EIXO TEMÁTICO: AMBIENTE

Material Extraído dos Cadernos Pedagógicos da UDESC

CONTEÚDO E METODOLOGIAS DO ENSINO DE CIÊNCIAS

Elaboração
Isabel Cristina da Cunha

Janice Miot Silva

Marise Borba da Silva

Colaboração
Maria Juliani Nesi

Florianópolis, junho de 2003.

O DESENVOLVIMENTO DA QUÍMICA COMO CIÊNCIA E COMO DISCIPLINA CURRICULAR

Objetivo específico: contextualizar a história da Química como Ciência e como disciplina, fornecendo subsídios para a formação de uma consciência crítica das relações entre a Química e o cotidiano, que sirvam corno elementos para a renovação do ensino dessa ciência natural em sala de aula.

Segundo historiadores da ciência, o termo ‘química’ tem muitas origens, transitando entre o latim, o grego e o árabe. Mas, o que se pode constatar, é que existe um vínculo estreito como termo alquimia, uma palavra derivada do árabe al-kimia, que por sua vez originou-se do grego khymeia, que significava “mistura de vários ingredientes”.

Observamos, pela própria terminologia da palavra, que a Química remonta ao passado de muitas civilizações, representando, basicamente, um conjunto de observações sobre substâncias e fenômenos. Com que surpresa e curiosidade os seres humanos mais remotos passaram a observar a transformação das substâncias (como a carne assando, a madeira queimando e a fumaça levantando pelos ares). Aí estava a química presente, sem que eles, é claro, se dessem conta disso.

Certamente, a partir daí, começaram as especulações sobre as causas dessas transformações. A alquimia, é importante esclarecer, interessava-se em buscar a pedra filosofal (que teria o poder de transformar qualquer metal em ouro) e o elixir da longa vida (que daria imortalidade), visando a descoberta da cura de todas as doenças e o caminho para tornar a vida eterna. Tentando atingir esses objetivos, os alquimistas criaram muitas substâncias (álcool, ácido clorídrico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, etc.) e construíram equipamentos químicos usados até hoje, por exemplo, o alambique, introduzindo e aperfeiçoando técnicas de metalurgia, sintetizando várias substâncias, isolando outras, além de terem registrado um grande número de experimentos em suas observações, realizando, por exemplo, a destilação e a descoberta de novos metais e novos componentes.

No começo do século XV o suíço Paracelso preconizou a fusão entre a alquimia e a medicina. Com seus propósitos, a química nascente foi colocada a serviço da medicina.

A nova ciência desponta como um conjunto organizado de conhecimentos e estuda a natureza da matéria, suas propriedades, suas transformações e a energia envolvida nesses processos. Comumente se diz que a Química é a ciência da matéria, e com isso se diz muito pouco sobre sua dimensão, pois ele vai muito além, estudando a composição dos seres vivos, da Terra e dos astros. Estudam, ainda, a formação de substâncias naturais e artificiais, suas transformações em contato com diversos elementos em variadas condições.

No final do século XVIII, durante a Revolução Francesa, a Química, a exemplo da Física, torna-se uma Ciência exata. Dentre os cientistas com essa nova proposta, destaca-se o francês Lavoisier, estabelecendo um marco importante no surgimento da Química moderna, iniciando-se, a partir daí um grande número de trabalhos relevantes, como aconteceu, no século XIX com aplicação da Química à Biologia, feita pelo químico e bacteriologista francês Louis Pasteur, e, no século XX, com as descobertas sobre a estrutura do átomo envolvendo vários cientistas.

O inglês Robert Boyle, em 1661, não só deu uma definição exata de Química, mas enunciou definitivamente as suas bases como atividade científica começando por demolir, de uma vez para sempre, as absurdas teorias alquimistas, esclarecendo os conceitos básicos de elementos, misturas e combinações, assim como os objetivos fundamentais da Química. Foi grande sua contribuição, o que é reconhecido pelos químicos.

Você, já parou para pensar quantas coisas à sua volta resultam de fenômenos químicos? Desde que o homem surgiu na Terra ao longo do tempo, foi transformando e aperfeiçoando os materiais da natureza para satisfazer suas necessidades. A prática da agricultura, que atualmente aumenta com o auxílio de adubos, inseticidas e outros produtos; a produção de alimentos de origem animal cresce com o uso de rações especiais, medicamentos veterinários, entre outros; a pecuária, a produção de novos alimentos (pães, bebidos, queijos etc); a conservação de alimentos, facilitada pelo emprego de aditivos alimentares e sistemas de refrigeração; a construção dos prédios e residências modernas, que empregam muitos materiais diferentes (tijolos, areia, cimento, ferro, vidro, cerâmicas, fibras, etc.); o vestuário, pelo uso, em nossos dias, do algodão, do linho etc., além dos tecidos sintéticos, como o náilon, o poliéster e outros. Podemos ainda falar dos cuidados da saúde, quando hoje dispomos de medicamentos sofisticados (calmantes, antibióticos, analgésicos, antidepressivos etc), sintetizados em modernas indústrias farmacêuticas.

Ao mesmo tempo, teve início a união de ciências que antes estavam totalmente separadas. A criação de disciplinas intercientíficas, como a geoquímica ou a bioquímica, impulsionou todas as ciências originais.

Atualmente, exige-se a aproximação, e, mais que isso, a perspectiva interdisciplinar entre as ciências, chegando-se a uni ponto em que é impossível fazer-se uma divisão rigorosa entre a Química, a Física e a Biologia, sem falar de outros campos do conhecimento.

A Química, ciência que avança cada vez mais, trouxe relevantes invenções e descobertas para a humanidade, integrando-se ao campo da investigação racional, característico das ciências contemporâneas, a exemplo do Projeto Genoma Humano, que se encontra em franco desenvolvimento.

Saiba mais...

O Projeto Genoma Humano, iniciado formalmente em 1990 foi projetado para durar 15 anos, tendo como objetivos: a) Identificar e fazer o mapeamento dos genes existentes no DNA das células do corpo humano; b) Determinar as seqüências das bases químicas que compõem o DNA humano; e) Armazenar a informação em bancos de dados, desenvolver ferramentas eficientes para analisar esses dados e torná-los acessíveis para novas pesquisas biológicas. Paralelamente, o Projeto está desenvolvendo estudos com outros organismos.

No Brasil, o ensino da Química tem a mesma caminhada que o ensino da Física, embora, hoje, os educadores já discutam com mais ênfase a necessidade de dar maior importância à formação química, preocupando-se que esta deva começar, com noções básicas, desde a infância.

ATIVIDADE 1 - A química e os alimentos

Considerando o estudo feito e a importância da Química em nossa vida, você já observou as informações contidas nas embalagens de produtos de supermercados, que tratam da composição química e valores calóricos desses produtos? De que forma você investiga essas informações em relação aos seus hábitos de consumo? Como você trabalha essa questão na sala de aula considerando a educação ambiental e os conhecimentos de Química?

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COMENTÁRIO: atualmente os produtos embalados dispõem d informações diversas, tais como valores nutricionais, necessidades diárias, data de validade, composição química etc. Essas informações devem ser lidas pelo consumidor e levadas em consideração para que ele tenha uma alimentação mais saudável e saiba o que está ingerindo. Da mesma maneira, é importante trabalhar isso nas escolas e nos espaços não formais de forma a possibilitar às pessoas esses conhecimentos, favorecendo, também, a educação ambiental, uma vez que o próprio consumo um elemento importante na relação do homem com a natureza.

CONCEITOS BÁSICOS DE QUÍMICA

Objetivo específico: utilizar conceitos da Química como base de novos conhecimentos científicos e em diferentes contextos, identificando-os em fenômenos químicos que ocorrem em diferentes situações do cotidiano. Do que são feitas as coisas que compõem nosso Universo? Afinal, por que essa pergunta é tão provocativa e por que respondê-la é tão importante?

É importante responder a essa pergunta porque é necessário saber interpretar a natureza e porque o que temos a dizer a respeito da constituição das coisas que compõem o Universo parece ser insuficiente diante da diversidade de elementos e de suas infinitas possibilidades de combinações. O que será que todas as coisas do Universo têm em comum? Por mais diferentes que possam parecer, todas ocupam um lugar no espaço. Todas são feitas de matéria. Logo, se fizermos essa pergunta hoje, já se pode ouvir que o Universo é formado por matéria e energia. A matéria inclui os materiais que formam o Universo: as rochas, a água, o ar e a multiplicidade de coisas vivas. Tudo que é sólido, líquido ou gasoso é uma forma de matéria.

A energia é um pouco mais complexo de definir que a matéria, embora esteja intimamente ligada a ela. Formas de energia, corno a luz, o som e o calor, não são consideradas matéria, pois não possuem massa nem ocupam lugar no espaço.

Em linguagem científica, dizemos que a energia é a capacidade de realizar um trabalho. Entende-se por trabalho o movimento da matéria contra uma força que se opõe ao seu movimento. Assim, tudo o que o tem capacidade de movimentar a matéria possui energia. Vejamos estes exemplos: a energia do nosso corpo, que vem da transformação dos alimentos; a força que aplicamos para empurrar um carrinho de mão e deslocá-lo; a energia elétrica, que movimenta máquinas e gera luz e o som em uma danceteria, etc.

Nesse mundo rico em materiais diferentes, a natureza conseguiu formar essa diversidade de matérias que conhecemos, as quais estão constantemente em transformação. Estudar os fenômenos em que há transformação da matéria, ou seja, os fenômenos químicos, hoje em dia, é indispensável para todos os que querem entender e explicar o surgimento de novas matérias.

A matéria pode aparecer no Universo de diversas maneiras. Tomemos como exemplo um copo de suco de laranja. Nesse suco, estão misturadas as substâncias água, açúcar e outros elementos presentes na fruta. Em Química, isso se chama uma mistura. Agora vamos nos concentrar no açúcar desse suco. Vamos imaginar que podemos esmagar um grão de açúcar fragmentando-o em pedaços cada vez menores; chegaremos, assim, à molécula de açúcar. Se dividirmos a molécula, ela deixa de ser açúcar, o mesmo acontece se dividirmos a molécula de água. Por isso, molécula é considerada a menor parte de uma substância. As moléculas, por sua vez, são formadas por átomos, que não são realmente indivisíveis como se pensou durante algum tempo. Hoje o homem já dispõe de potentes aparelhos para estudá-los, chegando a constatar que são formados por partículas ainda menores.

O professor deve definir esses termos químicos considerando a representação que os seus alunos têm a respeito do assunto. Ensinar química é pensar na ação humana sobre o meio, buscando contribuir para o desenvolvimento da Ciência e, por conseqüência, da sociedade, direcionando o conhecimento químico como fonte de criação do fazer humano. Conhecer melhor a química e ‘descomplicá-la’, é um trabalho que os professores podem fazer com seus alunos, visando a uma melhor qualidade de suas vidas, e, por conseguinte, ajudá-los a cuidar do meio ambiente e a preservá-lo. Assim, compreendemos a química como ciência da natureza, que possibilitará aos alunos a contextualização da química em seu dia-a-dia e as relações com outras disciplinas.

Voltando, agora, ao exemplo do suco de laranja, o professor pode perguntar aos alunos “- Neste suco, onde encontramos a água?” O professor encaminhará a discussão de modo que os alunos se dêem conta do limite de suas respostas, levando-os a pensarem sobre que ingredientes compõem o suco. Esses ‘ingredientes’, antes de estarem misturados no suco, deveriam ser reconhecidos isoladamente, para que os alunos percebessem o seu estado puro. Com base nessas considerações, o professor pode trabalhar noções importantes tais como: matéria, substância, molécula, átomo, mistura, combinação etc. Lembramos que o suco é uma mistura, porque é uma porção de matéria que corresponde a adição de varias substancias, no caso, a água, sais minerais, açúcar etc. Essas, a partir da hora em que são misturadas, deixam de ser puras, conservando, no entanto, as suas propriedades e podem ser separadas por processos físicos, por exemplo, pela destilação. Já, a combinação é formada por duas ou mais substâncias que perdem suas propriedades ao se combinarem, dando origem a uma outra substância com propriedades diferentes. Na vida real, encontramos muitos elementos em combinação; assim, a água (H₂0) traduz uma proporção de combinação entre o gás Hidrogênio e o gás Oxigênio, a água oxigenada (H₂0₂), é uma substância também constituída por Hidrogênio e Oxigênio e os minérios em geral são combinações de outras substâncias.

De acordo como que vimos, é necessário que, ao longo do trabalho, o professor registre o que foi apreendido pelos alunos, anotando todas as respostas que forem dadas. Depois disso, ele pode fazer, junto com seus alunos, uma discussão sobre o que observou a respeito do que eles disseram, com base na sua compreensão dos fenômenos químicos. Ao mesmo tempo que o professor retoma o conteúdo trabalhado, as crianças reelaboram seus conceitos em função da aprendizagem que tiveram.

ATIVIDADE 1 – COMENTADA

A Química em nossa formação.

Professor (a), considere as noções químicas básicas que você recebeu no Ensino Fundamental e no Médio (quando estudou, ainda que deforma fragmentada, os recursos naturais como ar, água, solo e suas relações com os seres vivos em geral). Tente lembrar de sua aprendizagem nessa área e avalie até que ponto o que você aprendeu é suficiente para que você compreenda seu mundo e suas transformações crescentes na atualidade.

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 Comentário: considerando que essa atividade está condicionada à sua formação, o comentário dessa atividade resulta da comparação que você deve fazer entre o que você estudou e as competências apontadas para o ensino de química nesse Caderno pedagógico.