SEQUÊNCIA DIDÁTICA: Propriedades gerais da matéria

Sequência didática

Propriedades gerais da matéria

Nesta sequência, as propriedades gerais da matéria serão abordadas a nível microscópico.

A BNCC na sala de aula

Objeto de conhecimento	Estrutura da matéria.
Competências específicas de Ciências da Natureza	2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza. 5. Construir argumentos com base em dados, evidências e informações confiáveis e negociar e defender ideias e pontos de vista que promovam a consciência socioambiental e o respeito a si próprio e ao outro, acolhendo e valorizando a diversidade de indivíduos e de grupos sociais, sem preconceitos de qualquer natureza.
Habilidade	(EF09CI01) Investigar as mudanças de estado físico da matéria e explicar essas transformações com base no modelo de constituição submicroscópica.
Objetivos de aprendizagem	Definir o que é matéria e seus estados físicos. Compreender os estados físicos da matéria partindo de uma abordagem submicroscópica. Conhecer e identificar os pontos de transição (mudanças de fase) da matéria.
Conteúdos	Estados físicos da matéria. Movimentos submicroscópicos dos átomos.

Materiais e recursos

Caderno para anotações;

Materiais para demonstração prática: béquer; bico de Bunsen, tripé, tela de amianto, termômetro, cronometro, água e gelo.

Desenvolvimento

Quantidade de aulas: 3.

Aula 1

Ao iniciar a aula, realizar um levantamento de conhecimento prévios dos alunos a respeito das mudanças do estado físico da matéria. Disponibilize de 10 a 15 minutos da aula para essa etapa. A seguir estão algumas questões, para orientar esse levantamento.

1. Os objetos presentes à nossa volta são compostos de matéria?

Resposta: Sim, todos os objetos são constituídos de matéria.

2. O que é matéria?

Resposta: Matéria é qualquer corpo que possua massa e que ocupe um lugar no espaço.

3. Cite os principais estados físicos da matéria.

Resposta: Sólido, líquido e gasoso. Caso sinta necessidade, comente que a matéria também apresenta o estado físico plasma.

4. Será que a matéria se comporta de forma diferente, dependendo de seu estado físico?

Resposta: Sim, em cada estado físico, os átomos ou moléculas, apresentam maior ou menor movimento.

As questões realizadas no decorrer da aula, podem variar de acordo com o conhecimento prévio e a participação dos alunos. As respostas disponibilizadas não são as esperadas nessa etapa da aula, apenas trazem uma resposta exemplo correta.

Para realizar o levantamento de conhecimentos prévios, coloque todas as respostas apresentadas no quadro negro, discutindo as mesmas e corrigindo conceitos e definições que podem aparecer de forma errônea.

Após essa conversa inicial, discutir de forma pontual o que é matéria, ou seja, qualquer corpo que possua massa e ocupe um lugar no espaço. Comente que a matéria é constituída por átomos, submicroscópicos, que apresentam comportamento variado de acordo com o estado físico que se encontram, podendo apresentar mais movimento ou menos. Ao finalizar essa discussão, peça para os alunos copiarem em seu caderno as respostas das questões e a explicação.

Concluindo a conversa, iniciar uma dinâmica com os alunos, do tipo STOP: peça aos alunos para que dividam uma folha de seu caderno em três colunas: coluna 1 - matéria no estado sólido; coluna 2 - matéria no estado líquido e coluna 3 - matéria no estado gasoso. Em seguida, escolha uma letra do alfabeto, a qual será a letra inicial da palavra que os alunos irão preencher o quadro. Por exemplo, se a letra escolhida for "O", os alunos podem preencher com óculos, a coluna de sólidos; óleo, a coluna de líquido e oxigênio (gás), a coluna de gasoso. Quem terminar primeiro grita STOP, e todos devem parar de escrever. Cada palavra certa, e exclusiva, vale 10 pontos. Se outros alunos tiverem escolhido a mesma palavra, cinco pontos para cada.

Finalizando a dinâmica e somando os pontos comente com os alunos que no estado sólido, a matéria apresenta volume e forma definidos. Nesse estado físico, as partículas estão muito próximas umas às outras, com grande interação e movimento reduzido.

No estado líquido, o volume se mantém, mas sua forma se molda de acordo com o recipiente em que está. Nesse estado físico, os átomos se encontram mais afastados que no estado gasoso, e a interação entre eles diminui.

No estado gasoso, os átomos têm pouca interação e maior distância entre si se comparadas com os estados sólido e líquido. Por isso, apresentam grande movimentação com volume e forma não definidos.

Finalizando essa explicação, peça para os alunos copiarem no caderno as informações sobre o comportamento dos átomos de acordo, com seu estado físico e comente com eles que maiores informações, dúvidas e discussões, serão realizadas no decorrer das próximas aulas.

Aula 2

Esta aula será realizada no laboratório. Antes de conduzir os alunos para o laboratório, converse com os mesmos sobre os comportamentos esperados dentro do ambiente, os riscos ao mexer com o bico de Bunsen e como funciona uma demonstração, na qual o professor realiza o experimento e os alunos observam atentamente. Oriente os alunos a levarem caderno, estojo e celular com câmera (aqueles que possuírem) para o laboratório.

Chegando no laboratório, pedir para que um voluntário fique responsável por realizar anotações no quadro negro. Outros voluntários podem pegar os materiais: dois béqueres, caixa de fósforos, termômetro, tripé, tela de amianto e sal. O gelo que será utilizado na prática deverá ser mantido no freezer até o momento da realização do procedimento, para que não derreta.

Após posicionar os materiais, explicar para os alunos como ocorrerá o experimento. Eles irão observar as mudanças do estado físico da matéria, no caso, a água. No primeiro momento, o gelo será colocado no béquer 1, a temperatura será medida e anotada na lousa. Então, o bico de Bunsen será ligado e a cada 1 minuto, a temperatura será medida; os alunos devem ficar atentos em que temperatura o gelo começa a derreter e em que momento a água começa a ferver.

Após essa explicação, peça para que o aluno responsável pelo quadro negro identifique o béquer 1 como "água" e coloque "$t_0$", "$t_1$", "$t_2$", e assim por diante, de acordo com o momento em que as medições de temperatura foram realizadas. Ao lado da indicação de tempo, deve-se registrar a temperatura. No momento em que o gelo começa a derreter e quando a água começa a ferver, deve-se marcar estes tempos (com um asterisco, por exemplo), com o objetivo de diferenciar os pontos de fusão e de ebulição das outras temperaturas.

Permita aos alunos que filmem o experimento e tirem fotos dos equipamentos e do termômetro, para que todos possam participar da aula e que utilizem esses registros para confecção do relatório.

Não permita que os alunos manuseiem os fósforos e o bico de Bunsen, delimite a área na qual se encontra o bico de Bunsen para que mantenham distância da chama e da vidraria. Nesse momento, ressalte que uma prática demonstrativa tem o objetivo de apresentar um experimento, sendo utilizada como medida de segurança, evitando assim, o perigo oferecido pelo fogo.

Finalizando, oriente que todos os alunos copiem os resultados, pois será realizado um relatório na próxima aula sobre o experimento e os conceitos que envolvem.

Se a escola não disponibilizar um laboratório, o experimento pode ser realizado na cozinha da escola, e os materiais podem ser substituídos. Por exemplo, pode-se utilizar o fogão e panelas.

Não se esqueça de reservar o laboratório, ou a cozinha, e separar os materiais necessários. Além disso, é necessário preparar o gelo previamente.

A tabela abaixo apresenta a temperatura de fusão e de ebulição da água. Considere que a precisão do termômetro e o tempo de medição da temperatura podem influenciar os resultados obtidos. Assim, é possível que as temperaturas não sejam exatamente as mesmas.

SUBSTÂNCIA	TEMPERATURA DE FUSÃO	TEMPERATURA DE EBULIÇÃO
Água	0ºC	100ºC

Desenvolvido pelo autor.

Se o professor desejar, é possível realizar o mesmo experimento com misturas, como água com sal, água com vinagre, água com açúcar, água com areia, entre outros, para que os alunos comparem as temperaturas de fusão e de ebulição entre misturas e a água.

Aula 3

Os relatórios são estratégias didáticas que permitem compilar dados, explicar conceitos, levantar hipóteses ou explicações para fenômenos etc. Tendo isso em mente, conduza os alunos até a sala da informática da escola, onde eles serão organizados em grupos, de acordo com os computadores disponíveis.

Utilize essa oportunidade para explicar aos alunos sobre a importância de padronizar os trabalhados desenvolvidos, sobretudo no mundo acadêmico. Os relatórios também serão padronizados, conforme as orientações e sugestões a seguir.

Orientar os alunos a abrirem o programa para a elaboração de textos no computador, e na aba Layout, definir as margens na opção personalizadas. Padronizar margem direita e inferior em 2 cm, e esquerda e superior 3 cm. Posteriormente, ir em página inicial e colocar fonte Arial ou Times New Roman, tamanho 12 no decorrer do texto. O tamanho 10 pode ser utilizado para legendas de tabelas, gráficos e imagens. Em espaçamento entre linhas, selecionar 1,5. Lembrando, são apenas sugestões de padrões a serem seguidos. Além disso, é uma ótima oportunidade para os alunos utilizarem ferramentas de edição de documentos online.

Após essa padronização simplificada, pedir aos alunos para produzirem uma capa. Na capa deve conter: o nome ou o logo da escola; o nome dos constituintes do grupo; o título do relatório; o nome da componente curricular, no caso, Ciências da Natureza, e do professor.

Iniciar o relatório com uma introdução na qual, os alunos podem desenvolver um pequeno texto introdutório sobre o que é matéria, seus estados físicos e o comportamento submicroscópico dos átomos.

Depois da introdução, apresentar o objetivo do experimento, ou seja, o que se pretende observar ou verificar. Em seguida, listar os materiais e apresentar os procedimentos utilizados para realizar o experimento, com detalhes nos cuidados experimentais para as medições.

O próximo tópico do relatório é a apresentação dos resultados e sua discussão. Nesse momento, oriente os alunos para que coloquem todos os resultados obtidos, em forma de tabelas e gráficos. Caso não haja tempo disponível, orientar para que deixem espaço em branco para, posteriormente à impressão, confeccionarem os gráficos ou tabelas à mão.

A seguir há um gráfico como exemplo:

Elaborado pelo autor.

É importante ressaltar aos alunos que o gráfico construído neste experimento mostra as temperaturas apenas em momentos pontuais.

Na discussão do relatório, é importante que os alunos coloquem o conteúdo de transformações físicas, que podem ser desencadeadas por diferentes fatores, entre eles a temperatura. Peça para os alunos consultarem livros ou sites confiáveis que serão sugeridos no referências bibliográficas complementares. Neste momento, os alunos também podem inserir fotografias retiradas no momento do experimento para complementar o relatório.

Ao terminar esse tópico, é necessário que os alunos descrevam que a matéria pode sofrer alterações físicas, ou seja, não mudam sua composição química, apenas a configuração dos átomos, e que isso ocorre com o aumento ou a diminuição da temperatura ou da pressão. Essas mudanças de estado alteram as características submicroscópicas dos átomos. Cada mudança física recebe um nome específico:

a) de sólido para líquido: fusão;

b) de líquido para gasoso: vaporização;

c) de gasoso para líquido: condensação;

d) de líquido para sólido: solidificação;

e) de sólido para gasoso, e de gasoso para sólido: sublimação.

Orientar os alunos a explicar que cada substância apresenta temperaturas específicas nas quais ocorrem essas mudanças, e que para mistura de substâncias, as temperaturas de mudança de estado se modificam.

Para finalizar o relatório, os alunos devem elaborar a conclusão. Nela, os alunos devem apresentar os principais pontos do experimento de forma resumida, sobretudo indicando se o objetivo do experimento foi atingido ou não, neste casso, se as mudanças de estado físico da água ocorreram aproximadamente, nas temperaturas esperadas.

Se a escola não possuir sala de informática, é possível que os alunos entreguem um relatório escrito, seguindo padrões e normas, conforme sugerido anteriormente.

Avaliação

As questões realizadas na aula 1 não podem servir de avaliação, pois o objetivo era levantamento de conhecimento prévio, porém a participação dos alunos deve ser avaliada. Na aula 2, a participação e as anotações realizadas podem fazer parte da avaliação. Na aula 3 o relatório desenvolvido deve ser avaliado sobre diferentes perspectivas, juntos compondo uma nota. É possível verificar a participação e o empenho na execução das atividades, a empatia sobre as hipóteses e as opiniões dos colegas.

A seguir há uma das muitas formas de avaliação que podem ser utilizadas.

Nome do(a) aluno(a): __________________________________________________________________
1. Participou das discussões e respeitou o momento de fala dos colegas?	( ) Sim.	( ) Não.
2. Respeitou os colegas e os limites impostos no ambiente de laboratório?	( ) Sim.	( ) Não.
3. Participou dos debates e discussões promovidos no decorrer das aulas?	( ) Sim.	( ) Não.
4. Nas atividades em grupo, houve divisão de tarefas justa?	( ) Sim.	( ) Não.
5. O relatório foi desenvolvido de acordo com o proposto e os conteúdos compilados estavam corretos?	( ) Sim.	( ) Não.

Referência bibliográfica complementar

Ponto de fusão e ponto de ebulição de algumas substâncias. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/cref/amees/tabela.html>. Acesso em: 21 nov. 2018.

Você sabia? Por que o sal faz o gelo derreter? Disponível em: <https://www.terra.com.br/noticias/ciencia/voce-sabia-por-que-o-sal-faz-o-gelo-derreter,8655398bedbbb369f5f16c7cf95bd1c167t38fae.html>. Acesso em: 21 nov 2018.

Ampliação

Para ampliar o conteúdo, os alunos podem desenvolver um recurso lúdico, um jogo que trabalhe pontos de fusão e de ebulição de diferentes substâncias, definição de matéria, estados físicos, entre outros conteúdos.

O jogo desenvolvido pode ser de tabuleiro, onde os alunos que caírem em casas coringas precisam responder às questões de forma correta ou terão que voltar o que já andaram. Outra possibilidade é um jogo de memória entre conceito e definição.

Fonte: PNLD