proposta de ensino de termodinamica mediada por tecnologias
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Trabalho apresentado no 34º Encontro de Debates sobre o Ensino de QuímicaTRANSCRIPT
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Proposta de ensino de Termodinâmica mediada por Tecnologias das Informação e Comunicação
Prof. Dr. Márcio Marques Martins
http://digichem.org
http://slideshare.net/marsjomm
/digimarcio
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Introdução
• Físico-Química (difícil?):
– alto rigor teórico;
– elevada quantidade de cálculos matemáticos;
– presença constante de conceitos e definições da Física.
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Introdução
• Exige domínio de conteúdos de Química, de Física e de Matemática, para que ocorra uma adequada compreensão dos temas tratados nesta área.
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Introdução
• Tantas exigências acabam por criar uma atmosfera pouco favorável ao aprendizado dentro do contexto escolar atual, que está focado na aprendizagem contextualizada e conceitual.
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Introdução
• Considerar o abismo entre os conteúdos acadêmicos e os conteúdos do ensino básico inerentes à área de Físico-Química.
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Introdução
• Ensino universitário
– apresentação de conceitos de maneira extremamente formal (o que não é necessariamente negativo);
–experimentação está presente mas em um nível pouco intuitivo.
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Introdução
• É importante que o professor propicie condições para uma aprendizagem que valorize o formalismo físico-matemático e, ao mesmo tempo, permita aos licenciandos transpor esses conhecimentos para o nível médio.
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Introdução
• Para isso, a experimentação em laboratórios didáticos é, a nosso ver, de suma importância.
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Introdução
• Dada a carência de experimentos de FQ para o EM, essa abordagem foi desenvolvida.
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Introdução
• Através do experimento o tratamento teórico será posto em prova e trará para o nível concreto os conceitos que normalmente são abordados apenas de forma abstrata ou por meio de cálculos.
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Introdução
• A experimentação no ensino de Química/Ciências constitui-se como uma ferramenta pedagógica potencial para a construção do pensamento e do discurso químico (GALIAZZI et al, 2007).
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Introdução
• Realizou-se um projeto de ensino que aborda diferentes aspectos pedagógicos, mediado por Tecnologias de Informação e Comunicação visando a produção de material didático digital (livros eletrônicos e vídeos) para a o ensino e divulgação científica da Química.
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Metodologia
• O projeto foi desenvolvido com uma turma de 12 licenciandos em Química da UFFS na disciplina de Gases e Termodinâmica no primeiro período letivo de 2013.
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Metodologia Itens do projeto de ensino
• estudo teórico e comparativo de Físico-Química nas abordagens universitária e do ensino médio;
• realização de exercícios avaliativos com consulta;
• utilização de simulações interativas;
• pesquisa, elaboração e filmagem de experimentos de físico-química
• edição de vídeos (Windows Movie Maker);
• criação de ebooks e canal de vídeos.
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Resultados • 4 aspectos principais da prática de ensino:
1. Resolução de exercícios de ensino médio e superior (com comparação);
2. Uso de simulações interativas para auxiliar na abordagem de conceitos físico-químicos;
3. Realização de experimentos com materiais do cotidiano;
4. Elaboração de material didático digital.
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Resultados (aspecto 1)
• Selecionou-se um livro de ensino médio (USBERCO, SALVADOR, 2002) e um de Físico-Química de nível superior (BALL, 2006);
• sempre que possível o grupo era convidado a fazer uma comparação entre a abordagem do nível superior e do médio, com resolução de exercícios e discussão dos resultados.
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Resultados (aspecto 1)
• Cobrimos tópicos que os livros de ensino superior não abordam.
–Exemplo: Várias técnicas de cálculo de entalpia são abordadas no livro de ensino médio (cálculo de entalpia de combustão, de hidratação, de dissolução, de neutralização, por quebra de ligação, etc).
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Resultados (aspecto 2)
• Utilização de simulações interativas referentes aos conteúdos abordados durante a aula teórica, sempre que possível. • http://termoegases.blogspot.com
• Molecular Workbench
• PhET
• Mais UNIFRA
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Resultados (aspecto 2) Leis dos gases (necessita do Molecular Workbench)
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Resultados (aspecto 2) Diagramas de fases - estados da matéria
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Resultados (aspecto 2) Diagramas de fases - estados da matéria
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Resultados (aspectos 2-3-4) • Uso de um OVA + experimento + cálculos
termoquímicos + vídeos + ebook
– OVA:
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Resultados (aspectos 2-3-4)
EXPERIMENTO Materiais necessários: 2 provetas de 5 mL; 1 tubo de ensaio; banho de água quente; banho de gelo; cloreto de cobalto hexahidratado; ácido clorídrico concentrado; água destilada.
Passo 1: Adicione 0,3 g de cloreto de cobalto hexahidratado ao tubo de ensaio e, em seguida, 3 mL de água destilada. Adicione 4,5 mL de ácido clorídrico concentrado. Observe bem a mudança de cor. O ácido clorídrico concentrado é altamente corrosivo e libera vapores que, quando inalados, são tóxicos.
Passo 2: Adicione 2,0 mL de água destilada e observe a diferença entre as cores no tubo. Agite bem o tubo até que a solução se torne violeta.
Passo 3: Aqueça o tubo e perceba a mudança de cor. Resfrie o tubo e perceba novamente a mudança de cor.
(rosa) (azul)
EXPERIMENTO (PONTOCIENCIA, 2014)
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Resultados (aspectos 2-3-4)
(rosa) (azul)
Cálculos termoquímicos
EXPERIMENTO (PONTOCIENCIA, 2014)
QUESTÃO: Essa reação é espontânea ou não? Ela é endo ou exotérmica?
DGR = -18,12 kJ DHR = +7,85 kJ
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Resultados (aspectos 3-4) Conteúdo Vídeo e-book
Equilíbrio químico
(água + hexaaquoclorocobalto)
rBh7d-fv1Pg Sem ebook (pq foi filmado e
editado pelo professor).
Calor de Neutralização VUb0qnj-AXw http://goo.gl/BcO465
Capacidade calorífica (balão e água) E51fbL9UDjI http://goo.gl/BcO465
Entalpia de combustão (castanha do
Pará)
NgylmdhJJZM http://goo.gl/Y2XsfR
Interpretando e relacionando o
comportamento dos gases
-kDMMSaVo-k http://goo.gl/EcGrkG
Lei de Boyle (seringa e marshmallow) ByiT_DtiHyk Sem ebook
1a Lei da Termodinâmica
(barco a vapor)
q8PTiU5cJsc http://goo.gl/lDxyvr
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Resultados (aspectos 3-4) Conteúdo Vídeo (http://youtu.be/) e-book (http://goo.gl/)
Leis de Charles e Gay-Lussac (Vela) ELQ-W8b4YeM Y2XsfR
Lei de Boyle
(Bomba de bicicleta)
bj3-Ij_PIho zOZbLH
Leis de Charles e Gay-Lussac (ovo engarrafado) OFEAtAAXbd0 cd4m1j
Lei de Charles (balão de aniversário) yzlJRrGbLhY Y2XsfR
Lei de Avogadro (mentos e coca-cola) jPA6aeJ9ZnU J7E2PE
Reação exotérmica (Produção de H2) 06_LvqueZkg Sem ebook
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Resultados (aspectos 3-4) Repositório de ebooks
http://sciencebooks.weebly.com/
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Resultados (aspectos 3-4) Livros eletrônicos em formato EPUB editados com o Software livre Sigil
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Resultados (aspectos 3-4) Canal de vídeos no youtube: http://youtube.com/fqtics
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Resultados (aspectos 3-4) Número total de visualizações no canal de vídeos (por vídeo) Conteúdo Período de coleta de
estatísticas
Visualizações
Leis de Charles e Gay-Lussac (Vela) 08/07/2013-29/09/2014 201
Lei de Boyle
(Bomba de bicicleta)
22/07/2013-29/09/2014 919
Leis de Charles e Gay-Lussac (ovo engarrafado) 22/07/2013-29/09/2014 723
Lei de Charles (balão de aniversário) 25/07/2013-29/09/2014 118
Lei de Avogadro (mentos e coca-cola) 03/08/2013-29/09/2014 1322
Reação exotérmica (Produção de H2) 10/08/2013-29/09/2014 61
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Resultados (aspectos 3-4) Número total de visualizações no canal de vídeos (por vídeo) Conteúdo Período de coleta de
estatísticas
Visualizações
1a Lei da Termodinâmica (barco a vapor) 17/08/2013-29/09/2014 13264
Calor de Neutralização 17/08/2013-29/09/2014 170
Capacidade calorífica (balão e água) 24/08/2013-29/09/2014 429
Entalpia de combustão (castanha do Pará) 25/08/2013-29/09/2014 72
Interpretando e relacionando o comportamento
dos gases
25/08/2013-29/09/2014 16
Lei de Boyle (seringa e marshmallow) 22/07/2013-29/09/2014 911
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Discussão dos Resultados
• Dentre os diversos resultados “positivos”, elegemos aqui um deles para “medir” o sucesso do projeto integrado de ensino de termodinâmica mediado por TIC: a métrica “nº de visualizações” dos vídeos.
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Discussão dos Resultados
• Observando que alguns vídeos obtiveram em torno de 1000 visualizações e um que atingiu (até o momento) 13264 , pode-se dizer que obtivemos um relativo sucesso.
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Discussão dos Resultados
• Outro aspecto positivo é que os alunos que cursaram a disciplina tiveram a oportunidade de pesquisar, implementar, realizar, filmar, editar e disponibilizar online vídeos e livros eletrônicos.
• Tais habilidades com certeza farão com que estes venham a ser professores diferenciados.
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Referências • BALL, David W. Físico-Química. Vol.1, São Paulo: Editora Cengage
Learning, 2006. • CHEMISTRY REFERENCE, Disponível em <http://www.chemistry-
reference.com/q_compounds.asp?CAS=7791-13-1>. Acesso dia 03/09/2014.
• GALIAZZI, M. C. et al. A Experimentação na Aula de Química: uma aposta na abordagem histórico-cultural para o aprendizado do discurso químico. In: GALIAZZI, M. C. et al. (org). Construção Curricular em Rede na Educação em Ciências: uma aposta de pesquisa na sala de aula. Ijui: Unijuí, 2007.
• LIDE, DAVID. R. (org); CRC Handbook of Chemical and Physics Constants. 85th Edition. CRC Press LLC. 2005
• PONTOCIENCIA. Disponível em <http://pontociencia.org.br/gerarpdf/index.php?experiencia=902>. Acesso dia 03/09/2014
• USBERCO, João; SALVADOR, Edgard. Química. 5. São Paulo: Saraiva, 2002.