O ensino dessa disciplina pode-se tornar maçante e desinteressante para o aluno, principalmente quando se dá por meio da transmissão de regras, fórmulas e conteúdos prontos e acabados. Alguns recursos didáticos interessantes e que vêm se consolidando como uma forma de mudar essa realidade é a abordagem do conteúdo por meio de jogos didáticos e atividades lúdicas (LARA, 2005). Segundo Kishimoto (1994) e Soares (2004), os jogos didáticos no ensino tem a função lúdica, que promove a diversão, o prazer e até mesmo o desprazer e a função educativa, que tem como objetivo a construção de novos conhecimentos e a ampliação e/ou a reconstrução de conhecimentos já adquiridos pelo aluno. Dessa forma, é importante ter bem claro o que se quer obter quando se utiliza jogos didáticos em sala de aula, pois, dependendo da forma como é abordado, pode servir como apenas um simples treinamento (SOARES, 2004; LARA, 2005). Para que o jogo proposto pelo professor tenha um perfil lúdico é importante que a participação do aluno seja voluntária e prazerosa. Por sua vez, no que diz respeito à parte educativa, o jogo deve favorecer o aprendizado do estudante quanto ao conteúdo abordado. É fundamental que o professor, que propõe e/ou aplica uma atividade que envolva um jogo, mantenha as funções lúdica e educativa em constante equilíbrio durante a mesma, pois, quando há predominância do lúdico, o jogo deixa de ser educativo e passa a ser apenas um jogo. Por outro lado, se a maior parte da atividade for focada nos aspectos educativos, a proposta do jogo passa a ser apenas um material didático (KISHIMOTO, 1994). Soares (2004) também define Jogo e Atividade Lúdica como sendo: (i) O jogo, que também é uma atividade lúdica, contém regras claras e explícitas pré-estabelecidas por uma sociedade. É possível, nesse tipo de atividade, identificar uma estrutura sequencial que especifica sua modalidade. Pode-se citar como exemplo de jogo o futebol, o voleibol, o basquetebol, dentre outros. 10 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri (ii) A atividade lúdica é uma ação que promove o divertimento, despertando o interesse dos envolvidos na mesma. Esse tipo de atividade pode conter ou não regras pré-estabelecidas e é vista como sendo livre e voluntária. As atividades lúdicas têm a capacidade de serem simultaneamente agradáveis e sérias, ou seja, elas podem contribuir no processo de educação permitindo que o aluno interaja criticamente com colegas e professores, desenvolvendo seu raciocínio por meio de jogos, música, dança, teatro, filme, leituras, histórias, dentre outros (SÁ, 2010). Tanto jogos didáticos como atividades lúdicas podem propiciar ao aluno um desenvolvimento cognitivo, que é importante para a construção do conhecimento; promove uma socialização, pois, geralmente, são atividades em grupos; torna o estudante mais interessado, motivado por se envolver em ações desafiadoras e curiosas e, por sua vez, desenvolve a criatividade. Dessa forma, essas atividades são vistas como ferramentas de aprendizagem (MIRANDA, 2002). Desse modo, com base em todo o exposto, nesse trabalho conceitua-se o jogo como sendo uma atividade que contém regras explícitas que devem ser cumpridas para o seu desenvolvimento e atividade lúdica como sendo uma forma de estudo prazerosa e que desperta o interesse. Além disso, acredita-se que ambos têm um caráter educativo. 11 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 4 – Caminho metodológico Elaboração: Revisão Bibliográfica: Atividades Lúdicas: produtos de supermercado e elementos químicos. Atividade Lúdica: uma ferramenta para o ensino de ciência. As Tabelas Periódicas e a evolução Histórica da organização dos elementos químicos. Aspectos Históricos sobre a construção da Tabela Periódica. Proposta didática: A Construção da Tabela Periódica. Figura 1: Fluxograma metodológico do trabalho. Por meio do fluxograma esquematizado na Figura 1, é possível perceber que se fez a análise dos fundamentos teóricos durante toda a elaboração da proposta didática. Esse processo, de consulta à bibliografia e elaboração de cada etapa do material, se deu de forma cíclica e recorrente, até a produção do produto final. Inicialmente foram propostas duas atividades lúdicas, uma envolvendo produtos de supermercado e outra os elementos químicos. Para essas etapas, consultou-se a literatura no que diz respeito a jogos didáticos e atividades lúdicas, pois é importante saber em qual definição se enquadra cada uma delas e, com o auxílio dos subsídios teóricos, é possível 12 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri fazer modificações nas atividades até que as mesmas estejam de acordo com o que se pretende trabalhar. Em seguida, elaborou-se um texto a respeito dos aspectos históricos da construção da Tabela Periódica. Para tal, pesquisou-se alguns artigos, dissertações e teses que tratavam, de um modo geral, das descobertas e tentativas de organização dos elementos químicos ao longo dos séculos. Por último, criou-se, com o auxílio da literatura no que diz respeito a atividades lúdicas e aspectos históricos, uma atividade que envolve algumas Tabelas Periódicas propostas por diferentes cientistas. Contudo, é importante ressaltar que diversas modificações foram realizadas, à medida que necessário, em toda a proposta, sempre com o auxílio dos fundamentos teóricos, para que se obtivesse o produto final. Um esquema metodológico do material didático produzido é apresentado na Figura 2. Como o presente trabalho consiste na construção desse material, sua metodologia faz parte dos resultados. Diante disso, as discussões e sugestões de aplicação relacionadas ao produto final estão mais bem detalhadas no item 5 (cinco) desse trabalho. Proposta Didática: Tempo de duração do Evento: 1º Evento: Organizando os produtos do supermercado. Duas Aulas 2º Evento: Organizando os elementos químicos. Duas Aulas 3º Evento: Redescobrindo as Tabelas Periódicas. Uma Aula 4º Evento: Evolução Histórica da Classificação dos Elementos. Uma Aula 5º Evento: Estudo da Tabela Periódica Atual. Uma Aula Figura 2: Fluxograma metodológico da proposta didática. 13 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 5 – Resultados e discussões A estratégia didática construída no presente trabalho foi elaborada para ser aplicada no ensino da Construção da Tabela Periódica em turmas cujos alunos tenham conhecimento sobre os modelos atômicos, a estrutura do átomo, bem como, saibam distinguir átomos e elemento químico. Ela é apresentada a seguir conforme os eventos nas quais a mesma é subdividida e organizada. Na descrição de cada um desses eventos, encontram-se os respectivos objetivos, as atividades a serem desenvolvidas pelos alunos e orientações para auxiliar o professor no desenvolvimento do seu papel como mediador no processo de construção do conhecimento. 5.1 – 1º Evento: Atividade Lúdica: organizando produtos de supermercado. Essa atividade tem como objetivo fazer com que os alunos percebam a necessidade de organizar os produtos e como isso pode ser feito de diferentes formas por pessoas distintas. Fazer com que percebam que é necessário utilizar-se de alguns critérios, semelhanças para organizar, de modo a facilitar a localização do produto por outras pessoas dentro do supermercado. Para tal, os alunos devem ter noção sobre produtos que são frequentemente comercializados em supermercados, pois é importante que os alunos consigam estabelecer relações lógicas para organizar os produtos fornecidos fazendo com que esses sejam facilmente encontrados pelos clientes. Ao fazer suas organizações, os alunos partirão de critérios baseados nas características e semelhanças entre os produtos que lhes serão fornecidos de forma a determinar em quais grupos esses produtos ficarão. Dessa forma, esse evento foi divido em três etapas a serem seguidas pelo professor, que estão descritas abaixo. Após essa descrição, seguem sugestões de como pode ser aplicada a atividade e como o professor pode conduzir o fechamento da mesma. 14 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri a) Preparo do material a ser utilizado pelos alunos: Selecionar o nome de alguns produtos de Supermercado de diversos setores; Criar fichas contendo os nomes e um desenho ilustrativo dos produtos; Distribuir as fichas para os grupos de alunos junto com uma cartolina, cola, lápis de cor, giz de cera, dentre outros materiais que julgar relevante. b) Aplicação da atividade: Dividir a sala em 6 grupos, sendo dois grupos denominados de “A”, dois de “B” e dois de “C”; Distribuir um conjunto de fichas para cada grupo: O grupo B contém as mesmas fichas do grupo A e outras com a descrição de produtos extras; O grupo C contém as mesmas fichas do grupo B e outras com a descrição de produtos extras; Pedir aos grupos que organizem os produtos da forma como julgarem mais coerente, utilizando-se do material fornecido pelo professor ou os que forem necessários; Incentivar os alunos a organizar de forma criativa e não tentar copiar a forma como é feita no supermercado. c) Fechamento da Atividade: Cada grupo apresenta e explica a forma como organizou seus produtos, começando pelos grupos denominados de “A”, depois os de “B” e por último os grupos denominados de “C”; Discutir as diferenças e as semelhanças nas organizações (se não houver muita divergência, criá-las); Discutir as causas que os levaram a tal organização; Discutir a importância e as implicações da organização. Pode-se realizar esse evento em um tempo total de duas aulas, sendo a primeira aula destinada à aplicação da atividade e a segunda aula ao fechamento, que é intermediado 15 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri pelo professor. Para que esse tempo seja suficiente, é necessário que o professor inicie a aula com todo o material do aluno já preparado, ou seja, fichas impressas e recortadas, cartolinas, colas, lápis de cor, dentre outros, prontos para serem utilizados. O professor deve orientar os alunos a desenvolver a atividade no sentido de organizar os produtos de uma maneira lógica que permita a previsão de suas localizações e deixar que a participação dos mesmos seja espontânea e voluntária, não influenciando em suas respostas. Vencido o tempo destinado para que os alunos proponham suas organizações, o professor deve solicitar a cada grupo que exponha suas propostas e explique quais foram os critérios utilizados para tal organização. É importante que essa apresentação seja feita começando pelos grupos que dispõem de uma quantidade menor de produtos até aqueles que têm uma maior quantidade, ou seja, começando pelos grupos “A”, seguidos dos grupos “B” e por último os grupos “C”, pois, dessa maneira, as discussões geradas vão evoluindo das propostas mais simples para as mais complexas. À medida que os alunos forem apresentando suas propostas, o professor deve ir questionando-os sobre quais foram as causas que os levaram a adotar tais critérios de organização, em que ponto ela se diferencia ou se assemelha das demais, tanto do grupo que continha os mesmos produtos quanto dos grupos que continham mais ou menos produtos. Nesse momento, se as propostas dos grupos estiverem muito parecidas, o professor deve levantar algumas outras maneiras viáveis de organização para criar um ambiente propício à discussão sobre a possibilidade de dispor os produtos de diferentes formas que atendam ao objetivo proposto. Durante essa discussão, o professor deve estar atento para que o fechamento da aula seja feita no tempo determinado conduzindo os alunos a perceber a importância de organizar os produtos seguindo alguns critérios, além de notar que isso pode ser feito de diferentes formas por grupos de pessoas distintas. Nessa perspectiva, é válido extrapolar a discussão para o fato de, em geral, o ser humano ter a necessidade de se organizar, dentro de qualquer contexto, para tornar sua vida mais fácil. A aplicação desse evento pode proporcionar o desenvolvimento de competências e habilidades propostas pelos documentos oficiais (BRASIL, 1996; 1999; 2000; MINAS GERAIS, 2006) tais como a interpretação e utilização de diferentes formas de representação, a 16 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri expressão oral e o trabalho em grupo, a sistematização de informações relevantes para a compreensão da situação-problema, dentre outras. 5.2 – 2º Evento: Atividade Lúdica: organizando os elementos químicos. Dentro do contexto criado no evento anterior, no qual os alunos lidaram com a importância do uso de critérios para a organização de itens em geral, o presente evento será desenvolvido abordando a organização de alguns elementos químicos, utilizando como base propriedades físico-químicas dos mesmos. Sendo assim, essa atividade tem como objetivo fazer com que os alunos percebam as dificuldades e as diferentes formas que se tem para organizar os elementos químicos, bem como a facilidade de compreendê-los quando estão agrupados de maneira sistemática. Nesse evento, os alunos terão de agrupar os elementos químicos segundo as propriedades fornecidas, o que será feito de forma semelhante ao realizado anteriormente e, com isso, pode-se contribuir na construção dos conhecimentos acerca da organização dos elementos químicos na Tabela Periódica. Partindo desse propósito, esse evento é constituído pelas atividades descritas abaixo, a serem realizadas pelo professor. Após essa descrição, segue sugestões de como pode ser aplicada a atividade e como o professor pode conduzir o fechamento da mesma. a) Preparo do material a ser utilizado pelos alunos. Imprimir as fichas com as informações dos elementos a serem utilizados (As fichas se encontram no apêndice 1); Separar as fichas em 4 grupos, de acordo com o número de informações existentes. Nessa atividade, os elementos químicos a serem utilizados serão: Li, Na, K, Ca, Sr, Ba, S, Se, Te, Cℓ, Br e I. Esses elementos foram escolhidos por fazerem parte das Tríades de Döbereiner (Apêndices 2 e 3) e, com isso, sabe-se que existe pelo menos uma forma de 17 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri organizá-los em grupos. As Tríades serão discutidas no próximo evento juntamente com outras propostas de organização dos elementos feitas por outros cientistas. b) Aplicação da atividade: Separar os alunos em 4 grupos; Entregar as fichas para cada grupo junto com uma meia cartolina e cola; Cada grupo receberá as 12 fichas dos 12 elementos pré-selecionados; As fichas do grupo 1 conterão as seguintes informações: símbolo, nome, massa atômica e número atômico do elemento químico; As fichas do grupo 2 conterão as mesmas informações do grupo 1 acrescidas dos dados de temperatura de fusão e ebulição dos elementos químicos; As fichas do grupo 3 conterão as mesmas informações do grupo 2 acrescidas do valor da densidade dos elementos químicos; As fichas do grupo 4 conterão as mesmas informações do grupo 3 acrescidas da distribuição eletrônica dos elementos químicos; Orientar os alunos para classificar/separar os 12 elementos em 4 grupos, estabelecendo os critérios que acharem melhor e de acordo com as informações dos elementos impressas nas fichas. c) Fechamento da Atividade: Cada grupo deve apresentar sua proposta, explicar os critérios estabelecidos e as limitações; Discutir se a classificação atende a proposta. Assim como o anterior, esse evento pode ser realizado em um tempo total de duas aulas, sendo a primeira aula destinada à aplicação da atividade e a segunda aula ao fechamento, o qual deve ser intermediado pelo professor. Para que esse tempo seja 18 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri suficiente, é necessário que o professor inicie a aula com todo o material do aluno já preparado, ou seja, fichas impressas e recortadas, cartolinas e colas prontas para serem utilizados. A atividade deve ser iniciada com a entrega dos materiais, conforme descritos nos tópicos acima. Em seguida, o professor deve orientar os alunos a desenvolverem a atividade no sentido de organizar os 12 elementos em 4 grupos, estabelecendo os critérios que acharem melhor e utilizando apenas as informações dos elementos que estão impressas nas fichas. É importante permitir que os alunos atuem em seus grupos com autonomia, com a mínima interferência do professor e dos outros grupos para que suas propostas não sejam influenciadas. Ao final da primeira aula, o professor deve orientar cada grupo a expor suas propostas e a explicá-las de acordo com os critérios utilizados para tal organização. É importante que essa apresentação seja feita começando pelos grupos que dispõem de uma quantidade menor de dados sobre os elementos químicos recebidos até aqueles que têm uma maior quantidade, ou seja, começando pelo grupo 1, seguido dos grupos 2, 3 e 4, sucessivamente. Esse procedimento favorecerá a evolução das discussões, uma vez que essas desenvolverão das propostas mais simples para as mais complexas. Além disso, o fato dos grupos trabalharem com informações distintas contribui para o surgimento de propostas diferentes, bem como, simula as situações vividas pelos cientistas ao longo da História, uma vez que os dados foram sendo descobertos ao longo do tempo. Assim que as propostas forem sendo apresentadas, caberá ao professor proporcionar uma discussão entre os alunos de forma que os mesmos avaliem os critérios estabelecidos pelos grupos em suas organizações e suas limitações, identificando se o que lhes foi solicitado inicialmente foi atendido, assim como, qual é a mais completa e qual é a mais limitada das propostas. Durante essas discussões, o professor deve estar atento para perceber, por meio das afirmativas dos alunos, algumas conclusões errôneas às quais os mesmos podem chegar ao estabelecer relações inexistentes. A realização desse evento pode proporcionar o desenvolvimento de competências e habilidades propostas pelos documentos oficiais (BRASIL, 1996; 1999; 2000; MINAS GERAIS, 2006) tais como desenvolver modelos explicativos, a capacidade de comunicação, a interpretação e utilização de diferentes formas de representação, a expressão oral com 19 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri correção e clareza, usando a terminologia correta, o trabalho em grupo, a formulação de hipóteses e previsão de resultados, a sistematização de informações relevantes para a compreensão da situação-problema, dentre outras. 5.3 – 3º Evento: Atividade Lúdica: redescobrindo as tabelas propostas por cientistas. Essa atividade complementará o que foi estudado no evento anterior, isso é, nesse momento o aluno entrará em contato com Tabelas Periódicas propostas por cientistas na tentativa de organizar os elementos de acordo com os dados que eram conhecidos na época. Com isso, o objetivo desse evento é trabalhar com a interpretação de dados e tabelas, mostrar que se podem apresentar diferentes propostas para a organização dos elementos químicos, uma vez que se tem em mãos dados distintos das propriedades dos elementos. Nesse evento, os alunos terão que descobrir quais foram os critérios utilizados por Johann Döbereiner, Alexander Emile Béguyer De Chancourtois, John Alexander Reina Newlands e Dmitri Mendeleev (Os Apêndices 2 e 3 apresentam as tabelas Periódicas propostas pelos cientistas citados) ao propor a organização dos elementos químicos em suas respectivas tabelas. Segue abaixo orientações para o professor sobre as atividades para a realização desse evento. Ao final da descrição das atividades encontram-se sugestões de como pode ser aplicada a mesma e como o professor pode conduzi-las em seu fechamento. a) Preparo do material a ser utilizado pelos alunos: Imprimir as 4 Tabelas Periódicas já proposta por cientistas, especificamente, As tríades de Döbereiner, O Parafuso Telúrico, Lei das Oitavas e a Tabela de Mendeleev (as tabelas se encontram no apêndice 2). 20 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri b) Aplicação da atividade: Formar 4 grupos de alunos (pode ser os da atividade anterior); Entregar para cada grupo uma Tabela Periódica já impressa; Propor aos grupos que descubram qual (is) o (s) critério (s) utilizado (s) pelos cientistas na organização dos elementos. c) Fechamento da atividade: Cada grupo apresenta seus resultados; O professor avalia as respostas dos alunos discutindo com eles os critérios utilizados por cada cientista ao propor as Tabelas. Esse evento pode ser realizado num período total de uma aula. Como no evento anterior, é importante que o professor inicie a aula com as tabelas impressas e prontas para serem entregues aos grupos. O professor deverá entregar uma tabela para cada grupo formado e orientá-los a realizarem a atividade de modo que cada grupo descubra e descreva, usando apenas os dados fornecidos, qual ou quais foram os critérios utilizados para organizar os elementos da forma como cada tabela está proposta. Como cada tabela é uma proposta apresentada por um cientista, já se sabe qual critério utilizado pelo mesmo na organização dos elementos. Portanto, durante a discussão dos resultados apresentados pelos alunos, o professor pode comparar com os critérios utilizados pelos cientistas e discutir com os grupos se suas respostas estão coerentes. Além disso, o professor deve avaliar e discutir a proposta do grupo, caso seja contrário a do cientista, para identificar se os critérios apresentados pelos estudantes também se enquadram em tal organização. A aplicação desse evento pode proporcionar o desenvolvimento de competências e habilidades propostas pelos documentos oficiais (BRASIL, 1996; 1999; 2000; MINAS GERAIS, 2006) tais como desenvolver a capacidade de comunicação, a interpretação e utilização de diferentes formas de representação (tabelas, gráficos, expressões), a expressão oral com 21 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri correção e clareza, usando a terminologia correta, o trabalho em grupo, a formulação de hipóteses e previsão de resultados, dentre outras. 5.4 – 4º Evento: Reflexão sobre o texto “Evolução Histórica da Classificação dos Elementos”. Esse evento abordará, por meio de aspectos históricos, a construção da Tabela Periódica e, com isso, ele tem o objetivo de fazer com que o aluno perceba que a química não é um ciência pronta e acabada, ou seja, mostrar que foram necessários muitos estudos e novas descobertas ao longo de décadas para se chegar a uma proposta aceita e usada pela comunidade científica nos dias atuais. Além disso, é importante que o aluno perceba que outras descobertas podem surgir e proporcionar novos entendimentos sobre os fenômenos observados, fazendo com que, talvez, tenha uma forma melhor de se organizar os elementos químicos. Para a realização desse evento o professor pode seguir as atividades e as orientações descritas abaixo. Imprimir o texto Evolução Histórica da Classificação dos Elementos que se encontra no apêndice 3; Ler o texto junto com a turma; Durante a leitura discutir a importância e a forma como se deu a construção da Tabela Periódica (Evolução Histórica), acrescentando o que julgar necessário. A realização desse evento pode ser feita em uma aula e é importante que o professor forneça uma cópia do texto para cada aluno, para que o mesmo consiga acompanhar a leitura e discussão do assunto, bem como fazer anotações que julgarem necessárias. A leitura pode ser realizada pelo professor ou pelos próprios alunos e as reflexões podem ser feitas ao final da leitura de todo o texto ou da apresentação da proposta de cada cientista. 22 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Essa atividade pode ter início dentro do fechamento da atividade anterior, isto é, durante a discussão do evento anterior, pode-se introduzir a leitura do texto proposto e, assim, o professor discute as propostas sugeridas pelos grupos e as apresentadas pelos cientistas relativas a cada tabela. Para atingir o objetivo desse evento, o professor deve refletir com os alunos a respeito da época que cada tabela surgiu, dos critérios e os dados utilizados pelos cientistas, da influência e importância dos estudos e da proposta de um cientista para outro que viveu em uma época diferente, bem como do fato de cientistas que viveram em lugares distintos, porém no mesmo período, proporem organizações semelhantes. Além disso, deve-se frisar a existência de outras propostas além das apresentadas no texto. A realização desse evento pode proporcionar o desenvolvimento de competências e habilidades propostas pelos documentos oficiais (BRASIL, 1996; 1999; 2000; MINAS GERAIS, 2006) tais como a interpretação de textos de interesse científico e tecnológico, o reconhecimento do sentido histórico da ciência e da tecnologia, percebendo seu papel na vida humana em diferentes épocas e na capacidade humana de transformar o meio, a compreensão das ciências como construções humanas, entendendo como elas se desenvolveram por acumulação, continuidade ou ruptura de paradigmas, relacionando o desenvolvimento científico com a transformação da sociedade, dentre outras. 5.5 – 5º Evento: Estudo da Tabela Periódica Atual. Esse evento tem o objetivo de finalizar o estudo da Construção da Tabela Periódica, apresentando para o aluno a tabela atual usada pela comunidade científica. Nessa atividade o professor introduzirá os conceitos de família, período, elementos representativos e de transição, bem como o significado dos símbolos, dos números que vêm descritos na tabela e que, geralmente, se tem um índice que indica como se faz a leitura dos mesmos. Para a realização desse evento, sugere-se ao professor os passos e as orientações descritas abaixo. 23 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Apresentar a Tabela Periódica atual que se encontra no anexo 1; Introduzir conceitos como família, período, elementos representativos, elementos de transição, dentre outros. O evento descrito pode ser realizado durante uma aula, sendo que o professor pode imprimir uma tabela para cada aluno ou trabalhar usando uma única tabela de tamanho grande para que toda a turma possa visualizá-la. Após a realização desse evento, o professor pode começar o estudo das propriedades periódicas. Como essa parte do conteúdo não faz parte do objetivo desse trabalho, não serão abordadas propostas de como conduzir essas aulas. No entanto, caso o professor queira dar continuidade aos estudos abordando com a mesma perspectiva proposta nesse trabalho, é sugerido que o mesmo estude os documentos oficiais (BRASIL, 1996; 1999; 2000; MINAS GERAIS, 2006), principalmente a parte que diz respeito a Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias, bem como trabalhos publicados na área, cujos alguns estão citados nas referências bibliográficas desse TCC. 24 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 6 – Considerações finais Por meio desse trabalho, percebeu-se a importância da utilização de recursos didáticos no processo educativo, especificamente o uso de atividades lúdicas e aspectos históricos da química, como instrumentos facilitadores da integração, da sociabilidade e, principalmente, do aprendizado. No que diz respeito às atividades lúdicas, foi possível compreender a grande relevância de as mesmas serem utilizadas como ferramentas de apoio ao ensino, conduzindo o estudante à exploração de sua criatividade e fornecendo condições de uma melhora no processo de ensino e aprendizagem. Isso se faz importante, pois o indivíduo criativo é fundamental para a construção de uma sociedade melhor, uma vez que ele se torna capaz de fazer descobertas, inventar e provocar mudanças. Com esse trabalho, buscou-se mostrar que o uso de aspectos históricos da química no ensino é importante no processo de compreensão dos conceitos científicos, uma vez que pode contribuir no entendimento da ciência como sendo um processo evolutivo, deixando de ser uma mera transmissão mecânica de informações, fórmulas e equações sem significado. Além disso, o uso da história como uma ferramenta didática auxilia na percepção de que a ciência não está pronta e acabada, que ela é passível de mudanças e está sujeita a transformações. Diante de todo o exposto, acredita-se que a proposta didática apresentada nesse trabalho pode contribuir para um melhor entendimento da organização dos elementos químicos, bem como auxiliar na interpretação da Tabela Periódica, dos símbolos e no significado da disposição dos elementos. Isso, porque foi fundamentada nos pressupostos teóricos atuais de ensino e no uso de recursos didáticos que auxiliam na construção do conhecimento por parte do aluno. Além disso, é importante ressaltar que o material produzido é simples e acessível, o que torna ainda mais fácil a sua utilização no ensino. Ele é rico como instrumento de aprendizagem e possivelmente motivador pelo seu aspecto lúdico. 25 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 7 – Referências Bibliográficas BORTOLLOTO, A.; CHIERENTIN, M. A. Como a História da Ciência pode Auxiliar no Processo de Apropriação dos Conhecimentos Químicos. In: História da Ciência e Ensino: Propostas, Tendências e Construção de Interfaces. Ogs: Beltran, M. H. R.; Saito, F.; Santos, R. N.; Wuo, W. Editora Livraria da Física. São Paulo. p. 119 – 123, 2009. BRASIL. Lei de Diretrizes e Bases, n°9394/96. Brasília/DF: Ministério da Educação e do desporto. 1996. _______. Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio: Bases legais. Brasília/DF: Ministério da Educação e do Desporto.1999. _______. Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação e Tecnológica (Semtec). Brasília: MEC/Semtec, 2000. FARIAS, A. S. O Construtivismo no Ensino de Química: Uma Ferramenta Importante no Processo Ensino – Aprendizagem. 2009. 28 páginas. Monografia – Curso de Licenciatura em Química – Universidade Estadual de Paraíba, 2009. FERNANDES, M. A. M. 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In: História da Ciência e Ensino: Propostas, Tendências e Construção de Interfaces. Ogs: Beltran, M. H. R.; Saito, F.; Santos, R. N.; Wuo, W. Editora Livraria da Física. São Paulo. p. 91 – 96, 2009. 28 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 8 – Apêndice Apêndice 1: Fixas produzidas para a realização do 2º evento. – Fixas a serem entregues ao Grupo 1. Li Na K Lítio Sódio Massa = 7 Z=3 Massa = 23 Z = 11 Ca Sr Cálcio Potássio Massa = 39 Z = 19 Estrôncio Ba Massa = 40 Z = 20 Massa = 87,6 Z = 38 S Se Te Enxofre Massa = 32 Z = 16 Massa = 137,3 Z = 56 Selênio Massa = 79 Z = 34 Bário Telúrio Massa = 127,6 Z = 52 29 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Cl Cloro Massa = 35,5 Z = 17 Br Bromo Massa = 80 Z = 35 I Iodo Massa = 126,9 Z = 53 – Fixas a serem entregues ao Grupo 2. Li Na K Lítio Sódio Massa = 7 Z=3 PF = 180 oC PE = 1347 oC Massa = 23 Z = 11 PF = 97,8 oC PE = 882,9 oC Ca Sr Cálcio Massa = 40 Z = 20 PF = 839 oC PE = 1484 oC Massa = 87,6 Z = 38 PF = 769 oC PE = 1384 oC Potássio Massa = 39 Z = 19 PF = 63,6 oC PE = 774 oC Estrôncio Ba Bário Massa = 137,3 Z = 56 PF = 725 oC PE = 1640 oC 30 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri S Enxofre Se Te Selênio Massa = 32 Z = 16 PF = 112,8 oC PE = 444,7 oC Massa = 79 Z = 34 PF = 217 oC PE = 684,9 oC Cl Br Cloro Massa = 35,5 Z = 17 PF = – 101 oC PE = – 34,6 oC Telúrio Massa = 127,6 Z = 52 PF = 449,5 oC PE = 990 oC Bromo Massa = 80 Z = 35 PF = – 7,2 oC PE = 58,8 oC I Iodo Massa = 126,9 Z = 53 PF = 113,5 oC PE = 184,4 oC – Fixas a serem entregues ao Grupo 3. Li Lítio Massa = 7 Z=3 PF = 180 oC PE = 1347 oC Densidade = 0,53 g/cm3 Na K Sódio Massa = 23 Z = 11 PF = 97,8 oC PE = 882,9 oC Densidade = 0,97 g/cm3 Potássio Massa = 39 Z = 19 PF = 63,6 oC PE = 774 oC Densidade = 0,86 g/cm3 31 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Ca Sr Cálcio Estrôncio Ba Massa = 40 Z = 20 PF = 839 oC PE = 1484 oC Densidade = 1,54 g/cm3 Massa = 87,6 Z = 38 PF = 769 oC PE = 1384 oC Densidade = 2,63 g/cm3 S Se Te Enxofre Bário Massa = 137,3 Z = 56 PF = 725 oC PE = 1640 oC Densidade = 3,65 g/cm3 Selênio Telúrio Massa = 32 Z = 16 PF = 112,8 oC PE = 444,7 oC Densidade = 2,06 g/cm3 Massa = 79 Z = 34 PF = 217 oC PE = 684,9 oC Densidade = 4,82 g/cm3 Massa = 127,6 Z = 52 PF = 449,5 oC PE = 990 oC Densidade = 6,25 g/cm3 Cl Br I Cloro Massa = 35,5 Z = 17 PF = – 101 oC PE = – 34,6 oC Densidade = 0,003 g/cm3 Bromo Massa = 80 Z = 35 PF = – 7,2 oC PE = 58,8 oC Densidade = 3,14 g/cm3 Iodo Massa = 126,9 Z = 53 PF = 113,5 oC PE = 184,4 oC Densidade = 4,94 g/cm3 32 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri – Fixas a serem entregues ao Grupo 4. Li Na K Lítio Sódio Massa = 7 Z=3 PF = 180 oC PE = 1347 oC Densidade = 0,53 g/cm3 [He] 2s1 Massa = 23 Z = 11 PF = 97,8 oC PE = 882,9 oC Densidade = 0,97 g/cm3 [Ne] 3s1 Ca Sr Cálcio Estrôncio Potássio Massa = 39 Z = 19 PF = 63,6 oC PE = 774 oC Densidade = 0,86 g/cm3 [Ar] 4s1 Ba Massa = 40 Z = 20 PF = 839 oC PE = 1484 oC Densidade = 1,54 g/cm3 [Ar] 4s2 Massa = 87,6 Z = 38 PF = 769 oC PE = 1384 oC Densidade = 2,63 g/cm3 [Kr] 5s2 S Se Te Enxofre Massa = 32 Z = 16 PF = 112,8 oC PE = 444,7 oC Densidade = 2,06 g/cm3 [Ne] 3s2 3p4 Selênio Massa = 79 Z = 34 PF = 217 oC PE = 684,9 oC Densidade = 4,82 g/cm3 [Ar] 3d10 4s2 4p4 Bário Massa = 137,3 Z = 56 PF = 725 oC PE = 1640 oC Densidade = 3,65 g/cm3 [Xe] 6s2 Telúrio Massa = 127,6 Z = 52 PF = 449,5 oC PE = 990 oC Densidade = 6,25 g/cm3 [Kr] 4d10 5s2 5p4 33 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Cl Cloro Massa = 35,5 Z = 17 PF = – 101 oC PE = – 34,6 oC Densidade = 0,003 g/cm3 [Ne] 3s2 3p5 Br Bromo Massa = 80 Z = 35 PF = – 7,2 oC PE = 58,8 oC Densidade = 3,14 g/cm3 [Ar] 3d10 4s2 4p5 I Iodo Massa = 126,9 Z = 53 PF = 113,5 oC PE = 184,4 oC Densidade = 4,94 g/cm3 [Kr] 4d10 5s2 5p5 34 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Apêndice 2: Tabelas Periódicas utilizadas na realização do 3º evento. – Tabela referente às Tríades de Johann Döbereiner. Li Lítio Massa = 7 Z=3 PE = 1347 oC d = 0,53 g/cm3 Na Sódio Ca Cálcio P Fósforo Massa = 40 Z = 20 PE = 1484 oC d = 1,54 g/cm3 Massa = 31 Z = 15 PE = 280 oC d = 1,82 g/cm3 Sr Estrôncio As Arsênico Massa = 23 Z = 11 PE = 882,9 oC d = 0,97 g/cm3 Massa = 87,6 Z = 38 PE = 1384 oC d = 2,63 g/cm3 K Potássio Ba Bário Massa = 39 Z = 19 PE = 774 oC d = 0,86 g/cm3 Massa = 137,3 Z = 56 PE = 1640 oC d = 3,65 g/cm3 Massa = 74,9 Z = 33 PE = 615 oC d = 5,72 g/cm3 S Sódio Massa = 32 Z = 16 PE = 444,7 oC d = 2,06 g/cm3 Massa = 35,5 Z = 17 PE = – 34,6 oC d = 0,003 g/cm3 Se Selênio Br Bromo Massa = 79 Z = 34 PE = 684,9 oC d = 4,82 g/cm3 Massa = 80 Z = 35 PE = 58,8 oC d = 3,14 g/cm3 Sb Antimônio Te Telúrio Massa = 121,7 Z = 51 PE = 1750 oC d = 6,69 g/cm3 Cl Cloro Massa = 127,6 Z = 52 PE = 990 oC d = 6,25 g/cm3 I Iodo Massa = 126,9 Z = 53 PE = 184,4 oC d = 4,94 g/cm3 35 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri – Tabela referente ao Parafuso Telúrico. Informações: Elemento Lítio Sódio Potássio Flúor Cloro Berílio Cálcio Oxigênio Magnésio Enxofre Boro Alumínio Nitrogênio Fósforo Carbono Silício Titânio Massa Atômica 7 23 39 19 35,5 9,4 40 16 24,3 32 10,8 27 14 31 12 28 47,8 Número Atômico 3 11 19 9 17 4 20 8 12 16 5 13 7 15 8 14 22 PE da substância (oC) 1347 882,9 774 – 188,1 – 34,6 2970 1484 – 183 1090 444,7 4000 2476 – 196 280 4827 2355 3287 Densidade (g/cm3) 0,53 0,97 0,86 0,0016 0,003 1,85 1,54 0,0013 1,74 2,06 2,46 2,7 0,0012 1,82 3,51 2,33 4,51 36 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri – Tabela referente à Lei das Oitavas. H Hidrogênio Massa = 1,1 u Z=1 PE = – 252,9 oC d = 8,4 x 10-5 g/cm3 F Flúor Massa = 19 u Z=9 PE = – 188,1 oC d = 0,0016 g/cm3 Cl Cloro Massa = 35,5 u Z = 17 PE = – 34,6 oC d = 0,003 g/cm3 Co/Ni Cobalto/Níquel Massa = 59 / 58,7 u Z = 27 / 28 PE = 2870 / 2732 oC d = 8,89 / 8,91 g/cm3 Li Lítio Massa = 7 u Z=3 PE = 1347 oC d = 0,53 Na Sódio Massa = 23 u Z = 11 PE = 882,9 oC d = 0,97 K Potássio Massa = 39 u Z = 19 PE = 774 oC d = 0,86 Cu Cobre Massa = 63,5 Z = 29 PE = 2567 oC d = 8,92 Ga Gálio Massa = 69,7 u Z = 31 PE = 2403 oC d = 5,91 g/cm3 Mg Magnésio Massa = 24,3 u Z = 12 PE = 1090 oC d = 1,74 g/cm3 Ca Cálcio Massa = 40 u Z = 20 PE = 1484 oC d = 1,54 g/cm3 Zn Zinco Massa = 65,4 u Z = 30 PE = 907 oC d = 7,14 g/cm3 B Boro C Carbono Massa = 10,8 Z=5 PE = 4000 oC d = 2,46 Massa = 12 u Z=8 PE = 4827 oC d = 3,51 Al Alumínio Si Silício Massa = 27 u Z = 13 PE = 2476 oC d = 2,7 g/cm3 Massa = 28 u Z = 14 PE = 2355 oC d = 2,33 Cr Cromo Ti Titânio Massa = 52 u Z = 24 PE = 2672 oC d = 7,14 Massa = 47,8 Z = 22 PE = 3287 oC d = 4,51 Y Ítrio In Índio Massa = 88,9 Z = 39 PE = 3338 oC d = 4,47 Massa=114,8 Z = 49 PE = 2080 oC d = 7,31 N Nitrogênio Massa = 14 u Z=7 PE = – 196 oC d = 1,2 x 10-3 P Fósforo Massa = 31 u Z = 15 PE = 280 oC d = 1,82 g/cm3 Mn Manganês Massa = 54,9 u Z = 25 PE = 1962 oC d = 7,44 g/cm3 As Arsênico Massa = 74,9 u Z = 33 PE = 615 oC d = 5,72 g/cm3 O Oxigênio Massa = 16 u Z=8 PE = – 183 oC d = 1,33 x 10-3 S Enxofre Massa = 32 u Z = 16 PE = 444,7 oC d = 2,06 g/cm3 Fe Ferro Massa = 55,8 Z = 26 PE = 2750 oC d = 7,87 g/cm3 Se Selênio Massa = 79 u Z = 34 PE = 684,9 oC d = 4,82 g/cm3 37 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri – Tabela referente à de Mendeleev. H Elemento Químico 1u 1 – 252,9 8,4x10-5 Li Be B C N O F 7 3 1347 0,53 Na 9,4 4 2970 1,85 Mg 11 5 4000 2,46 Al 12 6 4827 3,51 Si 14 7 - 195,8 1,2x10-3 P 16 8 - 183 1,3x10-3 S 19 9 - 188,1 1,6x10-3 Cl 23 11 882,9 0,97 K 39 19 774 0,86 Cu 63 29 2567 8,92 24 12 1090 1,74 Ca 40 20 1484 1,54 Zn 65 30 907 7,14 27,3 13 2467 2,7 ? 44 28 14 2355 2,33 Ti 48 22 3287 4,51 ? 72 31 15 280 1,82 V 51 23 3380 6,09 As 75 33 615 5,72 32 16 444,6 2,06 Cr 52 24 2672 7,14 Se 78 34 685 4,82 35,5 17 - 34,6 2,95x10-3 Mn 55 25 1962 7,44 Br 80 35 58,8 3,14 Massa Atômica Número Atômico ? 68 PE da substância (oC) Densidade (g/cm3) H 1u 1 – 252,9 8,4x10-5 Fe; Co; Ni 56; 59; 59 26; 27; 28 2750; 2870; 2732 7,87; 8,89; 8,91 38 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Apêndice 3: Texto produzido para a realização do 4º evento. Esse texto é uma síntese do item “2.3.6 A Evolução da Tabela Periódica” da dissertação “Química em Geral” a partir de uma Tabela Periódica no Microsft Excel: uma Estratégia de Ensino de Química na Educação Básica, escrita por Wanderley Carreira de Souza Júnior. 1 Evolução Histórica da Classificação dos Elementos Com o desenvolvimento da ciência, até o final do século XVIII, apenas 33 elementos químicos tinham sido descobertos. Entretanto, juntamente com o grande avanço tecnológico e industrial ocorrido no século XIX, o número de elementos químicos conhecidos praticamente triplicou. Com a descoberta desses novos elementos químicos, veio a necessidade de organizá-los de uma maneira sistemática. Essa organização foi inicialmente idealizada baseando-se somente na similaridade do comportamento químico dos elementos. Porém, com a descoberta de novos elementos químicos e com o avanço do conhecimento acerca da estrutura atômica e da periodicidade das propriedades desses elementos, várias propostas de ordenação foram criadas, as quais, com o passar do tempo, foram se tornando mais coerentes e complexas entre elas. Essa tentativa de organização iniciou-se na Grécia Antiga até a constituição da Tabela Periódica atualmente recomendada pela IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). A seguir, encontram-se sintetizadas algumas das propostas de organização dos elementos químicos. 1 O último item desse texto, intitulado de “A Tabela Periódica atual”, é uma síntese do item 2 do Capítulo 8 do livro “Ser Protagonista, 1º ano, 1ª edição, Editora SM Ltda., São Paulo, 2010, p. 147". Autor: Júlio Cezar Foschini Lisboa. 39 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri As tríades de Döbereiner Em 1817, Johann Döbereiner (1740 – 1849) observou que alguns elementos químicos formavam grupos de 3, cuja média aritmética das respectivas massas atômicas era igual a massa de um desses elementos. Isso ocorria, por exemplo, com os elementos cálcio (Ca), estrôncio (Sr) e bário (Ba); cloro (Cℓ), bromo (Br) e o iodo (I); lítio (Li), sódio (Na) e potássio (K); enxofre (S), selênio (Se), telúrio (Te), dentre outros elementos conhecidos até então. Essas trincas de elementos químicos ficaram conhecidas como Tríades de Döbereiner, as quais se mostraram um excelente meio para se agrupar os elementos semelhantes. A Figura 1 ilustra como os cálculos eram feitos para cada trio. Figura 1: Comparação entre as Tríades propostas de Döbereiner e a Tabela Periódica atual Fonte: Júnior, 2010 Na época, tentou-se explicar as Tríades, no entanto, não se obteve conclusões aceitáveis, principalmente devido à confusão que havia entre peso atômico e peso equivalente. Por isso, essa proposta foi rejeitada pelos contemporâneos de Döbereiner, os quais a interpretaram como uma mera coincidência. Apesar dessa limitação, é importante ressaltar que as Tríades pertencem aos grupos dos metais alcalinos (Li, Na e K), metais alcalinos terrosos (Ca, Sr e Ba), calcogênios (S, Se e Te) e halogênios (Cℓ, Br e I), uma prova de que esse era um caminho a ser explorado. 40 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri O Parafuso Telúrico de De Chancourtois Alguns anos após Döbereiner propor as tríades, em 1862, Alexander Emile Béguyer De Chancourtois (1820 – 1886) ordenou os elementos químicos em ordem crescente de massa atômica um gráfico tridimensional, em formato helicoidal (espiral), denominado Parafuso Telúrico. Em cada volta do parafuso, elementos com diferença de, aproximadamente, 16 unidades de massa atômica eram verticalmente alinhados. De Chancourtois foi quem primeiro percebeu o indício de periodicidade química entre as propriedades dos elementos. Em seu formato proposto de organização, ele percebeu que as propriedades eram comuns a cada sete elementos e, com isso, foi capaz de prever as fórmulas de diversas substâncias. Figura 2: Parafuso de Alexandre De Chancourtois Fonte: Lisboa, 2010. A proposta de organização do Parafuso de Telúrio não teve muita repercussão na comunidade científica da época, provavelmente, devido à complexidade de reprodução do material. Sua primeira versão publicada não continha a ilustração da organização helicoidal dos elementos e isso dificultou a sua compreensão. Além desse agravante, tal proposta apresentava o posicionamento equivocado de alguns elementos, isto é, as regularidades 41 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri encontradas por ele não poderiam ser observadas para todos os elementos já então descobertos. Lei das Oitavas de Newlands Em 1865, John Alexander Reina Newlands (1837 - 1898), sugeriu que os elementos poderiam ser agrupados de forma análoga às notas musicais (dó, ré, mi, fá, sol, lá, si). Isso era feito organizando linhas verticais de sete elementos na ordem crescente de suas massas atômicas, assumindo, assim, a similaridade entre eles ao longo das linhas horizontais. Segundo Newlands, o oitavo elemento a ser iniciado na coluna seguinte seria uma espécie de repetição do primeiro. A Figura 3 apresenta a tabela que Newlands propôs para a organização dos elementos químicos. Figura 3: Tabela de Newlands ilustrando a lei das oitavas. Fonte: Júnior, 2010. A Lei das Oitavas de Newlands foi desprezada por seus contemporâneos, principalmente por ser análoga a escala de notas musicais. Além disso, apresentava algumas limitações, por exemplo, (i) não ser possível por meio dessa proposta se prever elementos ainda não conhecidos na época e (ii) não enquadrar adequadamente alguns elementos de alta massa atômica, como o cobalto e o níquel. Posteriormente, percebeu-se que parte dessas limitações era devido à incorreção dos pesos atômicos disponíveis na época. 42 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri A tabela de Mendeleev Com a tentativa de formular uma tabela para organizar os elementos químicos, Dmitri Mendeleev (1834 – 1907) fez um catálogo dos elementos conhecidos e os dispôs em ordem crescente de seus pesos atômicos, distribuindo-os em oito colunas verticais e doze linhas horizontais. Nas colunas, localizavam-se os elementos com propriedades semelhantes. Isso possibilitava a previsão das propriedades de elementos ainda não conhecidos, o que fez com que sua tabela apresentasse lacunas. Posteriormente, suas previsões foram confirmadas com a descoberta desses elementos. Figura 4: Tabela mais moderna organizada por Mendeleev. Fonte: Júnior, 2010. Trabalhando de forma independente de Mendeleev, Julius Lothar Meyer, um cientista alemão, propôs sua primeira tabela em 1864, a qual também organizava os elementos conforme suas semelhanças nas propriedades físico-químicas. No entanto, Meyer apresentou uma versão expandida apenas em 1872. Como Mendeleev publicou os resultados de suas pesquisas um ano antes de Meyer, os quais apresentavam um alto grau de exatidão jamais alcançado pelos seus contemporâneos, Mendeleev obteve, quase que exclusivamente, todos os créditos pelo desenvolvimento dessa tabela periódica que serviu de base para construção da atual tabela. 43 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Entre Mendeleev e IUPAC Uma maior compreensão sobre a estrutura atômica se deu após a descoberta da radioatividade realizada pelos cientistas Henri Becquerel (1852 – 1908), Marie Sklodwska Courie (1867 – 1934) e Pierre Courie (1859 – 1906), por volta de 1896. Em 1913, ao estudar a emissão de raios-X, Henry Moseley (1887 – 1915) constatou que cada elemento emitia uma radiação X específica. Esse fato proporcionou a Moseley a descoberta do que é conhecido hoje como número atômico (Z), que corresponde ao número de partículas positivas (prótons), constantes do núcleo de qualquer átomo. Com os trabalhos realizados por Henry Moseley, a lei Periódica deixou de ser atrelada aos pesos atômicos e passou a se estruturar com base no número atômico. Com isso, novas Tabelas Periódicas foram surgindo, distintas daquela proposta por Dmitri Mendeleev. Um fato importante é que ao reorganizar os elementos químicos em ordem crescentes de seus respectivos números atômicos, as irregularidades presentes na tabela de Mendeleev foram praticamente resolvidas. A Tabela Periódica atual também tem a influência de trabalhos realizados por cientistas após Moseley, que descobriram e sintetizaram novos elementos. A Tabela Periódica atual O sistema periódico atualmente adotado é consequência de um processo histórico iniciado com a suposição de que a classificação dos elementos químicos deveria ser feita baseando-se em suas semelhanças. Na tabela atual, os elementos químicos estão dispostos, da esquerda para a direita, em ordem crescente de números atômicos, sendo o posicionamento de cada um deles determinado por linhas verticais (colunas) e horizontais. Por convenção da IUPAC, as linhas verticais são chamadas de família ou grupo de elementos químicos, os quais apresentam uma regularidade na variação de propriedades físicas e químicas. 44 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri O sistema periódico apresenta dois tipos diferentes de grupos: os dos elementos representativos e os dos metais localizados na região central da Tabela Periódica (elementos de transição). Uma nomenclatura mais antiga representava os primeiros pela letra A (por exemplo, grupo 1A, 2A ... 8A) e os últimos pela letra B (por exemplo, grupo 1B, 2B ... 8B). Atualmente, a IUPAC estabelece a nomenclatura desses 18 grupos como sendo de 1 a 18, numerados da esquerda para a direita. Além disso, abaixo do corpo principal da tabela, encontram-se os elementos chamados lantanídeos e actinídeos, os quais são conhecidos como elementos de transição interna. As linhas horizontais, por sua vez, indicam um período de elementos químicos, que pode variar de 1 a 7, correspondendo ao número do nível de energia em que se encontra o seu elétron mais energético no estado fundamental. Referências Bibliográficas Lisboa, J. C. F. Ser Protagonista, 1º ano, 1ª edição, Editora SM Ltda., São Paulo, 2010, p. 140148. Júnior, W. C. S. “Química em Geral” a partir de uma Tabela Periódica no Microsft Excel: uma Estratégia de Ensino de Química na Educação Básica. 2010. 143 páginas. Dissertação – Ensino de Ciências na Educação Básica – Universidade do Grande Rio, Duque de Caxias - Rio de Janeiro, 2010. 45 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri 9 – Anexo Anexo 1: Tabela Periódica dos Elementos 46 Trabalho de Conclusão de Curso – Paulo Henrique Fabri Fonte: Tabela Periódica.org < http://www.tabelaperiodica.org/wp-content/uploads/2009/09/tabelaperiodica-impressao-colorida.jpg> acessado em 29/07/2013. 47