stem na aprendizagem da tabela periódica um trabalho com...
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Universidade de Lisboa
STEM na aprendizagem da tabela periódica
Um trabalho com alunos do 9.º ano
Manuel Pedro Pezerat Correia Azancot de Menezes
Mestrado em Ensino da Física e da Química no 3.º ciclo do Ensino Básico
e no Ensino Secundário
Relatório da Prática de Ensino Supervisionada orientado pela Professora
Doutora Mónica Baptista
2018
Universidade de Lisboa
STEM na aprendizagem da tabela periódica
Um trabalho com alunos do 9.º ano
Manuel Pedro Pezerat Correia Azancot de Menezes
Mestrado em Ensino da Física e da Química no 3.º ciclo do Ensino Básico
e no Ensino Secundário
Relatório da Prática de Ensino Supervisionada orientado pela Professora
Doutora Mónica Baptista
2018
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Agradecimentos
Quero prestar os meus agradecimentos à professora Mónica Baptista, minha orientadora,
pela imensa motivação que me deu, com segurança e sabedoria, durante este período,
principalmente nos momentos mais instáveis. As suas palavras e o seu sorriso, de facto,
revigoraram o meu estado várias vezes. Muito obrigado pelos ensinamentos, pela
orientação e pela simpatia.
Também quero agradecer à professora Liliana Jesuíno, professora cooperante muito ativa,
trabalhadora e divertida, que me aconselhou e orientou ao longo destes dois últimos
semestres. O seu apoio foi crucial, as dicas foram muito bem recebidas e aguardo o
“Manual para totós”, um gesto que eu aprecio muito.
Quero também agradecer à professora Teresa Conceição, pela sua extrema simpatia e
demonstração de interesse em ouvir-me atentamente e discutir comigo e com a turma as
dificuldades e dúvidas que fui tendo. Agradeço também à professora Manuela Rocha,
pelas suas iniciativas em me ajudar, quer na compreensão superior de alguns conteúdos
de Química, quer no apoio conferido às minhas intervenções (obrigado pela rapidez na
obtenção daquelas substâncias essenciais para aquela experiência).
Não posso deixar de agradecer à professora Sofia Freire que, mesmo não estando
envolvida no corpo docente destinado às aulas de IPP, me ajudou imenso na elaboração
de tudo o que se relacionou com os questionários e com o trabalho estatístico. A sua ajuda
foi preciosa e todo o tempo que esteve comigo a apoiar-me, sempre com genuína simpatia,
é extremamente reconhecido.
Quero agradecer também à minha querida mãe, Anabela Correia, pela pessoa que ela é:
sensível, sempre disposta a ajudar os outros e que contribuiu muito para a pessoa que sou
hoje. Quero agradecer, também, ao meu pai, Manuel Menezes, pelo seu apoio e pelo seu
contributo, que me ajudou a estar onde estou hoje. Sem vocês não seria possível –
literalmente.
Patrícia Trindade, ajudaste-me tanto ao longo deste trabalho. Para além disso, foi com a
tua companhia que passei a maior parte do tempo e ter-te por perto ajudou-me
determinadamente a completar esta fase da vida. Obrigado por tudo!
Colegas André Silva e Luís Varela, foi um prazer trabalhar ao vosso lado, com trocas de
ideias bem proveitosas e com momentos bem passados. Desejo-vos um ótimo futuro.
Agradeço, ainda, os alunos com os quais percorri esta experiência. Fazem uma ótima
turma e agradeço muito a vossa empatia, ajuda e empenho durante as aulas.
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Resumo
A sociedade em que vivemos é complexa e muito desenvolvida científica e
tecnologicamente. Para além disso, defrontamo-nos, diariamente, com problemas
igualmente complexos. Neste sentido, torna-se indispensável que os alunos desenvolvam
as suas capacidades para que consigam tomar decisões sobre o mundo que os rodeia.
Ademais, a escola pode dar um forte contributo para o desenvolvimento do seu papel na
sociedade. É fortemente defendido que a articulação entre vários domínios do saber apela,
naturalmente, a contextos mais aproximados à realidade dos alunos e lhes permite
resolver problemas com que se deparam. Uma das possíveis articulações envolve a
abordagem STEM, que diz respeito aos quatro domínios – ciência (science), tecnologia
(technology), engenharia (engineering) e matemática (mathematics). Visto que estes
domínios não aparecem separadamente no mundo real, a sua articulação na sala de aula
pode tornar as aulas de química, e de ciência em geral, mais relevantes aos olhos dos
alunos, potenciando a sua aprendizagem.
Este trabalho tem como objetivo conhecer como uma abordagem STEM influencia a
aprendizagem dos alunos sobre o tema “tabela periódica”, um tópico da disciplina de
química. Mais concretamente, pretende-se dar resposta a três questões de investigação
que dizem respeito às aprendizagens e dificuldades dos alunos, bem como a relevância
que os alunos dão às aulas de química, durante a aprendizagem da tabela periódica,
quando envolvidos numa abordagem STEM.
Para dar resposta às questões que norteiam este trabalho, desenvolveu-se um conjunto de
tarefas, sobre a tabela periódica, que iniciam com um contexto introdutório de engenharia
ou tecnologia e que se desenrolam apelando a conceitos científicos relativos à química.
Teve-se a preocupação de centrar os contextos no quotidiano dos alunos e levá-los a dar
resposta a problemas, mobilizando conhecimento científico.
Este trabalho de cariz investigativo decorreu com uma turma do 9.º ano de 16 alunos, dos
quais sete são raparigas e nove são rapazes, com uma idade média entre os 14 e os 15
anos. A recolha de dados foi feita a partir de questionários, de documentos escritos dos
alunos, de entrevistas e de notas de campo.
Os resultados demonstraram que os alunos, quando envolvidos numa abordagem STEM,
através de tarefas de inquiry ou role-play, partindo de contextos do mundo real, atribuem
uma maior relevância às aulas de química. De acordo com os dados recolhidos, os alunos
apresentaram algumas das dificuldades mais comuns apontadas pela literatura, em relação
a conceitos científicos relacionados com o tópico da tabela periódica. Foi observado,
ainda, que a articulação STEM permitiu aos alunos realizarem aprendizagens.
Palavras-chave: STEM, relevância das aulas de química, “tabela periódica”, literacia
científica.
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Abstract
We live in a complex and extremely scientifically and technologically developed society.
Also, we face equally complex problems daily. This way, it’s crucial that students develop
their skills, so they can make decisions about the world around us. Furthermore, school
can give a strong contribution to their role in society. It’s strongly argued that an
articulation between many knowledge fields calls, naturally, to contexts more familiar to
student’s reality and allows them to solve the problems that arise. One of the possible
articulations is the STEM approach, which refers to four fields – science, technology,
engineering and mathematics. As these fields don’t appear isolated in the real world, their
articulation in the classroom can lead to more relevance given by students to chemistry,
and science in general, classes, increasing the learning potential.
This work has the aim of knowing how a STEM approach influences student’s learning
about the theme “Periodic Table”, a topic of chemistry subject. More specifically, this
work intends to give answer to three investigation questions, referring to the students’
learning developed, difficulties felt, and relevance given to chemistry classes, while
learning the Periodic Table, when involved in a STEM approach.
To give answer to these questions, it has been developed a set of tasks, about the Periodic
Table, that begin with an introductory context about engineering or technology, which
unwind while appealing to the chemistry related scientific concepts. There has been
concern in centering the contexts in the students’ daily life and in leading them to solve
problems, using their scientific knowledge.
This work took place with a 9th grade class of 16 students, including seven girls and nine
boys, with an average age between 14 and 15 years. The data collection was made from
questionnaires, students’ written documents, interviews and field notes.
The results have shown that students, when involved in STEM approach, through inquiry
or role-play, with real world contexts, attribute more relevance to chemistry classes. From
data collected, students exhibited some of the most common difficulties, related to topics
about Periodic Table, pointed in literature. It was also observed that the STEM
articulation allowed students to develop learning.
Keywords: STEM, chemistry classes relevance, “Periodic Table”, scientific literacy.
vi
vii
Índice geral
Índice de quadros ........................................................................................................ ix
Índice de figuras .......................................................................................................... xi
Capítulo 1
Introdução .................................................................................................................... 1
Organização do trabalho .............................................................................................. 3
Capítulo 2
Enquadramento teórico ................................................................................................ 5
Capítulo 3
Unidade de ensino ...................................................................................................... 17
Capítulo 4
Métodos e procedimentos .......................................................................................... 37
Capítulo 5
Resultados .................................................................................................................. 57
Capítulo 6
Discussão, conclusão e reflexão final ...................................................................... 111
Referências bibliográficas ........................................................................................ 119
Apêndices ................................................................................................................... 127
Apêndice A – Planos de aula ................................................................................... 128
Apêndice B – Tarefas .............................................................................................. 205
Apêndice C – Guião das entrevistas ........................................................................ 233
Apêndice D – Questionário ...................................................................................... 235
viii
ix
Índice de quadros
Quadro 3.1 – Principais diferenças entre o ensino tradicional e o ensino por inquiry.
Adaptado e traduzido de: (Kirubaraj & Santha, 2018). .................................................. 23
Quadro 3.2 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 1. Os objetivos
de aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente
dos domínios STEM. ...................................................................................................... 26
Quadro 3.3 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 2. Os objetivos
de aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente
dos domínios STEM. ...................................................................................................... 28
Quadro 3.4 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 3. Os objetivos
de aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente
dos domínios STEM. ...................................................................................................... 30
Quadro 3.5 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 4. Os objetivos
de aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente
dos domínios STEM. ...................................................................................................... 32
Quadro 3.6 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 5. Os objetivos
de aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente
dos domínios STEM. ...................................................................................................... 34
Quadro 4.1 – Dimensões criadas, relacionadas com as ciências física e química, itens que
as compõem e a respetiva consistência interna, antes e depois da intervenção. ............. 52
Quadro 4.2 – Dimensões criadas, relacionadas com as ciências em geral, itens que as
compõem e a respetiva consistência interna, antes e depois da intervenção. ................. 53
Quadro 4.3 - Dimensões e subdimensões criadas no âmbito da questão investigadora:
“Que dificuldades na aprendizagem da tabela periódica sentem os alunos quando
envolvidos numa abordagem STEM?”. .......................................................................... 55
Quadro 4.4 - Dimensões e subdimensões criadas no âmbito da questão investigadora:
“Que aprendizagens sobre a tabela periódica desenvolvem os alunos quando envolvidos
numa abordagem STEM?”. ............................................................................................ 56
Quadro 5.1 – Valores das médias de cada dimensão antes e depois da intervenção, com o
respetivo desvio padrão. ................................................................................................. 62
Quadro 5.2 – Resultados do teste não paramétrico de Wilcoxon. Valor considerado para
probabilidade de significância α = 0,05. ......................................................................... 63
x
xi
Índice de figuras
Figura 2.1 – Modelo das três dimensões da relevância. Cruza exemplos de aspetos no
presente-futuro e quanto ao intrínseco-extrínseco. Adaptado e traduzido de: (Stuckey,
Hofstein, Mamlok-Naaman, & Eilks, 2013)................................................................... 12
Figura 3.1 – Esquema organizador dos tópicos principais, da unidade didática, abordados
nas aulas. ......................................................................................................................... 19
Figura 5.1 – Média das respostas dos alunos para cada item, antes da intervenção. A linha
corresponde à média teórica da escala. ........................................................................... 58
Figura 5.2 – Média das respostas dos alunos para cada item, depois da intervenção. A
linha corresponde à média teórica da escala. .................................................................. 60
1
1 Capítulo 1
Introdução
A existência de problemas ao nível global e a complexidade do mundo em que vivemos,
exige aos cidadãos o desenvolvimento de determinadas competências e aptidões.
Resultados internacionais, como em OECD (2018), dão a conhecer que o
desenvolvimento da literacia científica dos cidadãos e, em particular, de competências
globais (Mansilla & Anthony, 2011) é crucial. Por um lado, para o desenvolvimento
social, económico e cultural de uma sociedade, por outro, para a independência e sentido
crítico de cada um, permitindo participar nas tomadas de decisão que afetam a sua vida
diretamente e que, por conseguinte, melhoram a sua qualidade de vida (Hodson, 2011).
A literacia científica, tendo grande impacte na vida do cidadão e no desenvolvimento e
robustez da própria sociedade pode ser promovida pela escola. De acordo com Reiss
(2015), a vantagem das escolas é que podem envolver todos os elementos da sociedade,
independentemente do seu capital científico e tecnológico, bem como o social e
económico. É de considerar, então, que a grande missão da escola deve ser a de envolver
todos os alunos, equipando-os com as ferramentas necessárias para serem cidadãos ativos,
participativos e com sentido crítico, detentores de conhecimentos científicos e
tecnológicos úteis para a sua vida individual e contribuindo para o desenvolvimento
sustentável da sociedade.
Deste modo, é crucial que a abordagem à educação em ciências seja estratégica e
refletidamente formulada. Os alunos têm de ver as aulas de ciências como relevantes, para
se envolverem realmente nas aulas de ciências e, desse modo, apreenderem (e quererem
apreender) o que é desejável. A relevância dada às aulas permite que os alunos deem um
sentido ao que aprendem, vendo a utilidade, a significância e a importância dos conteúdos
abordados (Holbrook, 2008).
Kotkas, Holbrook e Rannikmäe (2016) referem como uma aprendizagem por
investigação (inquiry), em que os alunos se envolvem ativamente nas aulas, construindo
as suas próprias ideias, promove uma aprendizagem significativa. Os autores indicam que
embora, deste modo, a abordagem aos conteúdos científicos seja mais exigente, favorece
2
uma abordagem baseada em contextos familiares e significativos. Assim sendo, um foco
em capacidades de resolução de problemas e de tomada de decisões sobre situações
científicas num contexto social pode permitir que os alunos façam a ligação das suas
aprendizagens em ciência com o seu dia a dia, atribuindo uma maior relevância às aulas
de ciências (Kotkas, Holbrook, & Rannikmäe, 2016).
Gago (2004) apela, por exemplo, à articulação das ciências, da tecnologia, da engenharia
e da matemática nas aulas, para assegurar uma boa base de literacia científica para os
alunos. A articulação dos domínios das ciências, da engenharia, da tecnologia e da
matemática (STEM) é defendida por providenciar uma mistura de conhecimento
disciplinar e integrado que podem ser aplicados em problemas globais (Rennie et al.,
2012). Para além disso, uma abordagem STEM tem a potencialidade de aludir à
curiosidade natural do aluno, de como as coisas funcionam e a raciocínios que se
direcionam para a resolução de problemas próximos de contextos do mundo real (Moore,
Tank, Glancy & Kersten, 2015). Apesar destas potencialidades, os estudos também
revelam resultados ambíguos no que se refere à aprendizagem dos conceitos científicos
(Means, Wang, Young, Peters, & Lynch, 2016). Além disso, são escassos os estudos que
se centram na sala de aula (ensino formal) com sequências didáticas. Atendendo ao
exposto, este trabalho pretende conhecer a influencia de uma abordagem STEM na
aprendizagem da tabela periódica, subdomínio da componente da química do 9.º ano,
procurando-se responder às seguintes questões orientadoras:
• Que relevância atribuem os alunos às aulas de química, durante a aprendizagem da
tabela periódica, quando envolvidos numa abordagem STEM?
• Que aprendizagens sobre a tabela periódica desenvolvem os alunos quando
envolvidos numa abordagem STEM?
• Que dificuldades na aprendizagem da tabela periódica sentem os alunos quando
envolvidos numa abordagem STEM?
Para dar resposta a estas questões, recorre-se a uma metodologia de investigação mista e
a vários instrumentos de recolha de dados, nomeadamente o questionário, os registos
escritos dos alunos, a entrevista em grupo focado e as notas de campo.
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Organização do trabalho
O presente trabalho está organizado em seis capítulos. No primeiro capítulo, introduz-se
o trabalho, levantando-se o problema e apresentando-se as questões orientadoras que
visam dar-lhe resposta. No segundo capítulo apresenta-se o enquadramento teórico, no
qual se expõem os fundamentos teóricos, com base na literatura, acerca de tópicos deste
trabalho, nomeadamente, a literacia científica, as finalidades da escola e a abordagem
STEM. O terceiro capítulo é destinado à unidade de ensino, composto por três secções.
Começa-se por fazer, na primeira secção, o enquadramento curricular, expondo as metas
curriculares abordadas nesta intervenção, bem como os conhecimentos prévios esperados
dos alunos que se relacionam com os conteúdos envolvidos. Na segunda secção
apresentam-se as dificuldades que outros estudos mostram na aprendizagem da temática
da tabela periódica, temática abordada neste trabalho. Na última secção deste capítulo
descrevem-se as tarefas, indicando o tipo de abordagem feita em cada uma, uma breve
descrição da sua aplicação em sala de aula, bem como os conteúdos abordados nas
mesmas e o número de aulas requerido para as tarefas. Segue-se o capítulo quatro, dos
métodos e procedimentos. Neste descreve-se o método de investigação, procede-se à
contextualização dos participantes envolvidos no estudo, é elaborada a fundamentação
teórica relativa aos instrumentos de recolha de dados com base na literatura e é exposto o
modo como estes são utilizados ao longo deste trabalho. No final deste capítulo apresenta-
se a análise de dados, que expressa o modo como os dados são analisados e apresenta as
categorias e subcategorias de análise que emergiram dos dados recolhidos. O capítulo
seguinte, quinto capítulo, dá o seguimento, apresentando os resultados obtidos, fruto da
recolha de dados guiada pelas categorias e subcategorias formadas e pelas questões
orientadoras deste trabalho. Finalmente, segue-se o último capítulo, capítulo seis,
composto por três secções. Na primeira secção faz-se a discussão de resultados, parte
crucial deste trabalho visto se fazer a interpretação dos resultados obtidos e se
compararem os mesmos com outros estudos. Na secção seguinte, apresenta-se a
conclusão, onde se mostram os contributos deste estudo para estes alunos quanto à
aplicação de uma abordagem STEM em aulas de química e a aspetos que podem ser
melhorados e onde se apresentam sugestões para estudos futuros. Na última secção
escreve-se a reflexão final, na qual se expõem notas reflexivas sobre aprendizagens e
4
dificuldades sentidas ao longo deste mestrado e, em particular, da elaboração deste
trabalho de cariz investigativo.
5
2 Capítulo 2
Enquadramento teórico
No mundo e sociedade em que vivemos, diversos problemas nos atingem direta e
indiretamente. A proliferação da sociedade, como um todo, depende das características
dos seus cidadãos. Deste modo, é crucial que os cidadãos desenvolvam certas
competências e que se queiram envolver e participar na comunidade à sua volta, a fim de
promover uma vida com qualidade, para cada um e para todos. Ao longo deste capítulo
faz-se referência às competências que são vistas como essenciais, bem como à postura
desejada que os cidadãos tenham face aos problemas no contexto do século XXI. Alude-
se, por isso, à importância da escola, e em específico das aulas de ciências, por serem
potenciais promotoras destas qualidades e ao facto desta promoção só ser
verdadeiramente abraçada se as aulas forem relevantes aos olhos dos alunos. Neste
sentido, remete-te à articulação de domínios nas aulas de ciências como uma
potencialidade para promover essa relevância. Em particular, a articulação dos domínios
das ciências, da tecnologia, da engenharia e da matemática (STEM).
Literacia científica e a função da escola
É, hoje, fortemente reconhecido que o crescimento económico e que a capacidade para se
encontrarem soluções para os complexos problemas sociais e ambientais está associado à
literacia científica dos cidadãos (OECD, 2018).
Quanto aos problemas existentes atualmente, Mansilla e Anthony (2011) apontam para
três grandes campos que moldam, de forma significativa, a vida: a economia global em
decadência e as diferentes procuras ao nível do emprego; a nova e abundante migração
internacional e as consequentes relações interculturais entre todos, como cidadãos; e a
instabilidade climática e a necessidade crescente de uma gestão ambiental global. Todos
estes problemas provêm e podem ser contestados pela própria comunidade. Apela-se,
então, há necessidade de os cidadãos serem competentes globalmente. Jovens
globalmente competentes estarão preparados para uma compreensão dos problemas com
6
que se deparam no seu dia a dia e dos fenómenos que os rodeiam, reconhecendo
perspetivas, comunicando com audiências diversas e agindo de forma competente
(Mansilla & Anthony, 2011).
Constribuir para o cidadão competente é reconhecer que é impotante que se deve
promover a sua literacia, tendo presente que “desenvolver a literacia científica deve ser
um contínuo objetivo de todos os indivíduos (Bybee, Carlson-Powell, & Trowbridge,
2008, p.91). A literacia está relacionada com a capacidade de o cidadão ler e escrever,
bem como perceber e interpretar o que é lido (Dicionário Priberam da Língua
Portuguesa). Norris e Philips (2003) fazem uma análise profunda relativamente às
implicações que a literacia, no sentido fundamental do termo, tem na literacia científica.
Os autores fazem a relação da leitura [e da escrita], aptidões de alguém com literacia, com
os processos de raciocínio exigidos pelas mesmas. Como afirmam, “saber o significado
de uma palavra, não leva ao significado de uma proposição e saber o significado de uma
proposição não leva ao significado de um texto” (Norris & Philips, 2003, p. 227). Ler
requer um envolvimento ativo e sentido crítico e de interpretação por parte de um leitor
com literacia. E, o conhecimento científico apenas pode ser articulado e comunicado
através de texto e dos símbolos, diagramas, gráficos e equações associados. Portanto, o
envolvimento na ciência, os contributos para debates sobre ciência e o acesso à educação
científica não são possíveis sem um nível suficiente de literacia (Hodson, 2011). Posto
isto, e ao se analisar o termo literacia científica e ao que a mesma se refere, é possível
distinguir-se, em diversas definições do termo, duas perspetivas: uma micro e uma macro.
Na primeira, micro, focam-se os seus benefícios e atributos segundo uma perspetiva
individual, isto é, relativa ao cidadão como indivíduo. Enquanto na segunda, macro,
focam-se os benefícios que a promoção da literacia científica traz para a sociedade global
(Laugksch, 2000, referenciado por Yacoubian, 2018).
De uma perspetiva micro, em contexto com o mundo atual, indivíduos científica e
tecnologicamente literatos têm acesso a uma maior variedade de oportunidades de
emprego e conseguem atender positiva e competentemente à introdução de novas
tecnologias no local de trabalho. Também no seu dia a dia têm mais independência quanto
ao uso de novas tecnologias, que embora sejam cada vez mais autossuficientes e
dispensem elevados conhecimentos para o seu manuseamento, levaria a uma grande
confiança nos especialistas. No fundo, as pessoas com literacia científica têm mais
autonomia e são mais informadas e críticas para tomar, face a quem tem poder, decisões
7
políticas, sociais, económicas, éticas e ambientais que afetam diretamente a sua vida
diária. A literacia científica fornece ainda, ao nível individual, uma base para os
indivíduos não darem uma credibilidade imediata às informações provenientes da
Internet, bem como das “ciências alternativas”. Resulta, por isso, não só em pessoas com
mais capacidades e mais conhecimento, mas também, em pessoas mais capazes para
tomar decisões morais e éticas. Pois, é necessário saber-se quando aceitar e quando
questionar, quando confiar e quando não confiar. É, no mundo de hoje, crucial que cada
um compreenda quão fidedignos e válidos são os dados recolhidos e interpretados, bem
como que reconheça as incertezas associadas ao conhecimento científico (Hodson, 2011).
Hodson (2011) resume, deste modo, o que entende como a função principal da literacia
científica em cada indivíduo:
A função mais importante da literacia científica é conferir, ao indivíduo, uma certa
independência intelectual e autonomia pessoal: primeiro, uma independência da
autoridade, segundo, uma disposição para testar a plausibilidade e aplicabilidade
de princípios e ideias para si próprio […]; terceiro, uma inclinação para olhar para
além do superficial e abordar os fundamentos ideológicos da ciência e da
tecnologia, as estruturas econômicas e políticas que os sustentam e as normas e
práticas que acomodam algumas visões e alguns participantes, mas marginalizam
ou excluem outros; quarto, sensibilidade às complexas interações de classe, raça,
género, linguagem, conhecimento e poder; quinto, a capacidade de formar
intenções e escolher um curso de ação de acordo com uma escala de valores que
seja por si mesmo formulada; sexto, um compromisso com a crítica e constante
reavaliação do próprio conhecimento, crenças, atitudes e valores. Por outras
palavras, o propósito fundamental da literacia científica crítica é ajudar as pessoas
a pensar por si mesmas e chegar a suas próprias conclusões sobre uma série de
questões que têm uma dimensão científica, tecnológica e/ou ambiental (pp. 27-
28).
De uma forma semelhante, Holbrook (2008) apela a uma visão de literacia científica que,
para além da compreensão dos aspetos fundamentais dos conceitos científicos, alberga a
funcionalidade dentro da sociedade como seu objetivo primário e que, portanto, salienta
os processos e as interações sociais como sendo considerados os elementos principais.
Harlen (2009), citado por Comissão Europeia (2011), acrescenta que a natureza da
ciências e as limitações dos seus processos devem, também, fazer parte da compreensão
de alguém com literacia científica e que este indivíduo deve ser capaz de usar estas ideias
para tomar decisões como cidadão informado e interessado. A palavra “interessado”
remete ao aspeto mais macro da conceção de literacia científica, isto é, relativo à
sociedade como um todo. Segundo esta perspetiva, é de notar que, não só a qualidade e o
8
tipo de aptidões dos cidadãos são importantes, mas também o desejo de participar na
comunidade envolvente.
Neste sentido, Hodson (2011) refere, como benefícios para a sociedade, que os seus
elementos, munidos de literacia científica, contribuam para melhorar a democracia e
promover uma cidadania mais responsável. Para além disso, aponta também a sua
importância para melhorar a economia, pelo fluxo contínuo de engenheiros e cientistas.
Mas, acima de tudo (na perspetiva macro), ter literacia científica é, também, ser ativo
política e socialmente, de um ponto de vista da prosperidade social. Uma pessoa com
literacia científica é alguém que, para além de ser capaz de usar o conhecimento
científico, está disposta a envolver-se em discursos fundamentados sobre ciência e
tecnologia que requerem competências para explicar fenómenos naturais e tecnológicos
cientificamente, avaliar e projetar investigações de teor científico e interpretar evidências
e dados cientificamente (OECD, 2015).
Note-se, agora, como este termo – literacia científica – é adequado e vem, cada vez mais,
a ser utilizado nas discussões sobre o tópico da educação em ciências e das suas
finalidades e consequências (Reis, 2006). Isso é expectável visto que a escola é, dada a
presente estrutura social, o principal meio com as potencialidades para promover a
literacia e a literacia científica. É o espaço onde as crianças passam grande parte do seu
tempo e, para além disso, permite incluir os que têm um baixo capital científico, isto é,
aqueles que nunca são levados a museus ou a centros de ciências, ou que não têm nenhum
familiar adulto ou amigo com alguma concexão à ciência, ou que não são encorajados
para ver programas de televisão, nem a ler livros sobre ciência (Reiss, 2015).
Será legítimo envolver todos os alunos? Reis (2006) aponta, segundo argumentos de
diversos campos, para alguns aspetos a ter em consideração quando se pretende promover
a educação em ciências para todos. Pois, se por um lado, precisamos de uma formação
contínua de cientistas e engenheiros, por outro, nem todas as crianças pretendem seguir
uma carreira científica, banalizando os conteúdos de um fraco currículo científico
direcionado para tal. Se, por um lado, é vantajoso para cada um ter conhecimentos e
aptidões úteis para a resolução de problemas diários relacionados com os instrumentos
científicos e tecnológicos cada vez mais avançados e autónomos, por outro, talvez não
seja fulcral a educação científica para essa resolução. Se, por um lado, as decisões
tomadas democraticamente sobre implicações sociais, económicas, políticas e ambientais
relacionadas com a ciência e a tecnologia podem ser mais fidedignas se todos os cidadãos
9
derem o seu voto de forma independente e científico-tecnologicamente consciente, por
outro, há uma tendência, relacionada ao baixo apelo ao sentido crítico na educação das
crianças, para que este tipo de conhecimento necessite da aprovação de uma entidade
superior para se tornar válido para o próprio (Reis, 2006).
É, contudo, de considerar que a promoção da literacia científica se deve vincular, sim, à
missão da escola, tal como o autor conclui, aludindo à existência de “vários caminhos
para a literacia científica” (Reis, 2006, p.182). Uma das grandes missões da escola deve,
então, ser a de promover a literacia, e em particular a literacia científica, a todas as
crianças, para que estas se possam tornar cidadãos participativos e com sentido crítico,
detentores de conhecimentos científicos e tecnológicos úteis para a sua vida individual e
contribuindo para o desenvolvimento sustentável da sociedade em que vivem.
A educação, no entanto, que se guia pela preservação da ordem social existente, como a
maior parte da educação atual, gera estudantes que são preparados para ser obedientes,
educado, condescendente e disposto a aceitar a existência de estruturas sociais
hierárquicas, deixando as decisões políticas diárias para um conjunto de representantes
eleitos, em colaboração com os setores industrial, económico e militar. Já a educação com
vista à crítica social e à transformação social, prepara estudantes a serem cidadãos
informados, críticos e ativos, dos quais é expectável haver uma participação plena nos
processos de decisão das comunidades ao seu redor (Hodson, 2011). Em particular, a
educação em ciências pode providenciar o conhecimento necessário para “desenvolver
soluções efetivas para (…) problemas globais e locais” e pode promover “o tipo de
respeito inteligente pela natureza que deve fundamentar decisões quanto ao uso de
tecnologia”, importante para a nossa vida, tal como a conhecemos (Hodson, 2011, pp.11-
12).
A escola tem, ainda, um papel crucial em munir os alunos com uma literacia científica
que seja globalizante, isto é, que apte os alunos, também, com competências globais, com
as quais aprendam sobre o mundo, de modo a poderem participar inteiramente nele. O
Conselho Europeu (na declaração Maastrich Global Education Declaration) vê uma
educação dita global como aquela que elucida os alunos sobre a realidade do mundo e
alerta-os para a importância de um mundo com uma maior justiça, equidade e direitos
humanos para todos, bem como a sustentabilidade, a paz e a prevenção de conflitos, a
interculturalidade e a cidadania (Mansilla & Anthony, 2011).
10
Deste modo, é crucial ser definido ao nível curricular como chegar a todos os alunos e,
mais importante, chegar a todos de uma forma relevante. Hoje, no entanto, as crianças
veem a escola como uma obrigação e não como um espaço onde podem crescer e
preparar-se adequadamente para a vivência em sociedade. Da mesma forma, a ciência é
vista como uma disciplina à qual apenas têm de “passar”, desprovendo as diversas
vantagens e aprendizagens úteis que poderiam fazer parte da sua vida futura (Buntting,
Gunstone, Corrigan, Dillon, & Jones, 2015)
Neste sentido, a educação em ciências é, de acordo com Reiss (2015), muito limitada do
ponto de vista conceptual em relação aos seus objetivos, o seu currículo, o seu ensino e
às avaliações feitas. O autor refere estes aspetos como os principais motivos para a
dificuldade em envolver os alunos e questiona a forma como são, em geral, desenvolvidos
os currículos de ciências. Segundo o autor, “começa pela ciência” e não há uma
consideração refletida acerca do que possa captar o interesse dos alunos, sendo que
“muitos alunos falham em compreender o propósito do que estão a aprender” (Reiss,
2015, p. 25).
Kotkas, Holbrook e Rannikmäe (2016) referem que ensinar ciência, valorizando apenas
a aquisição de conhecimentos científicos não vai ao encontro dos interesses dos alunos,
nem lhes permite construir o seu conhecimento com base em conhecimentos prévios.
Desta forma, tal como evidenciam os autores, o professor deve optar por estratégias de
ensino desafiantes (como é o caso do inquiry) que permitam o envolvimento ativo dos
alunos na construção das suas próprias ideias, fomentando uma aprendizagem
significativa. Ademais, os autores argumentam que as estratégias desafiantes devem ter
como ponto de partida contextos familiares e significativos para os alunos, permitir a
resolução de problemas relacionados com questões científicas, e dar ferramentas para que
os alunos tomem decisões sobre esses problemas num contexto social. Desta forma, os
professores favorecem a ligação das aprendizagens dos alunos em ciências com seu dia-
a-dia, o que foi reconhecido por alunos de química como um elemento significativo num
estudo desenvolvido por Broman e Simon (2015). Na mesma ótica, Fensham (2015)
critica a estrutura de disciplinas pelo facto de, no currículo de ciências da escolas, estas
estarem isoladas (estrutura disciplinar). Afirma, deste modo, que o facto de não haver
articulação entre as mesmas desenvolve nos alunos uma visão da ciência abstrata e
irrelevante para sua vida. Segundo o autor, para que o ensino-aprendizagem reflita
situações com as quais os alunos se depararão no seu dia-a-dia, este deve partir de
11
contextos científicos e tecnológicos do mundo real relevantes, integrando a aprendizagem
de várias disciplinas científicas articuladas.
Mas o que significam contextos relevantes? Considerando o uso desta palavra numa
perspetiva do aluno, a relevância dada ao ensino das ciências é a utilidade, a significância
e a importância que estes veem, de uma forma intrínseca, no que aprendem (Holbrook,
2008).
Quando se pretende tornar o ensino mais relevante, com o desenvolvimento de materiais
didáticos para a educação em ciências, é importante que os professores considerem o
currículo, as necessidades sociais, a empregabilidade ou as necessidades industriais e as
necessidades da comunidade científica, pois estes fatores influenciam a sua perceção de
relevância. Estes materiais devem ser criados tendo em consideração que os professores
tentam implementar a sua compreensão do que é considerado relevante para os alunos
(Kotkas, Holbrook, & Rannikmäe, 2016). Koktas, Holbrook e Rannikmäe (2016) realçam
que para os materiais didáticos motivarem intrinsecamente os alunos para aprender
ciências, estes têm de ver o conteúdo como algo intrinsecamente relevante, mas também,
com uma componente extrínseca imposta aos alunos.
Note-se, então, como a relevância é um conceito não tem uma definição consensual.
Stuckey et al. (2013) questionam quem deve decidir o que é relevante na educação em
ciências: “devem apenas ser os que aprendem os que decidem o que é relevante na
educação em ciências?” (Stuckey et al., 2013, p. 16). Esta questão é extremamente
pertinente, visto que a ênfase ao significado da relevância neste contexto pode ser
manipulado por diversas entidades cujos interesses influenciam os tópicos e os objetivos
pelos quais a educação em ciências se deve guiar. Os autores apontam, por exemplo, para
as entidades que controlam a economia, sendo que estas tenderão a definir o que é
relevante na educação em ciências de modo a aumentar o interesse dos jovens estudantes
a enveredar por carreiras em ciência e tecnologia, tal que contribuam para o crescimento
dessas entidades.
Neste sentido, Stuckey, Hofstein, Mamlok-Naaman, e Eilks (2013) sugerem três
dimensões da relevância da educação em ciências: a dimensão individual; a dimensão
social; e a dimensão vocacional. Na figura seguinte, em cada uma das dimensões, os
autores apresentam exemplos das categorias de ação correspondentes ao cruzamento de
duas perspetivas. Por um lado, uma perspetiva temporal (do presente para o futuro), por
12
outro, uma perspetiva de quão intrínseco é para o indivíduo, na medida em que é mais
proveniente das satisfações do próprio (intrínseco) ou com um incentivo com origem em
fatores externos (extrínseco).
Figura 2.1 – Modelo das três dimensões da relevância. Cruza exemplos de aspetos no presente-
futuro e quanto ao intrínseco-extrínseco. Adaptado e traduzido de: (Stuckey, Hofstein, Mamlok-
Naaman, & Eilks, 2013)
Quanto à dimensão individual, a relevância da educação em ciências para o indivíduo
engloba uma adequação à curiosidade e aos interesses de quem aprende, fornecendo aos
alunos as competências necessárias e úteis para lidar com as suas vidas diárias, hoje e no
futuro, bem como contribuindo para o desenvolvimento de competências intelectuais. A
dimensão social remete à relevância da educação em ciências do ponto de vista social e
dá foco à preparação dos alunos para serem autónomos e levarem uma vida responsável
em sociedade, através da compreensão da interdependência e interação entre ciência e
13
sociedade, desenvolvendo, deste modo, competências para participação social e aptidões
que contribuirão para o desenvolvimento sustentável da sociedade. A dimensão
vocacional consiste em oferecer orientação para profissões e carreiras futuras, preparação
para a continuação da formação vocacional e académica e abrir hipóteses formais de
construção de carreira (Stuckey, Hofstein, Mamlok-Naaman, & Eilks, 2013).
É, então, crucial tomar decisões refletidas e flexíveis sobre os currículos de ciências o e
as finalidades da educação em ciências, de modo que as crianças se envolvam de forma
autêntica e relevante no mundo científico e tecnológico. Pois, só com este envolvimento
se pode alcançar de forma sólida as finalidades desejadas, fazendo prosperar a sociedade
e a vida dos cidadãos. Gago (2004), por exemplo, num relatório da Comissão Europeia
define que um dos objetivos da educação escolar deve ser assegurar uma boa base de
literacia científica para todos os alunos, aludindo à articulação das ciências, da tecnologia,
da engenharia e da matemática nas aulas.
Articulação STEM
A sigla STEM diz respeito aos conhecimentos e aplicações interligados de quatro
domínios: ciência, tecnologia, engenharia e matemática (science, techonolgy,
engineering, mathematics). White (2014) apresenta as seguintes possíveis definições para
cada domínio:
Ciência: o estudo sistemático da natureza e do comportamento do material e do
universo físico, baseado em observação, experimentação e medição, e na
formulação de leis para descrever estes factos em termos gerais.
Tecnologia: o ramo de conhecimento que lida com a criação e o uso de meios
técnicos e a sua inter-relação com a vida, a sociedade e o ambiente, como as artes
industriais, engenharia, ciência aplicada e ciência pura.
Engenharia: a arte ou ciência de fazer aplicação prática do conhecimento das
ciências puras, como a física ou a química, na construção de motores, pontes,
edifícios, minas, barcos e plantas químicas.
Matemática: um grupo de ciências que se relacionam entre si, que inclui álgebra,
geometria e cálculo, centrado no estudo do número, quantidade, forma e espaço e
as suas inter-relações usando notação especializada. (p.4)
A referência à sigla num contexto laboral diz respeito aos empregos nos quais são
requeridas as chamadas competências STEM, definidas pela Comissão Europeia (2015)
como as competências das áreas da ciência, tecnologia, engenharia e matemática que se
14
esperam adquiridas pelos alunos ao concluírem o ensino superior. Estas competências
englobam: “entender a numeracia e ter a capacidade de produzir itens por meio da
matemática, compreender e analisar dados empíricos; ter conhecimento de princípios
científicos e matemáticos; ter sentido crítico e de avaliação para problemas complexos e
vontade de os resolver, aplicando conhecimentos teóricos a problemas práticos; ter
capacidade de comunicar problemas científicos a entidades interessadas e a outros; ter
engenho, raciocínio lógico e inteligência prática” (Comissão Europeia, 2015, p.1).
Neste contexto – laboral – Horta (2013) aponta para o facto de, em Portugal, 50% das
ofertas de emprego requererem profissionais STEM e destas profissões apresentarem
baixas taxas de desemprego no país, comparativamente a outras profissões que requerem
um curso superior. É de notar ainda, como aponta Reiss (2015) que quem se gradua em
áreas STEM recebe, geralmente, um salário acima da média.
Para além disso, de acordo com a Comissão Europeia (2015), é necessário que haja mais
profissionais nestas áreas com qualificações ao nível do ensino superior. Pois, como
reporta a Comissão Europeia (2015), a partir de estudos feitos à qualidade do serviço de
trabalhadores em áreas STEM, foi verificado que existem trabalhadores que embora
tenham competências técnicas que os permitem se incluir nesse tipo de trabalho, não
possuem competências efetivamente STEM. Para além disso, é observado que alguns dos
trabalhadores, embora tenham as competências STEM, demonstram habilidades menos
boas relativamente a competências transversais (soft skills), também importantes para este
tipo de trabalhos, nomeadamente, o trabalho de equipa, a comunicação, a organização das
ideias e do tempo e o pensamento crítico. Por exemplo, nos Estados Unidos da América,
STEM Task Force Report (2014) indica que, de acordo com a U.S. Bureau of Statistics
(2013), os empregos STEM previam-se crescer nos cinco anos seguintes por 21,4%,
sendo que a necessidade de negócios e indústrias globais evolui drasticamente.
É de notar que, em 2012, Jorde e Dillon (2012) se preocupavam com a falta de evidências
acerca da verdadeira necessidade de futuros cientistas e engenheiros, referindo que, não
o sendo, poderia ser imoral persuadir ou encorajar os estudantes a seguirem carreiras
destas áreas. Contudo, a aplicação de uma articulação de disciplinas mostra, ainda, ter
potencialidades para os alunos, ao nível de sala de aula, para as suas vivências e para o
seu futuro como cidadãos. Numa abordagem em sala de aula, a sigla STEM representa,
então, a articulação estratégica dos domínios da ciência, tecnologia, engenharia e
matemática, de forma a potenciar e direcionar o ensino e a aprendizagem. Neste sentido,
15
é visto como importante a promoção e a implementação de uma abordagem STEM nas
escolas, desde cedo e de uma forma integrada e refletida. Com isso é almejado germinar
o interesse e a motivação pela aprendizagem destas áreas e o apropriado desenvolvimento
das competências requeridas num trabalho STEM, mas também, para o desenvolvimento
de competências que são benéficas e próprias para os avanços tecnológicos e sociais da
atualidade (Comissão Europeia, 2015; Moore, Tank, Glancy & Kersten, 2015). Como
referem Moore, Tank, Glancy & Kersten (2015), é essencial que os cidadãos constatem a
importância desta articulação para tomarem decisões mais informadas no seu dia a dia.
Embora Coffey e Alberts (2015), citados por Moore, Tank, Glancy e Kersten (2015),
defendam que integrar a engenharia na educação das ciências implica que mais conteúdo
tem de ser lecionado desnecessariamente, esta posição não é consensual. Diversos autores
defendem que esta integração é benéfica e que vale a pena equilibrar o conhecimento
científico com o conhecimento proveniente de um ensino integrado. Por exemplo,
Venville et al. (2008), referenciados dos por Rennie (2015), verificaram que as
aprendizagens dos alunos relacionadas com a comunidade num currículo integrado
tendem a ser mais idiossincráticas, ou seja, mais próprias de cada um. O seu conhecimento
acerca de conceitos científicos torna-se, por isso, mais apto para ser integrado noutras
disciplinas em problemas de contexto local.
Indo ao encontro destas conclusões, English (2016) afirma que pretendendo-se proceder
à integração STEM e elevar a potencialidade das suas disciplinas, deve-se dar foco tanto
ao conhecimento conceptual, como ao de processos interdisciplinares. O autor remete ao
facto de que nações com bons resultados em testes internacionais e com fortes
articulações STEM, têm bem desenvolvidos currículos que se centram nas competências
do século XXI. Estas competências dizem respeito, por exemplo, a processos de
investigação, à resolução de problemas, ao pensamento crítico, à criatividade e à
inovação.
Deste modo, Rennie (2015) defende que um currículo de ciências deve providenciar um
balanço entre um conhecimento disciplinar e um conhecimento integrado, bem como ter
ligações claras entre o conhecimento local e o global. Referem, nessa lógica, que o
currículo STEM providencia uma mistura de conhecimento disciplinar e integrado,
estabelecidos em problemas locais, atenciosamente escolhidos, que podem ser aplicados
em problemas mais globais. Deste modo, a integração deve ser feita consoante o contexto
educacional, variando de escola para escola e de lugar para lugar. De acordo com os
16
autores, esta abordagem ao currículo envolve uma conexão com a comunidade escolar
que possibilita os alunos de desenvolver uma literacia científica global.
Em defesa desta articulação, Moore, Tank, Glancy & Kersten (2015) referem que uma
abordagem STEM tem as potencialidades de aludir à curiosidade natural do aluno de
como as coisas funcionam e de proporcionar maneiras de pensar desenvolvidas numa
perspetiva de resolução de problemas que se aproximam aos contextos do mundo real
(Crippen & Antonenko, 2018). Os autores defendem que, desde modo, é melhorada a
aprendizagem e providenciada uma visão mais significativa e autêntica do que se ensina
e aprende em sala de aula. Para além disso, e citando NRC (2009), dizem que a integração
STEM apela ao “pensamento de sistemas, criatividade, colaboração, comunicação e
considerações éticas”. Capacidades desejáveis, por parte de todos os cidadãos, para a
resolução mais eficaz dos problemas atuais do mundo (Mansilla & Anthony, 2011).
É de apontar que a promoção de uma abordagem STEM torna-se cada vez mais
proeminente nos EUA e em alguns países da Europa, nomeadamente Portugal, onde têm
vindo a ser aplicadas diversas medidas dentro e fora das escolas (Horta, 2013).
As vantagens de proceder a uma articulação STEM são reconhecidas, mas para além
disso, também o modo como se articulam e integram estes quatro domínios deve ser
estudado e debatido. Segundo STEM Task Force Report (2014), na educação STEM é
muito importante o trabalho de integração entre as quatro disciplinas devendo englobar
uma aprendizagem baseada em problemas do mundo real, através de uma aprendizagem
coesa e ativa. Acima de tudo, este relatório defende que as disciplinas não podem, nem
devem ser ensinadas isoladamente, visto que estas não existem, naturalmente, isoladas no
mundo real.
Como é levantado por English (2016), esta integração pode ser feita segundo diferentes
abordagens: multidisciplinaridade, interdisciplinaridade e transdisciplinaridade. A
multidisciplinaridade envolve o ensino-aprendizagem de conceitos e técnicas essenciais
separadamente em cada disciplina, mas com uma temática em comum. A
interdisciplinaridade diz respeito ao ensino-aprendizagem de conceitos e técnicas de duas
ou mais disciplinas que estão ligados entre si, visando a compreensão mais profunda
desses conceitos/técnicas. Numa abordagem transdisciplinar, os conhecimentos e as
técnicas de duas ou mais disciplinas são aplicados a problemas do mundo real e projetos,
com o intuito de aperfeiçoar a aprendizagem.
17
3 Capítulo 3
Unidade de ensino
Neste capítulo é apresentado um enquadramento curricular do tópico de ensino – tabela
periódica – referindo, primeiramente, as orientações e metas curriculares, bem como os
conhecimentos prévios esperados dos alunos que são relevantes para o ensino desse
tópico. De seguida, apresenta-se uma secção com uma revisão de literatura sobre
dificuldades mais comuns sentidas pelos alunos na aprendizagem da tabela periódica. Na
última secção faz-se uma descrição das tarefas, evidenciando-se os objetivos de
aprendizagem em cada uma, procurando-se evidenciar as aprendizagens associadas à
articulação dos quatro domínios STEM.
Enquadramento curricular
O tema das intervenções deste relatório de ensino da prática supervisionada enquadra-se
no domínio “classificação de materiais” do 9.º ano, mais concretamente no subdomínio
“propriedades dos materiais e tabela periódica”. Dentro desse subdomínio, apenas não
são explorados os tópicos referentes à evolução histórica da tabela periódica e à
identificação dos elementos que existem em maior proporção no corpo humano e outros
que são fundamentais à vida.
Assim, uma das metas curriculares que se incluí nas tarefas é saber identificar, na tabela
periódica, elementos pertencentes aos grupos dos metais alcalinos, metais
alcalinoterrosos, halogénios e gases raros. Estas incluem, além disso, saber explicar a
semelhança de propriedades químicas das substâncias elementares correspondentes ao
longo de cada grupo, para além de justificar a formação de iões estáveis por parte destes
elementos. Também, saber identificar na tabela periódica e distinguir, através de
propriedades físicas e químicas, os metais e os não metais. São ainda abordadas as metas
de determinar o grupo e o período dos elementos químicos da tabela periódica a partir do
seu valor de Z (n.º de protões) ou conhecendo o número de eletrões de valência (grupo) e
o nível de energia em que estes se encontram (período). Para além disso, neste
18
subdomínio, as metas curriculares incluem distinguir informações na tabela periódica
relativas a elementos químicos (número atómico, massa atómica relativa) e às substâncias
elementares correspondentes (ponto de fusão, ponto de ebulição e massa volúmica)
(Fiolhais et al., 2013).
Para a aprendizagem deste tópico, é esperado que os alunos mobilizem alguns
conhecimentos prévios. De facto, no 8.º ano os alunos tiveram oportunidade de
reconhecer que a matéria é constituída por átomos e descrever que estes são constituídos
por protões, neutrões e eletrões; associar nomes de alguns elementos aos respetivos
símbolos químicos, por exemplo, H, C, O, N, Na, K, Ca, Mg, Al, Cl e S; saber a definição
de ião como um átomo que perdeu ou ganhou eletrões; conheçam alguns dos iões mais
comuns, por exemplo, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al3+, NH4+, Cl−, SO42−, NO3−, CO3
2− e OH−;
ter conhecimento de reações de oxidação-redução (por exemplo, a combustão, a corrosão
de metais e a respiração); saber o que são soluções aquosas alcalinas, neutras e ácidas, ter
o conhecimento que duas formas de determinação são com um medidor de pH ou com
indicador universal; e saber representar reações químicas através de equações químicas.
No 9.º ano, antes de se dar início ao tópico, foi explorado pela professora cooperante o
subdomínio “estrutura atómica”. Neste foram introduzidos os vários modelos atómicos,
segundo uma perspetiva histórica (modelos de Dalton, de Thompson, de Rutherford, de
Bohr e o atual da nuvem eletrónica), bem como os símbolos de alguns elementos e a
representação e definição de número atómico e número de massa. Também foram
abordados os conceitos de tamanho e de massa do átomo, sendo o primeiro referente ao
tamanho da nuvem eletrónica – em função do número de camadas – e o segundo ao
número de partículas do núcleo. Foram, ainda, exploradas as definições de isótopo e
massa atómica relativa. Para além disso, foram introduzidos o conceito de níveis de
energia, a representação da distribuição eletrónica e o princípio de energia mínima, bem
como o número máximo de eletrões por cada nível. Foi, também, abordado o conceito de
eletrões de valência e de como estes influenciam o caráter químico dos elementos e a
formação de determinado tipo de iões.
19
Figura 3.1 – Esquema organizador dos tópicos principais, da unidade didática, abordados nas
aulas.
Grupo 17: Halogénios
▪ Elevada reatividade
▪ Reatividade diminui ao
longo do grupo
▪ Sete eletrões de valência
▪ Tendência a formar iões (-1)
Grupo 18:
Gases nobres
▪ Baixa
reatividade
▪ Oito eletrões de
valência
▪ Todos gasosos
à temperatura
ambiente
Grupo 1:
Metais alcalinos
▪ Elevada
reatividade
▪ Reatividade
aumenta ao longo
do grupo
▪ Um eletrão de
valência
▪ Tendência a
formar iões (+1)
Grupo 2:
M. alcalinoterrosos
▪ Elevada
reatividade
▪ Reatividade
aumenta ao longo
do grupo
▪ Dois eletrões de
valência
▪ Tendência a
formar iões (+2)
Características
Saber ler
informações
sobre os
elementos
na Tabela
Periódica
✓ Sólidos
(𝑇𝑎𝑚𝑏),
maleáveis
e
brilhantes
✓ Pontos de
ebulição
e fusão
altos
✓ Sólidos,
líquidos
ou
gasosos
(𝑇𝑎𝑚𝑏)
✓ Pontos de
ebulição e
fusão
baixos
Saber explicar a
semelhança de
propriedades químicas
de elementos do
mesmo grupo
Saber identificar na T.P. e distinguir (pelas suas características)
os metais, os semimetais e os não metais.
Grupos – relacionados o
n.º de eletrões de valência
Per
íodos
– r
elac
ionad
os
o
n.º
de
cam
adas
ocu
pad
as
1 2
17 18
20
Dificuldades dos alunos acerca da tabela
periódica
Nesta secção apresentam-se as dificuldades mais comuns, revistas na literatura, que se
relacionam com a aprendizagem da tabela periódica. Nas citações dos estudos que se
seguem infere-se que as conclusões reveladas acerca das dificuldades de alunos do nível
de ensino superior são válidas para alunos do ano em vigor neste trabalho.
As dificuldades na aprendizagem dos conceitos científicos relacionados com o tópico da
tabela periódica surgem principalmente devido a estes conteúdos de química exigirem
uma assimilação que atinja simultaneamente o nível macroscópico/observável, simbólico
e submicroscópico/molecular. A compreensão dos conceitos ao nível
submicroscópico/molecular e a passagem para o macroscópico é uma grande dificuldade
dos alunos ao nível global. Devido ao mundo submicroscópico não ser associado às
experiências do dia-a-dia, surge a necessidade de usar as representações externas de modo
a facilitar a compreensão desse mundo. Estas, aplicadas de maneira correta, podem
permitir aos alunos que percecionem e descrevam o mundo submicroscópico, mas
também, que o consigam relacionar com o mundo macroscópico, na medida em que
compreendem as relações entre estes três níveis: submicro (molecular), simbólico
(representações externas) e macro (observável) (Gilbert, 2005). No entanto, é notada
dificuldade em representar por desenhos ou ler representações do mesmo, aptidões
cruciais para a utilidade das representações externas (Mammino, 2008).
Ali (2012) nota como uma das principais dificuldades dos alunos provem dos
conhecimentos prévios que possuem, sendo que é evidenciado no seu estudo a falta de
compreensão de conceitos muito básicos de química. No seu estudo, os alunos
apresentam, desde logo, dificuldades quando abordam um novo conceito, tendendo a
memorizar, como ferramenta de auxílio, em vez de compreender. É possível, porém, que
isso suceda, em parte, pelo tipo de abordagem que os professores fazem aos tópicos. Por
exemplo, Mammino (2008) aponta para o facto do ensino se focar na abordagem abstrata
e simbólica, tal como é necessário para o tópico, mas que os professores não apresentam
os níveis macroscópico e submicroscópico ao mesmo tempo, levando a um conhecimento
fragmentado e uma aprendizagem superficial com dificuldade em relacionar os três níveis
(Gilbert, 2005). Driver, Squires, Rushworth e Wood-Robinson (2006) referem que alguns
21
alunos, mesmo conseguindo apreender a ideia de partícula individual, com um modelo de
esferas (átomos) e segmentos de reta (ligações), têm dificuldade de, em simultâneo,
assimilar a ideia de milhões dessas partículas envolvidas numa observação macroscópica.
De um modo geral, os alunos demonstram dificuldades principalmente na aplicação de
conceitos e em produzir conclusões complexas (Franco-Mariscal, Oliva-Martinez, & Gil,
2016), bem como na tradução de conceitos abstratos em ideias concretas (Mokiwa, 2017).
Mais concretamente, alguns conceitos que provocam confusão no raciocínio dos alunos
relacionam-se com a constituição do átomo, com a qual apresentam uma “falta de
produndidade e amplitude na compreensão” (Ali, 2012, p.9). Alguns alunos fazem
confusão entre as características das subpartículas (protão, neutrão e eletrão) quanto à sua
carga (positiva, negativa) e à sua posição no átomo (núcleo, nuvem eletrónica) ao serem
introduzidos aos modelos atómicos (Ali, 2012). Esta confusão pode levar a dificuldades
na aprendizagem das propriedades dos elementos químicos. Para além disso, ao nível
nuclear, têm dificuldade na relação entre o número de nucleões, isto é, na quantidade de
neutrões relativamente ao número de protões num núcleo. De acordo com Mokiwa
(2017), parte do problema reside de os alunos não perceberem o porquê da existência dos
netrões, pelo facto de o hidrogénio ter número atómico igual a um e, logo, ter um núcleo
constituido por um protão. O autor refere que, a certa altura, os alunos pensam, para os
átomos com um número atómico superior, que o número de neutrões iguala-se ao número
de protões, verificando que é falso este pensamento ao abordar elementos cujo número
de nuclões é ímpar. Deste modo, alguns alunos acabam por ligar “neutrão” à palavra
“neutralização” e assumem que os neutrões são protões neutralizados.
Relacionado com a organização e leitura da tabela periódica, os alunos revelam
dificuldades em compreeder alguns aspetos. Por exemplo, alguns alunos não
compreendem a razão da existência atual dos grupos e dos períodos, ou seja, não associam
a relação dos grupos com os eletrões de valência dos elementos e dos períodos com o
nível energético da sua camada de valência (Mokiwa, 2017).
Outras dificuldades estão ainda associadas a conceções alternativas que provêm das
palavras usadas nos discursos do dia a dia que se misturam com os conceitos científicos.
Alguns alunos usam o conceito de “material” para se referir à constituição de um objeto
e o conceito de “átomo” para o resultado final das subdivisões sucessivas feitas a esse
material. Deste modo, assumem que esse átomo tem as propriedades macro do material
22
correspondente (Driver, Squires, Rushworth, & Wood-Robinson, 2006). Para além disso,
note-se a existência do significado duplo de “elemento químico”. Pois, por um lado, é-
lhe atribuido o significado de átomo, por outro, é visto como uma substância real, presente
do nosso dia a dia. Deste modo, a tabela periódica ganha dois significados: “a tabela dos
átomos dos elementos” e a “tabela dos elementos como substâncias” (Franco-Mariscal,
Oliva-Martinez, & Gil, 2016).
Descrição das tarefas
Com o intuito de se definirem contextos relacionados com as áreas STEM, decide-se
organizar a sequência de tarefas em função de cada grupo da tabela periódica, em vez de
se começar por introduzir a tabela periódica e os seus grupos e períodos, os grupos
principais, os eletrões de valência de cada grupo, como o recomendado nas metas
curriculares (Fiolhais et al., 2013). Deste modo, neste trabalho opta-se por desenvolver
uma tarefa para cada um dos grupos da tabela periódica (um, dois, 17 e 18 – totalizando
quatro tarefas iniciais) e uma tarefa final na qual se constrói, em turma, parte da tabela
periódica.
O desenrolar das tarefas iniciais dá-se de uma perspetiva macro para uma perspetiva
submicro. Isto é, começa-se por abordar um contexto real, relacionado com a engenharia
ou a tecnologia (macro), onde são usados os elementos químicos em estudo, procedendo-
se, depois, à análise das suas características químicas (submicro).
A alusão aos conceitos científicos com contextos do mundo real é um dos argumentos de
uma abordagem STEM (Crippen & Antonenko, 2018). Assim, os contextos utilizados,
para além estarem relacionados com aspetos da engenharia e da tecnologia (E, T),
procuram ser familiares aos alunos e alusivos a problemas do mundo real. Para além
disso, o desenrolar de algumas das tarefas inclui a necessidade de aplicar conceitos
matemáticos (M) em vigor no ano em que os alunos se encontram (Bivar, Grosso,
Oliveira, & Timóteo, 2013).
São cinco as tarefas produzidas ao longo deste trabalho (Apêndice B) e preparadas e
abordadas nas aulas com os respetivos planos de aula (Apêndice A). Nas tarefas um, dois,
três e cinco, as aulas têm uma abordagem inquiry pelo que iniciaram com um problema
contextualizado que tem de ser resolvido pelos alunos através da investigação. Nestas
23
tarefas, os alunos respondem, de um modo geral, por pares, consoante estão sentados nas
carteiras. Na quarta tarefa opta-se por uma abordagem de role-play, pelo que os alunos,
dispostos por grupos, assimilaram um conjunto de conhecimentos e, posteriormente,
partilharam-no com os colegas. Trata-se de um role-play na medida em que cada grupo
de alunos tem um certo tópico para se “especializar” e, por meio de discussões, se chega
a uma conclusão conjunta. As tarefas têm uma duração total de 15 aulas de 45 minutos.
Abordagens em sala de aula: inquiry e role-play
Um ensino por investigação, ou inquiry based learning (ou por vezes abreviado, inquiry)
trata-se, de acordo com Kirubaraj e Santha (2018), de uma orientação em direção a uma
aprendizagem que é flexível e aberta, e que abre e se baseia em competências variadas e
em recursos do corpo docente e dos alunos. Neste tipo de abordagem o aluno é o centro
do ensino-aprendizagem e o professor, um orientador. Kirubaraj e Santha (2018), ilustra
um quadro que realça as diferenças principais entre o ensino por inquiry e o ensino
expositivo tradicional:
Quadro 3.1 – Principais diferenças entre o ensino tradicional e o ensino por inquiry. Adaptado e
traduzido de: (Kirubaraj & Santha, 2018).
Ensino tradicional Ensino por inquiry
Centrado no professor Dirigido pelo aluno
Professor como transmissor do
conhecimento
Professor como facilitador da
aprendizagem
Domínio de conteúdo Domínio de conteúdo e outras
competências
A aprendizagem segue um caminho
vertical e linear
A aprendizagem é como uma rede de
conhecimentos, podendo desenvolver-se
linearmente ou em espiral
A avaliação é criada pelo professor A avaliação requer algum input por parte
do aluno
É, então, um modelo assente no construtivismo que encoraja os alunos a interagir com os
conteúdos abordados na aula (Coffman, 2017).
Windschitl, Thompson e Braaten (2008) propõem, por exemplo, um modelo de inquiry
cujo objetivo, no contexto das aulas de ciências, é os alunos serem capazes de desenvolver
capacidades de argumentação relativamente a como é que o mundo natural funciona,
aludindo a passos cruciais para o envolvimento dos alunos na aprendizagem. Ao longo
24
deste processo de aprendizagem, segundo este modelo, os alunos fazem previsões,
formulam hipóteses, procuram evidências e constroem argumentos, regressando a cada
um dos passos, quando necessário. Estes passos incluem um envolvimento ativo no
processo e contribuem, segundo os autores, para uma aprendizagem mais robusta.
De acordo com Coffman (2017), os alunos compreendem o mundo de uma forma
significativa fazendo questões, pesquisa e formulando decisões informadas. E, tal como
refere Kirubaraj e Santha (2018), um ensino por inquiry permite aos alunos
experienciarem uma aprendizagem que simula situações do mundo real, aumentando a
retenção e a aplicabilidade do conhecimento adquirido.
Como desafios a uma aprendizagem deste tipo Edelson, Gordin e Pea (2011) referem que
as técnicas de investigação científica requerem um determinado nível de precisão e
cuidados que não são requeridos aos alunos no seu dia-a-dia. Se os estudantes não forem
capazes de perceber essas técnicas, não se conseguirão liderar investigações que
produzam resultados significativos. Para além disso, visto que o conhecimento científico
prévio é necessário para a construção do conhecimento, a falta de conhecimentos prévio
por parte dos alunos pode dificultar a elaboração inicial das suas ideias. Posto isto, mais
um desafio do inquiry refere-se ao professor. Este diz respeito há necessidade de um
maior esforço e de mais capacidades por parte do professor que orienta os alunos, pois
estes podem seguir raciocínios com caminhos muito divergentes do que se pretende que
aprendam (Edelson, Gordin, & Pea, 2011).
O role-play, no contexto do ensino-aprendizagem, é outra possível abordagem nas aulas.
McSharry e Jones (2000) apresentam a definição do termo que, segundo o dicionário de
Oxford, significa: “comportar-se de acordo com uma função específica”.
De acordo com Cherif e Somervill (1995), um ensino-aprendizagem baseado no role-play
providencia uma oportunidade para “encenar” conflitos, recolher informação sobre
problemas sociais, aprender a colocar-se na posição de outros e melhorar as competências
sociais dos alunos. Por isso, os autores defendem que o role-play constitui uma parte
indispensável para o desenvolvimento humano e oferece uma oportunidade única de
resolver dilemas interpessoais e sociais.
25
Esta abordagem encoraja, então, os alunos a envolverem-se física e intelectualmente nas
aulas, permitindo que se expressem em contextos científicos e que desenvolvam uma boa
compreensão de conceitos difíceis (McSharry & Jones, 2000). Segundo McSharry e Jones
(2000), uma das vantagens desta abordagem é que dá aos alunos uma sensação de domínio
do conteúdo, por terem de ser capazes de explicar uma certa temática aos seus colegas,
por exemplo. Ora, as discussões que se geram no âmbito do role-play (e não só) permitem,
segundo Dillon (1994), que se proponham e se examinem diferentes pontos de vista. Os
participantes, ao conversarem e se relacionarem desta forma, começam, em conjunto, a
formar respostas mais satisfatórias às questões que lançaram a discussão. Possivelmente,
estes sucedem em ter “uma melhor compreensão, uma nova apreciação, um julgamento
mais sábio, uma determinação mais firme” (Dillon, 1994, p.7).
26
Tarefa 1: As baterias dos telemóveis (elementos do grupo 1)
A primeira tarefa está dividida em três partes: a parte 1, na qual é introduzido o contexto
e se realiza a atividade laboratorial; a parte 2, onde se exploram as explicações científicas
relacionadas com a reatividade dos metais alcalinos; e a parte “vai mais além…”, que é
destinada à articulação STEM. A tarefa tem a duração de três aulas de 45 minutos.
Quadro 3.2 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 1. Os objetivos de
aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente dos domínios
STEM.
Tópico Objetivos de aprendizagem
Química STEM
• Metais alcalinos;
• Carácter químico
dos hidróxidos
dos metais
alcalinos;
• Eletrões de
valência e
reatividade dos
metais alcalinos;
• Formação de iões
estáveis (catiões).
Conhecer alguns metais
alcalinos e identificá-los na
tabela periódica;
Conhecer e identificar o
carácter alcalino dos
hidróxidos dos metais
alcalinos (lítio, sódio e
potássio) resultantes da sua
reação com a água;
Identificar algumas
características próprias dos
metais (brilho e
maleabilidade);
Saber representar a
configuração eletrónica de
elementos;
Saber que os metais
alcalinos têm um eletrão de
valência e saber justificar
que esta é a razão da sua
grande reatividade;
Saber justificar a
diminuição da reatividade
ao longo do grupo;
Conhecer a razão de terem
tendência a formar iões de
carga +1.
Conhecer a constituição
de parte das baterias de
telemóveis (tecnologia);
Saber ler e interpretar
histogramas
(matemática);
Ter sentido crítico na
escolha de um produto à
escala industrial, com
base em diversos fatores
(engenharia).
A parte 1 começa por apresentar um problema colocado por três amigos relacionado com
a constituição das baterias de telemóvel, contexto ligado à tecnologia. O problema é: visto
27
que as baterias de ião dos telemóveis podem ser de ião lítio, ião sódio ou ião potássio, e
que estes três elementos se encontram no mesmo grupo da tabela periódica, será que
apresentam características semelhantes?
Os alunos começam por identificar este problema, através de uma discussão em turma.
Segue-se a planificação de uma atividade que permite dar resposta a este problema, isto
é, verificar se os elementos têm características semelhantes. Realiza-se a atividade, que
consiste em fazer a reação dos três metais com a água e, para além de observar a reação
em si, verificar o carácter químico da solução resultante através da mudança de cor da
fenolftaleína. Verifica-se, finalmente, que o carácter químico das soluções resultantes é
alcalino nas três reações e que todos os metais reagem à água.
Depois, é pedido que os alunos representem as reações químicas por meio de uma equação
química ou um esquema de palavras. Segue-se a explicação científica, por parte de cada
aluno, do carácter químico. Por fim, é respondida à questão inicial.
A parte 2 é constituída por duas questões: a primeira em que se pede a explicação acerca
da elevada reatividade dos elementos; e a segunda em que se pede a explicação da
variação da reatividade ao longo do grupo.
Na última parte da tarefa é questionada a razão de as baterias de telemóvel de hoje serem
maioritariamente de ião lítio. São fornecidas algumas evidências sobre as baterias de ião
lítio, ião sódio e ião potássio relativamente à eficiência energética, custos de produção,
tempo de vida e abundância no planeta Terra. É, então, pedido que os alunos refiram qual
acham que deve ser a bateria usada, justificando com base nas evidências. Deste modo,
os alunos deparam-se com uma situação de escolha de um produto a uma escala industrial,
tendo em conta diversos fatores, de âmbito ambiental (abundância dos elementos e
sustentabilidade do planeta Terra), económico (custos de produção das baterias),
científico-tecnológico (eficiência energética e tempo de vida) e pessoal, evidenciando o
caráter de engenharia implícito na tarefa. A abundância dos elementos no planeta Terra é
apresentada sob forma de histogramas, apelando a conhecimentos matemáticos relativos
à leitura e análise de gráficos que estão a ser dados neste ano.
28
Tarefa 2: Calçada portuguesa (elementos do grupo 2)
A segunda tarefa da sequência tem uma estrutura semelhante à primeira e é composta por
uma primeira parte onde se introduz o contexto e se abordam os conceitos científicos
inerentes e uma parte final “vai mais além…”, na qual se inclui a utilização de conceitos
matemáticos. Ambas as partes são iniciadas com uma questão colocada pelos
intervenientes do contexto, ou seja, uns amigos que estão a visitar Portugal, que ficam
deslumbrados com a calçada portuguesa. A tarefa tem a duração de 3 aulas de 45 minutos.
Quadro 3.3 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 2. Os objetivos de
aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente dos domínios
STEM.
Tópico Objetivos de aprendizagem
Química STEM
• Metais
alcalinoterrosos;
• Caráter químico
dos hidróxidos
dos metais
alcalinoterrosos;
• Eletrões de
valência e
reatividade dos
metais
alcalinoterrosos.
• Formação de iões
estáveis (catiões).
Conhecer alguns metais alcalinoterrosos e identificá-los na tabela periódica;
Conhecer e identificar o carácter alcalino dos hidróxidos dos metais alcalinos (lítio, sódio e potássio) resultantes da sua reação com a água e da reação dos seus óxidos com a água;
Identificar algumas características próprias dos metais (brilho e maleabilidade);
Saber representar a configuração eletrónica de elementos;
Saber que os metais alcalinoterrosos têm dois eletrões de valência e saber justificar que esta é a razão da sua grande reatividade, embora menor do que a dos metais alcalinos;
Saber justificar a diminuição da reatividade ao longo do grupo;
Conhecer a razão de terem tendência a formar iões de carga +2.
Desenvolver e conhecer
técnicas de nivelamento da
calçada através de
conhecimentos
matemáticos:
perpendicularidade entre
retas e planos; paralelismo
entre retas e planos e entre
planos e planos. E relação
destes com o mundo da
física: os efeitos gravíticos
que permitem usar essas
aplicações neste contexto
(ciência, matemática).
Conhecer metodologias
usadas para o
aperfeiçoamento de
construções feitas pelo ser
humano.
29
A primeira pergunta, que dá início à primeira parte, é “Qual será a constituição química
destas pedras?”. Os alunos começam por tentar dar resposta a esta pergunta, pesquisando
na Internet nos seus smartphones. Nas questões seguintes identifica-se o elemento que se
pretende estudar e que está presente nessa constituição: o cálcio. Da mesma forma que a
tarefa anterior, procura-se generalizar as características deste elemento com outro
elemento do mesmo grupo: o magnésio. Posto isto, os alunos planificam uma atividade
que permita verificar a semelhança nas características destes metais. Depois, realizam a
atividade que consiste, por um lado, em fazer reagir o magnésio com o oxigénio e os
respetivos óxidos desta reação com a água, e por outro, fazer reagir o cálcio com a água.
Após a experiência laboratorial, os alunos referem qual o carácter químico de ambas as
reações: alcalino e escrevem, através de uma equação química ou esquema de palavras,
as reações químicas. De seguida, é pedido aos alunos que expliquem a reação destes
elementos e, também, a variação da reatividade ao longo do grupo, tal como se fez na
tarefa 1.
Na última parte da tarefa, é referido que o chão da calçada exige processos de alisamento
e a pergunta inicial é “como têm a certeza de que o chão está na horizontal?”. Os alunos
planeiam uma atividade que permita responder a esta questão. Este planeamento têm um
teor de engenharia, visto que se procuram formas de sustentar os construtos do ser
humano. De seguida, constroem uma pequena calçada portuguesa para colocar a sua ideia
em ação. Ideias para verificar a horizontalidade do chão são, por exemplo, através da
inclinação na água numa proveta e a posição do fio de um pêndulo, explorando-se as
noções de paralelismo e perpendicularidade, conceitos de matemática abordados neste
ano, relacionando estes com um aspeto do mundo da física, a gravidade, com a qual é
permitido o uso desses conceitos.
30
Tarefa 3: A água da torneira (elementos do grupo 17)
A terceira tarefa tem o contexto da fluoretação da água, realizada em algumas zonas do
mundo. Ou seja, a adição de fluoretos na água. É referido o manuseamento das
substâncias para tal e os benefícios dos fluoretos, mas também os seus perigos para a
saúde humana. Na primeira parte da tarefa são explorados os conceitos científicos e a
última, “atividade de extensão”, é destinada a alguns conceitos matemáticos. A tarefa tem
a duração de duas aulas de 45 minutos.
Quadro 3.4 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 3. Os objetivos de
aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente dos domínios
STEM.
Tópico Objetivos de aprendizagem
Química STEM
• Halogénios;
• Eletrões de
valência e
reatividade dos
halogénios;
• Formação de iões
estáveis (aniões).
Conhecer alguns
halogénios e identificá-los
na tabela periódica;
Saber representar a
configuração eletrónica de
elementos;
Saber que os halogénios
têm 7 eletrões de valência e
saber justificar que esta é a
razão da sua grande
reatividade;
Conhecer uma
característica própria dos
não metais (estado físico à
temperatura ambiente:
sólido, liquido ou gasoso);
Saber justificar o aumento
da reatividade ao longo do
grupo;
Conhecer a razão de os
halogénios terem tendência
a formar iões de carga -1
(ganho de um eletrão na
camada de valência).
Conhecer os vários fatores
a ter em conta na
manutenção da água:
facilidade de transporte e
de colocação de produtos
na água, considerações de
segurança na manutenção
(engenharia);
Saber ler e interpretar
“intervalos não
degenerados”
(matemática).
Começa-se por identificar o elemento em questão, identificando-o na tabela periódica.
Segue-se uma pesquisa no manual sobre o mesmo, relativamente às suas propriedades,
31
como o estado físico à temperatura ambiente, a reatividade e os pontos de fusão e
ebulição. É pedido que se escreva a configuração eletrónica do flúor. Depois, é
visualizado um vídeo que mostra a reação do flúor com diversos materiais: limalha de
ferro, carbono, enxofre sólido e outros. Após a visualização, pede-se que os alunos
indiquem uma razão para a grande reatividade deste elemento.
A questão seguinte refere-se a questões de engenharia quanto ao manuseamento do
elemento para a fluoretação da água, nomeadamente, o facto de não ser transportado nem
colocado na água no seu estado elementar, mas como composto sólido ou líquido. Nesta
questão é evidenciada a componente de engenharia inerente à fluoretação da água. Isto é,
propõe-se aos alunos terem em atenção as quantidades de flúor a adicionar à água, bem
como a todos os processos que são necessários para tal. Estes processos dizem respeito,
por exemplo, ao transporte da substância, que é mais prático e menos perigoso, se o flúor
não estiver no seu estado elemento, em que é extremamente tóxico e se encontra no estado
gasoso. Ou, por exemplo, ao manuseamento e à dosagem, que são mais eficientes se o
flúor estiver sob a forma de composto, sólido ou líquido. De seguida, à semelhança das
tarefas anteriores, é questionada a variação da reatividade ao longo do grupo.
Na atividade de extensão é apresentado um contexto acerca de quantidades de fluoretos
na água de três regiões diferentes e uma tabela com intervalos de valores aceites para as
quantidades de fluoretos na água por três entidades diferentes. Os alunos têm que
averiguar que regiões estão legais por que entidades, explorando os “intervalos não
degenerados”, conceitos matemáticos deste ano.
32
Tarefa 4: À descoberta dos gases nobres (elementos do grupo 18)
A quarta tarefa tem uma estrutura ligeiramente diferente das anteriores, constituída por
duas partes. A primeira parte começa por dividir a turma em dois grandes grupos de 8
elementos. Cada grupo é composto por três pequenos grupos: dois de 3 elementos e um
de 2 elementos. A cada pequeno grupo é dado um texto diferente havendo, por isso, três
textos diferentes. Os textos referem-se a aplicações tecnológicas nas quais os gases raros
são usados: lâmpadas de incandescência, luzes néon e flashtubes. A tarefa tem a duração
entre uma e duas aulas de 45 minutos.
Quadro 3.5 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 4. Os objetivos de
aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente dos domínios
STEM.
Tópico Objetivos de aprendizagem
Química STEM
• Gases raros;
• Eletrões de
valência e
reatividade dos
gases raros;
• Período e grupo
de elementos.
Conhecer alguns gases
raros e identificá-los na
tabela periódica;
Saber a configuração
eletrónica de elementos;
Saber que os gases raros
têm 8 eletrões de valência e
saber justificar que esta é a
razão da sua baixa
reatividade.
Identificar os elementos na
tabela periódica a partir do
seu número de eletrões de
valência (grupo do
elemento) e do nível
energético da última
camada (período do
elemento).
Conhecer algumas
aplicações tecnológicas dos
gases raros (tecnologia);
Justificar a utilização
destes gases e não de
outros para o aumento da
eficiência e longevidade
(engenharia).
Após a leitura de cada texto são feitas algumas questões relacionadas com as palavras
desconhecidas, discutindo-se o seu significado em turma (a palavra principal a discutir é
“inerte”, usada em todos os textos) e com a identificação do elemento que permite o
funcionamento eficaz da tecnologia em cada texto.
33
De seguida, é pedido que escrevam a propriedade química que os torna uma boa opção.
Sendo que, na questão seguinte, se pretende que os alunos expliquem, consultando o
manual, a que se deve essa propriedade. Esta questão visa promover nos alunos um
sentido de escolha do elemento tendo por base, não só as características que o permitem
fazer parte do funcionamento do produto tecnológico, mas também as características que
o tornam uma opção eficiente e sustentável à grande escala, um raciocínio próprio da
engenharia.
Na segunda parte, discute-se em turma as características que cada elemento dos textos
tem em comum, como serem inertes (pouco reativos), não tóxicos, terem 8 eletrões de
valência, encontrarem-se no grupo 18 e serem gasosos à temperatura ambiente. Por fim,
é pedido que relacionem a configuração eletrónica de cada um com o período da tabela
periódica em que se encontram.
34
Tarefa 5: Construção da tabela periódica
Na quinta e última tarefa procede-se à construção, em turma, de parte da tabela periódica.
A cada aluno á atribuído um elemento e, a partir daí, produzir-se-ão os suportes de
informação, baseados num protótipo, relativos a esse elemento. A tarefa tem a duração
de cinco aulas de 45 minutos.
Quadro 3.6 – Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem da tarefa 5. Os objetivos de
aprendizagem encontram-se repartidos na componente da química e na componente dos domínios
STEM.
Tópico Objetivos de aprendizagem
Química STEM
• Organização da
tabela periódica.
Saber identificar elementos
na tabela periódica a partir
do seu número de eletrões
de valência (grupo do
elemento) e do nível
energético da última
camada (período do
elemento);
Reconhecer a importância
da organização da tabela
periódica.
Realizar a construção de
sólidos geométricos através
de medições a partir de um
modelo (matemática);
Pesquisar e conhecer
aplicações de engenharia e
tecnologia dos elementos
químicos (engenharia e
tecnologia);
Reconhecer que na
produção em massa de um
produto há necessidade de
um protótipo (engenharia).
As informações relativas ao elemento são colocadas numa cartolina que, através de
medições com régua e com dobragens próprias, se produz um paralelepípedo, aludindo-
se às suas características segundo uma perspetiva matemática. As dimensões esperadas
destes sólidos são todas iguais e em alguns momentos fazem-se alusões à matemática no
que toca às medições. Visto as cartolinas não serem exatamente iguais, há valores que
não podem ser fixos, mas obtidos através das próprias dimensões de cada cartolina, sendo
que se têm de fazer cálculos matemáticos próprios de cada situação.
Ao longo da tarefa, os alunos têm alguns aspetos a considerar. Um deles é a cor da
cartolina, que deve indicar se o elemento é metálico, semimetálico ou não metálico. Outro
é o número de eletrões de valência do elemento. Este é indicado pelo número de teclas de
computador coladas na cartolina. Indicam também o nome do elemento, o símbolo
químico e o número atómico, para além de outras informações que achem relevantes
35
quanto às propriedades químicas e físicas dos elementos. Para além disso, os alunos fazem
uma pesquisa sobre uma ou mais aplicações do seu elemento, organizando a informação
de modo a caber na zona da cartolina destinada para tal. O produto deste trabalho de
pesquisa é, então, colado nessa zona da cartolina. Nas pesquisas feitas pelos alunos,
encontram-se, possivelmente, produtos da sociedade que os alunos não associam à
“tecnologia”, sendo que esta tarefa envolve também essa elucidação, isto é, ao significado
de tecnologia e de produto tecnológico, que muitas vezes é associado apenas a
computadores, telemóveis e outros produtos eletrónicos.
De seguida, em turma, posicionam-se todas as produções na ordem devida da tabela
periódica. No final da tarefa são feitas duas questões. Na primeira pede-se que seja
explicada a organização da tabela periódica quanto aos seus grupos e períodos. Na
segunda é pedido que seja referida uma situação do mundo real em que a organização da
tabela periódica ajude na resolução de um problema.
36
37
4 Capítulo 4
Métodos e procedimentos
De modo a dar resposta a estas questões de um modo significativo, é realizado um
trabalho de cariz investigativo misto. Neste capítulo começa-se por apresentar uma
fundamentação sobre o tipo de estudo feito. De seguida, faz-se uma contextualização dos
participantes, caracterizando os participantes, a escola e a turma e, depois, a descrição dos
instrumentos de recolha de dados utilizados neste trabalho. No final do capítulo apresenta-
se a análise dos dados, na qual se apresenta, ainda, a tabela que desses emergiu e que
apresenta as categorias e subcategorias de análise, organizadoras da apresentação de
resultados quanto a cada uma das questões orientadoras.
Método de investigação
A designação de um determinado tipo de investigação dá-se pelas características dos seus
objetivos e focos de estudo, das suas metodologias e das suas assunções. Uma
investigação que utilize um método qualitativo é, geralmente, efetuada no próprio local
de estudo, devido à importância dada ao contexto em que o objeto ou o sujeito se encontra.
Quer se utilize ou não equipamento de recolha de dados, ocorre sempre contacto direto
por parte do investigador com a fonte de informação (Bogdan & Biklen, 1994). Seidman
(2006) defende que uma investigação qualitativa na educação cujo tema inclui,
geralmente, um contexto social, é melhor compreendida através da experiência de pessoas
que trabalham ao redor desse contexto e cujas vidas são construídas com base nessa
experiência. A investigação qualitativa tem a potencialidade de lhe ser permitido explorar
de uma forma muito profunda temas em estudo, como por exemplo, histórias de vida e
comportamento do dia-a-dia das pessoas (Silverman & Marvasti, 2008). Pois, não só as
perspetivas do investigador estão em causa, mas também, as perspetivas dos sujeitos que
vivenciam diariamente o ambiente estudado.
Como limitações deste tipo de método a literatura aponta a sua dependência nas
habilidades do investigador e a influência da sua subjetividade no estudo. Uma outra
38
limitação é a de não ser tão fácil ser aceite para potenciar uma generalização, dada a sua
abordagem demasiado específica (Denzin & Lincoln, 1998).
Numa investigação que utilize um método quantitativo o trabalho de pesquisa é,
geralmente, formal, livre de valores e imparcial. Num paradigma positivista, geralmente
associado a estudos quantitativos, a realidade é objetiva e independente do investigador.
Este tipo de estudos é considerado preciso, válido e confiável. Ao contrário de um estudo
qualitativo, um estudo quantitativo não necessita de uma relação entre investigador e
objeto de estudo, nem é necessário que o investigador ganhe proximidade com o local de
investigação (Rahman, 2017).
Na análise de dados neste tipo de estudo exploram-se as regularidades que, tratadas como
variáveis são, geralmente, trabalhadas com técnicas de estatística (Rahman, 2017;
Sandelowski, Voils, & Barroso, 2006). Por um lado, de acordo com Savela (2017), um
estudo deste tipo pode salientar tendências ou padrões importantes, algo que um estudo
qualitativo não consegue. Os autores referem ainda que este tipo de estudo tem a
potencialidade de dar uma visão geral do que se passa, impedindo que se façam
generalizações erradas numa investigação.
Por outro lado, um estudo quantitativo fica aquém quanto ao detalhe da informação. Pois,
cada item só pode ser examinado até certo ponto, providenciando apenas um determinado
tipo de informação aplicável a todos os itens. Como os itens têm de ser adequados a um
número limitado de categorias, as diferenças ténues entre eles perdem-se (Sandelowski,
Voils, & Barroso, 2006).
Posto isto, de acordo com autores como Paranhos, Filho, da Rocha, da Silva Junior e
Freitas (2016) e Smith (2013), uma integração entre os dois – estudo misto – tem a
vantagem de retirar o melhor de cada um para responder a determinada questão. Contudo,
Javier (2017) indica que existem autores que criticam este tipo de estudo, evidenciando
as diferenças contrastantes entre os paradigmas associados e os tipos de medições feitas
numa abordagem qualitativa e numa abordagem quantitativa. Estas diferenças são
especificadas por Augusto (2014):
Diferenças ontológicas sobre a natureza percebida da realidade: o paradigma
positivista, [geralmente associado a estudos quantitativos], acredita numa
realidade única que pode ser medida de forma confiável e válida usando princípios
científicos; o paradigma interpretativo, [geralmente associado a estudos
qualitativos], acredita em realidades múltiplas, socialmente construídas, que
39
geram diferentes significados para diferentes indivíduos, e cuja interpretação
depende do olhar do investigador. Diferenças epistemológicas, baseadas na
relação entre investigador e investigado: o paradigma positivista defende o
afastamento e a separação entre investigador e objeto de estudo; para o paradigma
interpretativo, estas duas entidades estão dependentes uma da outra, sendo que a
relação privilegiada do investigador com os investigados beneficia a pesquisa.
Diferenças axiológicas, focadas no papel dos valores na pesquisa: os positivistas
defendem que a pesquisa deve ser isenta de valores; e os defensores do paradigma
interpretativo dizem que a investigação é em grande medida influenciada pelos
valores do investigador. (p.1)
Para Silverman e Marvasti (2008), não existe um tipo de estudo melhor ou pior. Existe,
sim, um tipo de estudo mais adequado do que outro para determinadas problemáticas.
Rutberg e Bouikidis (2018) e Paranhos, Filho, da Rocha, da Silva Junior e Freitas (2016)
vão mais longe, referindo, para além disso, que existem diversas vantagens em usar um
tipo de estudo que englobe o quantitativo e o qualitativo, isto é, um estudo misto. Uma
delas é a complementaridade, que diz respeito ao facto de a integração dos dois tipos de
estudo permitir uma convergência dos resultados utilizando diferentes tipos de dados e/ou
técnicas e que, por isso, permite uma maior consistência dos resultados de pesquisa
(Paranhos, Filho, da Rocha, da Silva Junior, & Freitas, 2016). Os autores referem, ainda,
a vantagem dos diferentes tipos de dados recolhidos poderem suportar uma mesma
hipótese, dando mais confiança quanto à validade da mesma. Para além disso, é notado
como uma colaboração entre investigadores que se foquem num dos dois tipos de estudo
providencia a oportunidade de trabalharem problemas semelhantes, num ambiente
colaborativo (Rutberg & Bouikidis, 2018).
Paranhos, Filho, da Rocha, da Silva Junior e Freitas (2016) remetem à falta de
especialização como um fator para não se utilizar mais o estudo misto, isto é, o facto de
que se alguém se especializa num determinado tipo de estudo que envolva abordagens
mais qualitativas, não se especializará tanto em abordagens quantitativas, e vice-versa.
O estudo presente abarca características, quer de um estudo qualitativo, quer quantitativo,
classificando-se como um estudo misto. Contudo, note-se que o paradigma é
maioritariamente interpretativo e que a maior parte dos instrumentos de recolha de dados
usados, nomeadamente, os registos escritos, a entrevista e a observação, estão mais
associados a um estudo qualitativo. A componente quantitativa deste estudo diz respeito
ao uso do questionário, com o qual se faz um estudo estatístico com o mesmo, não
abdicando, ainda assim, do paradigma interpretativo.
40
Participantes e escola
Os participantes deste estudo são alunos do 9.º ano de uma escola situada na região de
Lisboa. A escola situa-se numa zona urbana ao lado de um extenso parque urbano
incorporado numa floresta. Posiciona-se a dez minutos de uma estação de comboios,
existindo também um amplo parque de estacionamento ao seu lado. A escola faz parte de
um agrupamento criado em 2004/2005 e que oferece um ensino do 1.º, 2.º e 3.º ciclos.
Sendo uma escola concebida para aceitar 25 turmas, tinha 37, em 2010, abarcando um
total de 981 alunos. Destes alunos, 12% eram de origem estrangeira, 42% beneficiavam
de auxílios económicos (Ação Social Escolar) e 55% tinham computador com acesso à
Internet em casa. É uma escola que valoriza os trabalhos feitos pelos alunos, pelo que ao
longo de todo o ano letivo, são expostos e atualizados os vários trabalhos realizados, no
âmbito de diversas disciplinas e, muitas vezes, incluindo articulação disciplinar.
Quanto às instalações interiores, apresenta salas de aula num estado razoável. Em
particular, as salas de ciências (física e química e ciências naturais) apresentam alguma
falta de material em boas condições, limitando a abordagem experimental a alguns
tópicos.
A turma dos participantes é constituída por 16 alunos, dos quais sete são raparigas e oito
são rapazes, apresenta uma significativa diversidade étnica, bem como alguma
diversidade quanto ao capital económico, e a média de idades situa-se entre os 14 e os 15
anos. Apresenta, em geral, um bom comportamento dentro da sala de aula, reportado no
documento da caracterização sumária da turma da direção. Há um aluno classificado com
necessidades educativas especiais, cujo plano educativo individual consistiu, no ano
anterior, na aplicação de adaptações curriculares em algumas disciplinas, nomeadamente,
física e química.
Recolha de dados
Os instrumentos de recolha de dados utilizados ao longo deste trabalho de cariz
investigativo utilizados são: o questionário, os registos escritos dos alunos, a entrevista e
a observação. Procede-se ainda à triangulação, elemento crucial para a credibilidade dos
dados recolhidos. De seguida, apresenta-se, então, uma fundamentação teórica sobre estes
instrumentos e o modo como foram utilizados no âmbito deste trabalho.
41
Questionário
O questionário é uma ferramenta de investigação desenvolvida para recolher informação
por meio de uma série de questões (ou afirmações) direcionadas estrategicamente para o
que se pretende estudar. De acordo com Glynn, Taasoobshirazi e Brickman (2008),
embora os construtos – i.e. conceitos teóricos não observáveis – sejam conceptualizados
pelos alunos de diferente maneira do que como pelos especialistas, esta conceptualização
por parte dos alunos é importante por influenciar as suas ações.
Para Williams, Kurtek e Sampson (2011), a elaboração de um questionário deve ter em
conta vários passos e considerações para ser considerado um instrumento credível. Assim,
é defendido que deve chegar a conclusões que sejam esperadas pelos construtos teóricos,
bem como sejam reforçadas pelas conclusões de outros instrumentos (triangulação).
Requer também consistência e repetibilidade, isto é, que tenha em consideração a
coerência das respostas dos que respondem ao questionário. Os autores referem ainda que
é importante que os construtos teóricos em estudo sejam bem definidos e que os
especialistas estejam de acordo relativamente à operacionalização de um modo correto.
Igualmente importante é que os itens tenham utilidade, o que inclui haver uma
preocupação atribuída às várias correlações e interligações entre itens que providencia
uma maior credibilidade aos resultados.
Para explorar o impacto da intervenção a nível da relevância que os alunos atribuem às
aulas de física e química, foi usada uma escala sobre “Relevância, Interesse e Ativismo
social nas aulas de ciências” construído no âmbito do projeto Programa Nacional de
Promoção do Sucesso Escolar (PNPSE). Este questionário é constituído por 30 itens,
organizados numa escala tipo-Likert de 5 pontos (1 – Totalmente não; a 5 – Totalmente
sim). Esta escala é constituída por três subescalas, dirigidas para a física e química (14
itens) e ciências em geral (16 itens) e procura avaliar para cada uma destas áreas a
relevância, o interesse e o ativismo social.
Quanto à relevância, esta escala avalia o grau com que os alunos veem no ensino das
ciências a sua utilidade, a significância e a importância, de uma forma intrínseca,
relativamente ao que aprendem (Kotkas, Holbrook, & Rannikmäe, 2016) (e.g, “As aulas
de física e química permitem-me aprender coisas úteis e importantes para o meu dia-a-
dia”; e.g, “O conhecimento científico é útil para construir um mundo melhor”).
42
No que refere ao interesse, esta pretende avaliar a predisposição dos alunos para se
envolverem, cognitiva e emocionalmente, em atividades sobre tópicos de ciência e em
aulas de ciência (Krapp & Prenzel, 2011) (e.g, “Quanto mais aprendo sobre ciência, mais
curiosidade tenho acerca do mundo em meu redor”).
Quanto ao ativismo social, avalia-se as competências, ao nível científico, e o
envolvimento dos alunos para tomarem decisões ou agirem responsável e
apropriadamente na comunidades, relativamente a assuntos sociais, económicos,
ambientais, ético-morais (Bencze & Sperling, 2012) (e.g, “Aquilo que aprendo nas aulas
de ciências ajuda-me a criar um contributo importante para a resolução de problemas da
região onde vivo”).
Quanto mais positivas as respostas, mais positivo é o interesse, relevância e ativismo
social. Note-se que as questões seis e sete (Apêndice D – Q6 e Q7) foram recodificadas
de modo que os valores associados à escala invertessem o sentido, isto é, a numeração do
“1” até ao “5” passou a corresponder à escala inversa, relativamente às outras questões,
para se manter a coerência.
Documentos escritos dos alunos
Os documentos escritos pelos participantes – em contraste com os documentos escritos
pelo investigador, por exemplo, as notas de campo – dizem respeito, segundo Bogdan e
Biklen (1994), a todo o material escrito pelos mesmos que também podem ser usados
como dados. Os autores referem como alguns destes documentos: “autobiografias, cartas
pessoais, diários, memorandos, minutas de encontros, boletins informativos, documentos
sobre políticas, propostas, códigos de ética, declarações de filosofia, livros do ano,
comunicados à imprensa, livros de recorte, (…) artigos de jornal, ficheiros pessoais e
registos individuais de estudantes e processos” (Bogdan & Biklen, 1994, p.176). Estes
materiais podem, então, ser apenas descritivos, em que o seu conteúdo são apenas factos,
como datas, por exemplo. De outro modo, podem conter informações ricas e mais
pessoais.
Ora, destes documentos, Bogdan e Biklen (1994) distinguem dois tipos: os documentos
pessoais e os documentos oficiais. Os documentos pessoais são, de uma forma
abrangente, vistos como “qualquer narrativa feita na primeira pessoa que descreva as
43
ações, experiências e crenças do indivíduo, (…) autorrevelador da visão que a pessoa tem
das suas experiências” (Bogdan & Biklen, 1994, p.177). Os documentos oficiais dizem
respeito àqueles que são produzidos pela organização escolar, sendo que alguns estão
disponíveis para o investigador e outros estão protegidos por serem privados ou secretos.
Um dos tipos de documentos pessoais são os registos escritos dos alunos. Através destes,
podem ser extraídas diversas informações úteis para comparar e tentar confirmar
informações obtidas por meio de outros instrumentos (Aires, 2015).
No contexto deste trabalho, documentos escritos usados são os registos escritos dos
alunos, que são produzidos pelo próprio, individualmente ou em grupo. Estes registos,
embora sejam pessoais, são orientados pelo professor e pelos materiais didáticos
utilizados, na medida em que o que o aluno escreve se trata de respostas baseadas na
questões das tarefas, em discussões de turma, nas entrevistas e nos questionários.
Ademais, no final de cada uma das tarefas os alunos realizaram uma reflexão acerca do
trabalho que desenvolveram. Esta reflexão escrita também foi usada como um
instrumento de recolha de dados.
Entrevista
A entrevista é uma ferramenta de investigação que consiste numa interação verbal entre
um entrevistador ou entrevistadora e uma ou mais pessoas, que envolve uma
intencionalidade e um objetivo.
Existem diversos tipos de entrevista e, a nível de estruturação, a entrevista pode variar,
de acordo com Burton e Bartlett (2005), de um tipo de entrevista muito estruturada até
uma entrevista não-estruturada. A uma entrevista cuja categorização se situe algures entre
esses dois tipos pode denominar-se, segundo Afonso (2005), entrevista semiestruturada.
A classificação do tipo de estruturação da entrevista depende do modo como esta é
preparada e de como é registada a informação fornecida pelo entrevistado. A necessidade
de se usar cada tipo de entrevista, como referem Bogdan e Biklen (1994), vai de encontro
ao objetivo da investigação que se pretende fazer e, para além disso, podem-se usar
diferentes tipos de entrevista para fases diferentes de um mesmo estudo.
Assim, numa entrevista estruturada as questões a fazer ao entrevistado são
preestabelecidas através de um guião produzido antes da entrevista e as respostas dadas
44
pelo entrevistado são registadas, também, de uma forma predeterminada. O ritmo da
entrevista é controlado pelo entrevistador de acordo com o guião, de forma padronizada
e sem desvios. Se for pretendida alguma flexibilidade durante a entrevista, o grau de
flexibilidade, que deve ser baixo, tem que ser definido e planeado antes de mesma. Neste
tipo de entrevistas não se devem dar grandes explicações acerca do estudo nem é
pretendido que se influencie de forma alguma as respostas do entrevistado, quer dando
opiniões ou sugerindo respostas (Afonso, 2005).
A maioria das entrevistas estruturadas é usada para estudos quantitativos, mas estas
também são usadas para verificar mudanças de opinião relativamente a um assunto após
alguma experiência por parte do entrevistado. Quanto às entrevistas não-estruturadas, por
vezes referidas como entrevistas abertas, têm o seu foco, predominantemente, no
entrevistado. Este tipo de entrevistas aproxima-se de uma conversação “normal” sendo
que se diferencia dessa situação pelo seu carácter intencional. As questões não são
específicas nem as respostas são registadas com algum tipo de estrutura pré-definida. O
ritmo da entrevista é dependente do próprio caminho que a mesma segue, segundo a
interação entre o entrevistador e o entrevistado.
De acordo com Afonso (2005), com este tipo de entrevista é possível recolher uma grande
quantidade informativa de conteúdos num contexto exploratório ou, de diferente modo,
examinar profundamente um conteúdo específico. O mesmo autor e, também, Bogdan e
Biklen (1994) referem que se deve explorar e clarificar os conteúdos de uma maneira
eficaz podendo-se, para esse fim, por exemplo, pedir diretamente uma clarificação do que
o entrevistado disse, pedir exemplos ou fazer perguntas curtas de clarificação, repetir por
outras palavras a ideia do entrevistado para confirmar se se está a seguir a linha de
pensamento correta, entre outras técnicas que se podem executar.
Por último, a entrevista semiestruturada segue um formato semelhante ao da entrevista
não-estruturada, mas tem um foco mais específico num certo tema. Geralmente, existe
um guião, feito antes da entrevista para guiar a mesma, tendo por tópicos, em geral, os
objetivos e as questões a ser colocadas (Afonso, 2005).
O número de participantes e o tipo de grupo que se escolhe entrevistar também remete a
certas vantagens e desvantagens, sendo um fator a ter em consideração. Por exemplo, com
vista a diferentes objetivos, mas não substituindo a entrevista individual (Aires, 2015), o
investigador ou a investigadora pode optar por fazer a chamada entrevista em grupo
45
focado, ao invés da entrevista normal que diz respeito a um/uma entrevistado/a apenas.
Ao nível da estruturação, tal como a entrevista individual, esta pode ser estrutura, não-
estruturada ou um meio-termo dessas, ou seja, semiestruturada. As bases que definem a
estruturação são as mesmas que a entrevista normal.
De acordo com Patton (2002), uma entrevista em grupo focado é, então, uma entrevista
que se faz, geralmente, a um grupo de 6 a 10 participantes que se encontrem num contexto
de vida semelhante. O mesmo autor e outros, como George (2012), afirmam que este tipo
de entrevista foi desenvolvido, num âmbito comercial, tendo em conta que os
participantes, deste modo, estão numa ocasião que é comparável ao do seu dia-a-dia, ou
seja, de cariz social, dando assim perspetivas mais realistas. A sua aplicação na educação
acaba por tirar proveito do fator de interação entre participantes, para além de outras
vantagens, sendo até defendido pelos autores Fontana e Frey (1994), referidos por Aires
(2015), que este tipo de entrevista é uma técnica de recolha de informação viável na
investigação qualitativa e quantitativa.
Patton (2002) refere que uma entrevista em grupo focado deve ser confortável e
agradável, sendo o/a entrevistador/a ou o/a moderador/a, termo preferido pelo autor,
“flexível, objetivo, persuasivo, bom ouvinte e (…) [criador] de empatia com o grupo”
como defende Aires (2015). Assim, citando esta última autora, baseada em Merton
(1956), quem faz a entrevista deve:
(…) estabelecer uma cumplicidade com um elemento ou mais elementos (do grupo) que
lhe permita comunicar com o grupo; segundo, deve incitar os respondentes mais
recalcitrantes a participar; terceiro, deve obter respostas de todos os elementos do grupo
para assegurar a cobertura total do tópico em discussão; e por último, deve gerir as
dinâmicas do grupo equilibrando o papel de entrevistador diretivo com o de moderador.
(Aires, 2015, pp.37-38)
A diferença entre este tipo de entrevista e uma entrevista normal é principalmente, de
acordo com Patton (2002), a influência das respostas de uns participantes nas respostas e
comentários adicionais de outros participantes da mesma entrevista. Desta maneira, na
visão de George (2012) como uma das vantagens deste tipo de entrevista, são criadas
oportunidades para surgirem discussões coletivas e dinâmicas que podem levar a
motivações e comportamentos mais complexos do que em entrevistas individuais.
Outra vantagem, referida por Aires (2015), George (2012) e Patton (2002) é a dos custos
em relação à quantidade e qualidade da informação recolhida. Pois, de uma entrevista em
grupo focado pode ser retirada informação de vários indivíduos e visto que, geralmente,
46
num estudo se pretende fazer relações e associações entre opiniões pessoais de um
número de participantes significativo, com o uso da entrevista em grupo focado isso pode-
se fazer muito mais rapidamente, sendo necessárias menos entrevistas do que com
entrevistas individuais. Quanto à qualidade, como indica Patton (2002), as interações
entre os participantes envolvem correções e examinações que podem balancear pontos de
vista possivelmente falsos ou extremistas, aperfeiçoando a qualidade da informação.
Finalmente, aborda-se um último aspeto muito positivo que é o uso da entrevista em grupo
focado como mecanismo de arranque para uma entrevista individual/pessoal. Patton
(2002) refere que, por vezes, apenas depois de uma entrevista em grupo focado é que o
investigador ganha a confiança dos participantes para fazer uma entrevista mais profunda
e íntima com cada um. Tal como é citado em Patton (2002):
Grupos focados permitem o acesso aos participantes da investigação que podem
achar a interação cara-a-cara “assustadora” ou “intimidante”. Criando várias linhas
de comunicação [entre os/as entrevistados/as], a entrevista em grupo oferece aos
participantes (…) um ambiente onde eles podem partilhas as suas ideias, crenças e
atitudes na companhia de pessoas do mesmo contexto socioeconómico, étnico e de
género (…). (p.390)
Ora, mas para que uma entrevista de grupo seja bem-sucedida são exigidas competências
superiores por parte do entrevistador/moderador, visto que este tem que a saber orientar
e dirigir a conversa/entrevista para que não seja apenas uma ou duas pessoas que
partilhem os seus pontos de vista (Aires, 2015; Patton, 2002). Visto pelo outro lado,
também acontece que um ou mais dos participantes possa não falar por medo de se sentir
em minoria ou de ter uma opinião que não é bem aceite pelos outros, como refere Patton
(2002). Para além das limitações referidas, este último autor considera como
desvantagens adicionais o facto de não se poder abordar temas extremamente pessoais
caso não se trate de um grupo com pessoas muito próximas umas das outras e, também,
duas implicações diretas de se ter vários elementos a ser entrevistados numa mesma
entrevista que são o encurtamento do número de perguntas e o tempo que cada
entrevistado/a tem para responder. Ou seja, o estudo torna-se menos abrangente devido
ao reduzido número de perguntas, mas ao mesmo tempo, tem-se mais respostas para cada
pergunta. Para além disso, este autor baseia-se em Kaplowitz (2000) referindo que tópicos
muito pessoais e controversos não são bons para serem abordados numa entrevista deste
tipo, sendo esta mais uma das suas limitações.
47
No geral, e de acordo com Seidman (2006), uma entrevista no âmbito de um estudo
qualitativo tem a potencialidade de dar ao investigador acesso ao contexto do
comportamento das pessoas, permitindo que perceba o significado desse comportamento.
Neste trabalho é usada uma entrevista em grupo focado semiestruturada, sendo realizada
com a orientação de um guião previamente construído (apêndice C). Por ser
semiestruturada introduzem-se questões que se considerem pertinentes ao longo da
entrevista. São feitas duas entrevistas, cada uma com oito participantes e com a duração
de cerca de 40 minutos. A seleção de alunos para cada entrevista é feita com base em
turnos já previamente estabelecidos nesta turma, devido a uma parte da organização das
aulas nesta escola (um dia por semana, a aula de física e química é dada apenas a metade
da turma num primeiro tempo e a outra metade no segundo tempo). Deste modo, numa
das entrevistas os participantes são cinco rapazes e três raparigas e noutra são quatro
rapazes e quatro raparigas.
Observação
A observação é uma recolha de informação retirada diretamente da fonte. De acordo com
Aires (2015), esta distingue-se de uma observação natural devido ao seu carácter
intencional e sistemático. Segundo este autor, a diversificação de uma observação aparece
quando se associam diferentes graus de controlo, de estruturação e de participação à
mesma. Levando a que, misturando diferentes graus de cada uma, se produzam vários
tipos de observação. O grau de controlo diz respeito à dose de controlo e manipulação,
por parte do investigador, ao objeto de estudo da observação. Foque-se apenas no: grau
de estruturação (estruturada ou não-estruturada) – nível de esquematização e
fixação/abertura/maleabilidade dos objetivos e categorias impostos antes da observação;
e no grau de participação (participativa ou não-participativa) – nível de participação do
investigador na observação. Deste modo, obtêm-se quatro tipos de observação distintos:
estruturada/participativa; estruturada/não-participativa; não-estruturada/participativa; e
não-estruturada/não-participativa, bem como os tipos de observação que são meios-
termos das mencionadas.
Rossman e Rallis (2012) apontam para o facto de a observação poder integrar-se com os
outros instrumentos de recolha de dados, e vice-versa, sendo que as competências para
um tendem a estar relacionadas com as competências para outro. Para além disso, o
48
investigador está em constante observação, dentro do campo de investigação, em vários
momentos da mesma, influenciando a sua postura e orientação ao longo do estudo. Pois,
como apontam os autores, por exemplo, numa entrevista, a observação pode revelar, por
parte dos participantes, emoções, atenção e interesse, autenticidade, fatiga, entre outros.
Neste sentido, as potencialidades da observação são, segundo Aires (2015): a facilidade
na obtenção de informação mais profunda do objeto de estudo, sendo possível verificar
pormenores de interação entre grupos dentro desse objeto de estudo; e a credibilidade dos
dados devido à proximidade do investigador ao objeto observado. Esta proximidade leva,
também, a uma maior subjetividade, evidenciando-se como uma vantagem, mas também,
como uma desvantagem, caso o investigador não tenha uma boa capacidade para ser
objetivo nas suas observações (Aires, 2015).
Numa observação podem ser tiradas notas de campo. Por definição, estas são toda a
escrita acerca do que o investigador ouve, vê, experiencia e pensa ao longo da recolha de
dados. De acordo com Bogdan e Biklen (1994), estas têm duas componentes, uma
descritiva e outra reflexiva.
As partes que são descritivas são, como o nome indica, o relato descritivo das
características do local, das pessoas e dos acontecimentos ao redor do investigador. Ser
descritivo é, também, evitar o uso de palavras abstratas nas notas de campo, devendo,
pelo contrário, ser objetivas e claras, para além de extensas relativamente ao conteúdo. A
parte reflexiva das notas de campo é toda aquela que envolve as emoções e sentimentos
por parte do investigador ou da investigadora, memorandos para o futuro, ideias, palpites
e impressões, bem como correções de erros e incompreensões nas notas de campo. No
fundo, esta reflexão servirá para melhorar o registo dos dados e, portanto, o estudo
(Bogdan & Biklen, 1994).
Por um lado, o uso de notas de campo numa observação tem a vantagem de se poder
captar qualquer informação sob qualquer forma, como uma imagem, uma palavra ou uma
frase que se queira memorizar, pensamentos e memorandos. Tem a desvantagem, por
outro lado, de que o investigador, enquanto escreve as notas de campo, distancia-se mais
do contexto em que se encontra, operando de uma forma menos devotada quanto à sua
participação no trabalho de campo (Bogdan & Biklen, 1994)
O tipo de observação efetuada para os dados recolhidos e colocados neste trabalho, foi a
observação semiestruturada, participativa e foi naturalista dado que ocorreu no ambiente
49
natural do objeto de estudo, com o recurso às notas de campo. Quanto ao grau de
participação, justifica-se o facto de ser participativa tendo o investigador feito parte da
ação de estudo e integrando-se no objeto analisado. As notas de campo feitas foram,
principalmente, reflexivas, para apontar várias perceções do investigador que tenham
surgido ao longo da intervenção, relativamente a respostas, conversas e ideias que os
alunos demonstram ao participar nas aulas e nas entrevistas.
Triangulação
Deve-se ter sempre em consideração que a análise num estudo é propensa, como é natural,
à subjetividade do investigador e ao fator de aleatoriedade do conjunto de participantes
no estudo. Existem, por isso, técnicas que “asseguram a plausibilidade, robustez e
validade dos resultados” das investigações.
Pode-se efetuar uma triangulação de investigadores (ou interna). Nesta é requerida a
abordagem ao tema por parte de mais do que um investigador e, deste modo, ter várias
perspetivas relativamente aos dados recolhidos. Isto permite intersetar os pontos que há
em comum, detetando as coincidências e as divergências entre as informações recolhidas
e reforçando os resultados obtidos (Aires, 2015; Silverman & Marvasti, 2008). Pode-se,
também, recorrer à triangulação de dados, na qual se efetua uma combinação dos
diferentes métodos ou instrumentos de recolha e de análise de dados, tendo a
possibilidade de ter várias maneiras diferentes de abordar o tópico (Aires, 2015;
Silverman & Marvasti, 2008).
Aires (2015) refere outros tipos de triangulação, nomeadamente: a triangulação de fontes,
sendo verificado se as informações obtidas são confirmadas por outra fontes; a
triangulação temporal, averiguando-se o surgimento ou a persistência de novos dados,
relativamente a dados anteriores, ao longo do tempo; a triangulação espacial, analisando-
se eventuais diferenças, num mesmo tipo de estudo, em função do lugar e do contexto
cultural; e a triangulação teórica, na qual se estudam teorias que apresentem resultados
diferentes dos obtidos, visando esclarecer a razão dessas diferenças e chegando a
resultados mais concretos.
Neste trabalho recorre-se à triangulação de dados e à de investigadores. A triangulação
de dados é feita na medida em que foram utilizados vários instrumentos de recolha de
50
dados para dar resposta a cada questão. Para a primeira questão, relativa à relevância que
os alunos dão às aulas de química, utilizam-se, para a recolha de dados, o questionário,
os registos escritos dos alunos e a entrevista. Para as outras duas questões extraem-se
informações através, principalmente dos registos escritos, mas também, da entrevista e
da observação (notas de campo). A triangulação de investigadores é feita através da
análise de dados por diversos investigadores, nomeadamente outros colegas de mestrado
e professores.
Análise de dados
Qualquer estudo requer, não só a escolha dos instrumentos de recolha de dados adequados
ao objeto de estudo, mas também uma análise apropriada dos dados com vista a se
obterem respostas satisfatórias às questões que orientam a investigação.
Para a primeira questão de investigação, relativa à relevância dada às aulas de química,
analisaram-se os dados recolhidos dos questionários, dos documentos escritos e das
entrevistas. Relativamente ao questionário aplicado, para apreciar a validade da escala,
fez-se uma Análise de Componentes Principais (ACP), no âmbito de um projeto do
Programa Nacional de Promoção do Sucesso Escolar (PNPSE), junto de uma amostra de
156 alunos do 7.º, 8º. e 9.º ano de escolaridade. Esta é uma análise que é apropriada
quando o objetivo é reduzir informação contida em diversas variáveis correlacionadas
entre si, parta um menor número de componentes não relacionados (Maroco, 2007). Esta
escala é composta por duas subescalas: posicionamento dos alunos em relação às aulas
física e química; e posicionamento dos alunos em relação à ciência em geral. Cada uma
das subescalas foi analisada separadamente. No caso da física e química, foram analisadas
as 14 variáveis e, no caso da ciência em geral, as 16 variáveis, que compõem cada
subescala. As condições de aplicabilidade desta análise foram verificas: a) as variáveis
admitem tratamento quantitativo e apresentam alguma variabilidade das respostas; b) em
termos de colinearidade, a matriz de correlação das variáveis de cada subescala apresenta
boa qualidade (física e química: K.M.O. = 0,850; ciência em geral: K.M.O. = 0,810) e o
teste de Bartlet permite rejeitar a hipótese de que se trata de uma matriz de identidade
(física e química: χ2(91) = 860,529; p = 0,000; ciência em geral: χ2(66) = 558,039; p =
0,000). Em termos do número de componentes a extrair quer o Método de Kaiser, que
sugere a extração de componentes com um valor próprio superior à unidade, quer o
51
critério da variância explicada, quer o critério de Cattel aconselham a extração de três
componentes, em cada subescala. Na subescala de física e química duas variáveis, e na
de ciência em geral, uma variável, apresentam um valor de comunalidade inferior a 0,5.
Contudo, tendo em conta a seu valor substantivo, optámos por mantê-los na análise.
A análise da consistência interna das três componentes revela uma boa consistência
interna, tendo como tal sido construídas três novas variáveis compósitas para cada uma
das escalas, calculando a média das variáveis que mais pesam em cada componente,
conforme as tabelas em baixo.
52
Quadro 4.1 – Dimensões criadas, relacionadas com as ciências física e química, itens que as
compõem e a respetiva consistência interna, antes e depois da intervenção.
Dimensões Itens que compõem a dimensão Consistência interna das
variáveis (alfa Cronbach)
Gosto pelas
aulas de F.Q.
Q1 – Gosto de aprender F.Q.
Antes da
intervenção
𝛼 = 0,769
Depois da
intervenção
𝛼 = 0,802
Q2 – Gosto de conversar sobre F.Q.
Q3 – Gosto de atividades em aulas de F.Q.
Q4 – Não dou pelo tempo passar ao
realizar atividades de F.Q.
Q5 – Os temas abordados nas aulas de F.Q.
são interessantes.
Q14 – Gosto das aulas de F.Q. porque
aprendo como funcionam as coisas.
Relevância
das aulas de
F.Q.
Q8 – Aprendo coisas úteis e importantes
nas aulas de F.Q.
Antes da
intervenção
𝛼 = 0,701
Depois da
intervenção
𝛼 = 0,718
Q9 – As aulas de F.Q. são importantes para
o raciocínio.
Q10 – As aulas de F.Q. são importantes
para a decisão para a saúde.
Q11 – Aulas de F.Q. são importantes para
a decisão para o ambiente.
Q12 – Uso o conhecimento das aulas de
F.Q. para alertar sobre saúde.
Q13 – Uso o conhecimento das aulas de
F.Q. para alertar sobre ambiente.
53
Quadro 4.2 – Dimensões criadas, relacionadas com as ciências em geral, itens que as compõem e
a respetiva consistência interna, antes e depois da intervenção.
Dimensões Itens que compõem a dimensão Consistência interna das
variáveis (alfa de Cronbach)
Aluno como
agente de
mudança
Q25 – Dou um contributo para a
resolução de problemas da comunidade.
Antes da
intervenção
𝛼 = 0,874
Depois da
intervenção
𝛼 = 0,938
Q26 – Informo a comunidade sobre
problemas da comunidade.
Q28 – O que aprendo nas aulas ajuda-
me a dar um contributo.
Q29 – Procuro informar-me sobre os
problemas locais.
Interesse pela
ciência
Q17 – Vejo ciência na TV.
Antes da
intervenção
𝛼 = 0,828
Depois da
intervenção
𝛼 = 0,816
Q18 – Leio sobre ciência.
Q22 – Gosto mais das disciplinas de
ciências.
Q23 – Aprendo a ser crítico.
Relevância da
ciência
Q19 – Ganho curiosidade acerca do
mundo ao aprender ciência.
Antes da
intervenção
𝛼 = 0,721
Depois da
intervenção
𝛼 = 0,605
Q20 – Todos devemos ter opinião sobre
ciência.
Q21 – Gosto de compreender para que
serve a ciência.
Q27 – Todos os cidadãos devem
participar na comunidade.
54
Em que:
• Gosto pelas aulas de F.Q. – grau de envolvimento nas aulas de ciência, que se traduz
num interesse manifesto pelos temas de física e química e pelo seu empenhamento
nas aulas de física e química.
• Relevância das aulas de F.Q. – grau em que os alunos conseguem dar um sentido
àquilo que aprendem nas aulas de física e química, utilizando esses conhecimentos
em diversas áreas da sua vida, nomeadamente saúde e ambiente.
• Aluno como agente de mudança – grau em que o aluno se mobiliza para transformar
a sociedade, em particular a sua comunidade local.
• Interesse pela ciência – grau de envolvimento com as questões da ciência
• Relevância da ciência – posicionamento do aluno sobre a importância da ciência na
sua vida e na vida da comunidade.
Para todas as análises foi considerado um nível de significância α < 0.05.
Estes índices foram utilizados para avaliar o impacto da intervenção a nível da relevância,
interesse, ativismo social. Para tal, e devido á dimensão reduzida da amostra, utilizou-se
um teste não paramétrico, o teste de Wilcoxon para amostras emparelhadas, com recurso
ao SPSS (versão Statistics 25).
Depois desta análise, procede-se a uma análise de conteúdo dos documentos escritos e
das entrevistas, procurando-se os episódios que estão enquadrados nas dimensões que
emergiram dos dados do questionário. Para a seguinte questão de investigação, relativa
às dificuldades sentidas ao longo desta intervenção, começou-se por analisar os
documentos escritos dos alunos. Para se organizarem os dados, faz-se, primeiramente,
uma breve análise de todas as tarefas elaboradas pelo professor, para se verificar que tipo
de aptidões e conhecimentos eram exigidos e esperados dos alunos em cada questão da
tarefa. Depois, analisando as respostas dos alunos, com a cooperação de outros
investigadores, reformulam-se essas aptidões e conhecimentos esperados, de maneira a
analisar os que são significativos para este trabalho.
Para além disto, foram analisados os dados recolhidos nas entrevistas e as notas de campo,
procurando complementar ou reformular as dimensões criadas a partir dos documentos
escritos. As dimensões encontradas são, então: o domínio do raciocínio, por terem sido
apresentadas dificuldades ao nível da justificações e conclusões; o domínio processual,
por terem sido apresentadas dificuldades ao nível de planificações e representações; e a
55
articulação STEM, pelo que foram verificadas dificuldades provenientes de questões que
articularam alguns dos domínios STEM. Tendo em conta que se alude aos conceitos de
justificação e conclusão, neste trabalho utiliza-se a perspetiva de Jiménezes-Aleixandre e
Díaz de Bustamante (2003) para as definições destes dois conceitos. Deste modo, assume-
se que uma justificação é a “exposição de ideias que legitimam a ligação entre os dados
e a conclusão”, enquanto uma conclusão é a “afirmação ou enunciado cujo mérito se
deseja estabelecer”.
Assim, no quadro (Quadro 4.4) seguinte, apresentam-se as dimensões criadas para esta
questão:
Quadro 4.3 - Dimensões e subdimensões criadas no âmbito da questão investigadora: “Que
dificuldades na aprendizagem da tabela periódica sentem os alunos quando envolvidos numa
abordagem STEM?”.
Dimensões Subdimensões
Domínio do raciocínio • Justificação
• Conclusão
Domínio processual • Planificação
• Representação
Articulação STEM • Conceitos STEM
Para a última questão, respeitante às aprendizagens que os alunos desenvolvem neste
contexto, procedeu-se de forma semelhante que para a questão anterior, das dificuldades.
Ou seja, analisaram-se os dados recolhidos dos documentos escritos, das entrevistas e das
notas de campo, fazendo emergir duas dimensões: o domínio conceptual, pelo que se
verificam as aprendizagens dos vários conceitos de química propostos nas metas
curriculares; e o domínio do raciocínio, visto terem sido verificados raciocínios de várias
ordens, principalmente em respostas a questões que envolviam uma articulação STEM.
O quadro (Quadro 4.5) seguinte mostra as dimensões criadas e as respetivas
subdimensões:
56
Quadro 4.4 - Dimensões e subdimensões criadas no âmbito da questão investigadora: “Que
aprendizagens sobre a tabela periódica desenvolvem os alunos quando envolvidos numa
abordagem STEM?”.
Dimensões Subdimensões
Domínio conceptual
• Reação de metais com a água;
• Reatividade e variação da reatividade;
• Características dos metais e não-
metais;
• Organização e utilidade da tabela
periódica.;
• Formação de iões;
• Conceitos STEM.
Domínio do raciocínio • Argumentos de várias ordens.
57
5 Capítulo 5
Resultados
A apresentação dos resultados visa expor as respostas obtidas às três questões
orientadoras deste trabalho de cariz investigativo, proporcionando o rumo à questão
inicial: quais os efeitos de uma abordagem STEM na aprendizagem da tabela periódica.
Neste capítulo apresentam-se os resultados, orientados segundo o quadro das categorias
de análise apresentado no capítulo anterior (Quadro 4.1). Seguem-se, por isso, três
secções, correspondentes às três questões orientadoras, nomeadamente, que relevância
atribuem os alunos às aulas de química e quais as dificuldades e aprendizagens dos alunos
quando envolvidos neste contexto.
Em cada secção, estão presentes e explicitadas as subsecções referentes às dimensões de
análise inerentes a cada uma e as respetivas subdimensões.
Relevância das aulas de química
A primeira questão deste trabalho de cariz investigativo diz respeito à relevância do
ensino de química aos olhos dos alunos. Como tal, analisaram-se as respostas dos alunos
aos questionários, antes e depois da intervenção, as entrevistas em grupo focado e
algumas respostas nas reflexões elaboradas pelos alunos.
Relação com as ciências
De um modo geral, antes da intervenção (momento T1), os alunos evidenciavam já um
uma relação positiva quanto à física e química e às ciências em geral (Figura 5.1):
58
Figura 5.1 – Média das respostas dos alunos para cada item, antes da intervenção. A linha corresponde à média teórica da escala.
2,132,192,252,252,25
2,692,692,752,75
2,883,123,133,133,133,19
3,373,56
3,693,813,813,883,883,943,943,944,004,064,13
4,444,8
1 2 3 4 5
Q26 - Informo a comunidade sobre problemas locais.Q13 - Uso o conhecimento das aulas de F.Q. para alertar sobre ambiente.
Q12 - Uso o conhecimento das aulas de F.Q. para alertar sobre saúde.Q25 - Dou um contributo para a resolução de problemas da comunidade.
Q29 - Procuro informar-me sobre os problemas locais.Q17 - Vejo programas sobre Ciência na televisão.
Q18 - Gosto de ler revistas e histórias sobre Ciência.Q24 - Gosto de me envolver em assuntos da comunidade.Qi6 - Quando a matéria nas aulas de F.Q. é difícil, desisto.
Q10 - Aulas de F.Q. são importantes para a decisão para a saúde.Q11 - Aulas de F.Q. são importantes para a decisão para o ambiente.
Q22 - Gosto mais das disciplinas de ciências do que as outras.Q23 - Nas aulas de ciências aprendo a ser crítico com notícias sobre ciência.
Q28 - O que aprendo nas aulas ajuda-me a dar um contributo.Q4 - Não dou pelo tempo passar ao realizar atividades de F.Q.
Q19 - Ganho curiosidade acerca do mundo ao aprender sobre Ciência.Qi7 - Quando as atividades de F.Q. são difíceis, pergunto a outros.
Q2 - Gosto de conversar sobre temas relacionados com F.Q.Q5 - Os temas abordados nas aulas de F.Q. são interessantes.
Q8 - Aprendo coisas úteis e importantes nas aulas de F.Q.Q21 - Gosto de compreender para que serve a Ciência.
Q30 - O que aprendo nas aulas ajuda-me a compreender os problemas locais.Q3 - Gosto de atividades em aulas de F.Q.
Q20 - Todos devemos ter opinião sobre Ciência.Q27 - Todos os cidadãos devem participar na comunidade.
Q1 - Gosto de aprender F.Q.Q9 - As aulas de F.Q. são importantes para o raciocínio.
Q14 - Gosto das aulas de F.Q. porque aprendo como funcionam as coisas.Q15 - Conhecimento científico é útil.
Q16 - A ciência é importante para preservar o nosso planeta.
1 - TOTALMENTE NÃO2 - NEM POR ISSO
3 - MAIS OU MENOS4 - EM PARTE, SIM
5 - TOTALMENTE SIM
Momento T1
59
Os alunos mostraram dar, desde logo, importância à ciência para a preservação do nosso
planeta e ao conhecimento científico como sendo útil, denotado pelas médias das
avaliações de 4,8 para o item Q16 e 4,4 para o item Q15, respetivamente. Também o gosto
pelas aulas de física e química, quer por satisfação da curiosidade, quer pelo seu
desenvolvimento pessoal ao nível do raciocínio, é um fator importante para os alunos,
observando os valores altos das médias dos itens Q14, Q9 e Q1 com valores ainda a partir
de 4,0.
Quanto aos pontos cuja concordância foi mais baixa notaram-se o interesse pelos
problemas locais e o desejo de se informar sobre estes e de contribuir para a sua resolução,
aspetos evidenciados pelas respostas com uma avaliação abaixo dos 2,3 dos itens Q26,
Q25 e Q29. Para além desses, os alunos revelaram dar pouca importância às aulas de
física e química como ferramenta para alertar a comunidade sobre a saúde e o ambiente
e à leitura e visualização de programas de televisão sobre tópicos relacionados com a
ciência, associados às questões Q13, Q12, Q17 e Q18, respetivamente.
Após a intervenção (momento T2), as respostas dos alunos mostraram uma perspetiva
quanto às aulas de física e química e à ciência parecida à anterior (Figura 5.2):
60
Figura 5.2 – Média das respostas dos alunos para cada item, depois da intervenção. A linha corresponde à média teórica da escala.
2,312,44
2,632,672,692,752,752,81
2,943,06
3,313,313,383,443,503,53
3,693,69
3,873,883,944,004,064,064,13
4,254,254,25
4,564,63
1 2 3 4 5
Q26 - Informo a comunidade sobre problemas locais.Q25 - Dou um contributo para a resolução de problemas da comunidade.
Q29 - Procuro informar-me sobre os problemas locais.Q18 - Gosto de ler revistas e histórias sobre Ciência.
Q17 - Vejo programas sobre Ciência na televisão.Q13 - Uso o conhecimento das aulas de F.Q. para alertar sobre ambiente.
Q12 - Uso o conhecimento das aulas de F.Q. para alertar sobre saúde.Q28 - O que aprendo nas aulas ajuda-me a dar um contributo.
Q24 - Gosto de me envolver em assuntos da comunidade.Q22 - Gosto mais das disciplinas de ciências do que as outras.Q4 - Não dou pelo tempo passar ao realizar atividades de F.Q.
Q11 - Aulas de F.Q. são importantes para a decisão para o ambiente.Qi7 - Quando as atividades de F.Q. são difíceis, pergunto a outros.Q10 - Aulas de F.Q. são importantes para a decisão para a saúde.
Q30 - O que aprendo nas aulas ajuda-me a compreender os problemas locais.Qi6 - Quando a matéria nas aulas de F.Q. é difícil, desisto.
Q23 - Nas aulas de ciências aprendo a ser crítico com notícias sobre ciência.Q27 - Todos os cidadãos devem participar na comunidade.
Q2 - Gosto de conversar sobre temas relacionados com F.Q.Q19 - Ganho curiosidade acerca do mundo ao aprender sobre Ciência.
Q9 - As aulas de F.Q. são importantes para o raciocínio.Q21 - Gosto de compreender para que serve a Ciência.
Q20 - Todos devemos ter opinião sobre Ciência.Q5 - Os temas abordados nas aulas de F.Q. são interessantes.
Q8 - Aprendo coisas úteis e importantes nas aulas de F.Q.Q1 - Gosto de aprender F.Q.
Q3 - Gosto de atividades em aulas de F.Q.Q14 - Gosto das aulas de F.Q. porque aprendo como funcionam as coisas.
Q16 - Ciência é importante para preservar o nosso planeta.Q15 - Conhecimento científico é útil.
1 - TOTALMENTE NÃO2 - NEM POR ISSO
3 - MAIS OU MENOS4 - EM PARTE, SIM
5 - TOTALMENTE SIM
Momento T2
61
Após a intervenção dois campos subiram o patamar: o gosto por atividades de F.Q. e a
utilidade das aulas de F.Q., pelo que antes, ocupavam estas posições a importância da
F.Q. para o raciocínio e a participação de todos na comunidade.
Estes tópicos mantiveram-se com os menores valores da escala, sendo que o interesse por
alertar sobre o ambiente e a saúde desceu após a intervenção, tendo subido o interesse
mais intrínseco de ler e ver TV sobre ciência. Note-se que, embora as questões
mantenham, aproximadamente, as mesmas posições nos gráficos, subiram ligeiramente
os valores, de um modo geral.
Análise de Componentes Principais (ACP)
Para estudar as respostas mais rigorosamente, procedeu-se a uma Análise de
Componentes Principais (ACP). A partir dos itens, e partindo do pressuposto que as
questões Q1 à Q14 dizem respeito às ciências física e química e as restantes às ciências
em geral, emergiram, com um estudo do Coeficiente Alfa de Cronbach, seis componentes
distintas. Uma, contudo, foi retirada por, no caso da turma abordada, apresentar um
demasiado baixo valor do Alfa de Cronbach (α = 0.347), componente formada pelas
questões Q6 e Q7. Para além disso, não se tiveram em consideração as questões Q15,
Q16, Q24 e Q30, questões relativas à ciência em geral, por apresentarem um baixo nível
de coeficiente de variação e um elevado coeficiente de simetria e achatamento, quebrando
os pressupostos de normalidade. Nas restantes questões há uma aproximação à
normalidade que se considerou aceitável.
Nos resultados obtidos em relação à comparação entre as médias obtidas em cada uma
destas dimensões, antes e depois da intervenção, pôde-se observar alguma variação
(Quadro 5.3):
62
Quadro 5.1 – Valores das médias de cada dimensão antes e depois da intervenção, com o respetivo
desvio padrão.
Dimensão Momento Média Desvio
padrão
Gosto pelas aulas de F.Q. Antes (T1) 3,79 0,53
Depois (T2) 4,00 0,43
Relevância das aulas de F.Q. Antes (T1) 3,05 0,62
Depois (T2) 3,39 0,54
Aluno como agente ativo Antes (T1) 2,44 0,96
Depois (T2) 2,59 1,09
Interesse pela ciência em geral Antes (T1) 2,90 0,89
Depois (T2) 3,03 0,87
Relevância da ciência Antes (T1) 3,78 0,75
Depois (T2) 3,91 0,69
De um modo geral, as respostas tornaram-se relativamente mais positivas.
Para se averiguar se estas variações foram, de facto, significativas, realizou-se um teste
não paramétrico de Wilcoxon. A hipótese inicial, 𝐻0, foi assumida para todos os casos
como:
H0: MédiaDimensão XT1 = MédiaDimensão X
T2
Os resultados obtidos mostraram que apenas a dimensão da relevância das aulas de física
e química têm uma variação significativa, apresentando um valor de σ = 0,045 (α = 0,05).
O gosto pelas aulas de física e química mostraram um valor de σ = 0,054, pelo que,
embora não seja aceite como uma variação significativa, apresenta um resultado que é
próximo do que a permite ser aceite. O quadro 5.4 mostra os valores obtidos para cada
dimensão:
63
Quadro 5.2 – Resultados do teste não paramétrico de Wilcoxon. Valor considerado para
probabilidade de significância α = 0,05.
Dimensão Hipótese inicial 𝐇𝟎 (M = Média) σ Decisão
Gosto pelas
aulas de F.Q. M𝐺𝑜𝑠𝑡𝑜𝐹𝑄
T1 = M𝐺𝑜𝑠𝑡𝑜𝐹𝑄T2 0,054 Não rejeitada H0
Relevância das
aulas de F.Q. M𝑅𝑒𝑙𝑒𝑣â𝑛𝑐𝑖𝑎𝐹𝑄
T1 = M𝑅𝑒𝑙𝑒𝑣â𝑛𝑐𝑖𝑎𝐹𝑄T2 0,045 Rejeitada H0
Aluno como
agente ativo M𝐴𝑙𝑢𝑛𝑜𝐴𝑡𝑖𝑣𝑜
T1 = M𝐴𝑙𝑢𝑛𝑜𝐴𝑡𝑖𝑣𝑜T2 0,438 Não rejeitada H0
Interesse pela
ciência em geral M𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠𝑠𝑒𝐶𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎
T1 = M𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑒𝑠𝑠𝑒𝐶𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎T2 0,192 Não rejeitada H0
Relevância da
ciência M𝑅𝑒𝑙𝑒𝑣â𝑛𝑐𝑖𝑎𝐶𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎
T1 = M𝑅𝑒𝑙𝑒𝑣â𝑛𝑐𝑖𝑎𝐶𝑖ê𝑛𝑐𝑖𝑎T2 0,305 Não rejeitada H0
Na entrevista, os alunos referiram que os contextos tiveram alguns benefícios na
aprendizagem dos tópicos relativos à tabela periódica:
Prof.: “Como é que os contextos das baterias dos telemóveis, das pedras da
calçada, da água da torneira e das lâmpadas e flashes e a construção da tabela
periódica contribuíram para vos ajudar a justificar a reatividade dos elementos
estudados?”
A3: “Coisas do nosso dia a dia ajudou, dá-nos mais interesse.”
(…)
Prof.: “(…) e para tornar os conceitos científicos mais relevantes?”
A4: “É diferente com contextos.”
A5: “Ficamos mais familiarizados com o assunto.”
A7: “Sabemos que é um assunto do dia a dia, temos mais curiosidade em saber
porquê. Se fosse só a matéria não íamos ter muito interesse.”
(Entrevista em grupo focado, turno 2)
Na mesma entrevista, os alunos identificaram os quatro domínios que se incluíram no
conjunto das tarefas. Quanto a esta articulação (articulação STEM), os alunos também
referiram aspetos positivos:
Prof.: “E de que forma é que acham que esta articulação facilitou ou dificultou
a aprendizagem?”
A3: “Traz-nos mais interesse do que trabalhar só pelo manual.”
A7: “Uma coisa interessante desperta curiosidade.”
64
A5: “Quem tenha mais dificuldade na área, misturando ajuda a superar as
dificuldades. Ajudou a aprender a química e o resto.”
(…)
Prof.: “Que relevância atribuem à STEM para a aprendizagem da tabela
periódica?”
A3: “São exemplos onde os átomos existem. É relevante.”
(Entrevista em grupo focado, turno 2)
Nas reflexões dos alunos, alguns apelam ao gosto pela aula devido à utilização de
tecnologia, por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – reflexão, A7)
O aluno aludiu à “liberdade de usar o (…) telemóvel para pesquisar (…) informações”
como argumento para o seu gosto pela aula. Outro exemplo, relativo à tarefa três, é o
seguinte:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – reflexão, A4)
Sendo que a utilização da tecnologia de vídeo também influenciou o gosto dos alunos
pela aula.
65
Dificuldades dos alunos
Ao longo da realização das tarefas os alunos sentiram várias dificuldades. Através da
análise dos dados recolhidos observaram-se, como explicitado no Quadro 4.1,
dificuldades provenientes do domínio do raciocínio, nomeadamente, na capacidade de
elaborar justificações e conclusões. Também se notaram dificuldades que dizem respeito
ao domínio processual, neste caso, a capacidade de produzir planificações e o uso de
representações, como as equações químicas e as distribuições eletrónicas. Para além
destas, foram reveladas dificuldades provenientes diretamente da existência de uma
articulação STEM.
Domínio do raciocínio (justificação e conclusão)
As dificuldades de raciocínio apresentadas pelos alunos foram principalmente observadas
a partir dos registos escritos. Para além destes, são usadas as respostas dos alunos ao longo
das entrevistas como evidencias para estas dificuldades.
Nas cinco tarefas foram observadas dificuldades consideráveis no domínio do raciocínio
por grande parte dos alunos, embora em alguns casos mais acentuadas que em outros.
Primeiramente, discutem-se as dificuldades nas justificações relacionadas com os
conceitos principais que estiveram presentes nestas tarefas: a reatividade de alguns
elementos e fatores que influenciam a sua variação.
Ora, o raciocínio dos alunos para justificar a reatividade foi, de certa forma, variado.
Alguns alunos, ao serem introduzidos pela primeira vez ao conceito, na primeira tarefa,
não foram capazes de focar nos pontos principais quanto à justificação da reatividade. Por
exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte 2, aluno A10)
Nesta questão era pedido que os alunos explicassem a reatividade dos metais alcalinos. O
aluno, de facto, respondeu algo que não está incorreto, mas não aludiu à configuração
eletrónica do elemento, que faz parte da razão para a perda de “um eletrão” e não de um
66
outro número qualquer. Nesta tarefa ainda não era esperado que os alunos remetessem à
tendência de os elementos reagirem de forma a completarem a sua última camada. No
entanto, foi discutido e era esperado que referissem o facto destes metais terem apenas
um eletrão de valência ou à configuração eletrónica cujo último número era “1”, para
justificar a resposta a esta questão.
A seguinte resposta também indica algumas dificuldades no mesmo sentido:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte 2, aluno A3)
Este aluno não distinguiu a doação (“perda) de “1 eletrão” da de “mais que 1 eletrão”,
revelando uma ligeiramente maior falta de compreensão sobre a reatividade do que o
aluno anterior, por afirmar que estes metais têm tendência perder mais do que um eletrão.
Na tarefa dois, relativamente ao conceito de reatividade, notou-se uma particularidade. A
maior parte dos alunos, aos lhes ser pedido que justificassem a reatividade dos elementos
do grupo dois em estudo, fez uma comparação com os elementos do grupo um. Note-se
que as questões eram semelhantes nas tarefas um e dois. Na tarefa um a questão era
“Expliquem aos engenhocas a que se deve a elevada reatividade dos elementos lítio (Li),
sódio (Na) e potássio (K)”, enquanto na tarefa dois era “Expliquem a reatividade dos
elementos estudados.
As respostas à questão da tarefa 1 foram completamente direcionadas para a facilidade de
os elementos perderem um eletrão, enquanto nas da tarefa 2, algumas das respostas foram
como o exemplo que se segue (mais completo relativamente a outras):
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 8, aluno A14)
67
Na justificação da reatividade, os alunos sentiram a necessidade de fazer a comparação
dos metais alcalinoterrosos em estudo com os metais alcalinos, estudados na aula anterior.
Referiram, então, que estes elementos são menos reativos que os do grupo um, embora
sejam “reativos na mesma porque têm tendência a perder eletrões”. No entanto, não
justificaram a razão para essa tendência, isto é, para completar a sua camada de valência.
Note-se, ainda, a comparação entre os dois elementos em estudo, cálcio e magnésio. Esta
comparação foi feita por diversos outros alunos. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos [com a questão], tarefa 2 – questão 8, aluno A3)
E:
(Registos escritos dos alunos [com a questão], tarefa 2 – questão 8, aluno A2)
Antes de mais, note-se que, para além destes dois alunos, muitos alunos não aludiram à
distribuição eletrónica dos elementos para justificar a sua resposta, como foi feito para os
elementos do grupo um. Tal como os alunos tiveram dificuldade em explicar a reatividade
dos elementos do grupo dois sem mencionar, como termo de comparação, os do grupo
um, também não se sentiram confortáveis em utilizar uma configuração eletrónica cujo
último número (correspondente ao número de eletrões de valência do elemento) fosse o
número “2” para justificá-la, ao contrário do que fizeram para os anteriores.
Para além do mais, na entrevista, ao ser questionada a dificuldade em aprender sobre a
reatividade, alguns alunos referiram a dificuldade em interpretar as questões:
Prof.: “Que dificuldades sentiram em aprender sobre a reatividade dos
elementos?”
A11: “Na interpretação das perguntas.”
68
A10: “A forma como estavam estruturadas dificultava a interpretação. Mas a
explicação do professor ajudava a perceber a pergunta.”
A14: “As perguntas eram pouco diretas.”
(Entrevista em grupo focado, turno 1)
É pertinente e compreensível o que os alunos disseram. As tarefas com essas questões
foram elaboradas segundo uma estratégia de ensino inquiry, o que naturalmente leva a
que as questões sejam “pouco diretas”. Como é notado nos exemplos anteriores, se a
questão não for bem colocada, pode levar os alunos a responderem a mais do que era
esperado ou apresentam uma resposta que segue um rumo desadequadamente distanciado
do pretendido.
Para além disso, após a análise da seguinte resposta:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 8, aluno A6)
É notável que este aluno faz referência ao que aprendeu anteriormente, mostrando uma
generalização dos seus conhecimentos. Esta resposta reforça ainda que, de facto, foram
discutidos em turma os conteúdos abordados na tarefa um.
Na tarefa três alguns alunos mostraram, ainda, dificuldade em apresentar uma justificação
verdadeiramente completa em relação à reatividade dos halogénios. Um exemplo é o
seguinte:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A4)
O que demonstra que o aluno percebeu que existe uma “facilidade em ganharem eletrões”,
não aludindo, no entanto, à justificação para tal, relativa ao número de eletrões de valência
ser sete e à tendência para preencher a última camada com um eletrão captado.
Houve respostas um bocado mais completas, mas que ainda apresentaram algumas falhas,
por exemplo:
69
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A7)
Este aluno exibiu ter percebido o porquê de ter tendência “em ganhar 1 eletrão”, sendo
“devido aos 7 eletrões de valência”. Contudo, apresentou dois pequenos problemas: não
alude explicitamente ao preenchimento total da camada de valência, com oito eletrões; e
afirma “facilidade em ganhar 1 eletrão”, quando o mais correto seria dizer que por ter
apenas de ganhar um eletrão para completar a sua camada, tem muita facilidade em captá-
lo.
Houve bastantes alunos a não aludir à configuração eletrónica do elemento, mesmo tendo
sido pedido na questão anterior para o escreverem, por motivos de orientação. Este
fenómeno pode ter ocorrido pela passagem do vídeo, que continha alguma informação
sobre a reatividade do flúor e na qual, talvez, os alunos se tenham baseado mais.
Quanto à tarefa quatro, que abordava os gases nobres, elementos do grupo 18,
observaram-se menos dificuldades nas justificações que envolvem conhecimentos sobre
o conceito de reatividade, sendo que nenhum aluno apresenta propriamente dificuldade
em perceber que estes não são reativos por terem a última camada preenchida.
Voltando à primeira tarefa, e percorrendo, novamente, as tarefas dois e três. Analisem-se
agora as dificuldades, não da compreensão do conceito de reatividade, mas de como esta
varia em cada elemento, nomeadamente, a variação ao longo do grupo.
De seguida, apresenta-se uma resposta na primeira tarefa que demonstra dificuldades na
justificação deste conceito:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 2 da parte 2, aluno A8)
O aluno apresentou uma resposta que determina corretamente de que forma varia a
reatividade, mas que não o justifica de uma forma abrangente. Pois, para além de não ter
70
referido que “os eletrões” se tratam de eletrões de valência, não falou em níveis de energia
sucessivamente mais distantes do núcleo nem da configuração eletrónica que o
representaria.
Num caso contrário, apresentaram-se respostas como à do seguinte exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 2 da parte 2, aluno A12)
Este aluno apresentou os níveis de energia, mas deixou a sua justificação pouco explícita,
pois não explicita a relação entre a reatividade e a distância ao núcleo dos eletrões de
valência apresentada na sua representação.
Na tarefa dois, os alunos continuaram com dificuldades em apresentar uma justificação
da variação da reatividade que abrangesse suficiente conhecimento científico. Por
exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 9, aluno A3)
Embora o aluno tenha produzido uma resposta extensa, que alude, para além do raio
atómico, à variação relativamente à posição do elemento na tabela periódica, não remeteu
aos níveis de energia, representação crucial para determinar o raio atómico e, por
conseguinte, a distância dos eletrões de valência ao núcleo. O aluno demonstrou, assim,
71
não fazer uso dos conhecimentos científicos devidos para a justificação da variação da
reatividade ao longo do grupo dois.
Quanto à tarefa três, continuaram a verificar-se algumas dificuldades ou, como
possibilidade, omissões do verdadeiro conhecimento dos alunos. Um aluno apresentou a
seguinte resposta:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 5, aluno A8)
Apesar de ter demonstrado na tarefa anterior ter apreendido algumas noções de variação
da reatividade, nesta resposta, o aluno não foi capaz de relacionar os seus conhecimentos.
Já que no caso das tarefas anteriores, os elementos tinham tendência a doar os seus
eletrões de valência, por estarem em excesso relativamente ao estado de maior equilíbrio,
enquanto o flúor, trabalhado na tarefa correspondente a esta resposta, requer o oposto:
captar um eletrão. Como tal, a variação da reatividade ao longo do grupo 17 requer um
raciocínio inverso do que se teve para os elementos ao longo dos grupos um e dois,
dificultando a compreensão e, consequentemente, a justificação por parte do aluno.
Alguns alunos apresentam respostas mais completas, mas ainda apresentam dificuldades,
como por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 5, aluno A10)
Ou seja, uma resposta em que o aluno não teve em conta ou não explicitou o conceito de
raio atómico como sinónimo de distância dos eletrões de valência ao núcleo, nem remete
à configuração eletrónica para evidenciar essa distância. Para além disso, não relaciona o
que acontece ao longo do grupo. Embora tenha referido “nível de energia”, associa essa
expressão à “maior (…) camada dos eletrões”, não esclarecendo que a importância do
72
fenómeno se encontra na distância ao núcleo e não no tamanho da camada. Note-se, no
entanto, que possivelmente tivesse sido isso mesmo que queria transmitir.
Observaram-se, por outro lado, respostas que mostram uma maior compreensão ou, pelo
menos, uma compreensão mais abrangente do tópico, por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 5, aluno A7)
Este aluno demonstrou uma boa compreensão de todo o processo para a ocorrência do
fenómeno da variação da reatividade. Contudo, não apresenta uma justificação totalmente
completa por não esclarecer a razão de haver eletrões de valência “mais perto do núcleo”,
nem apresenta uma boa sequência lógica de articulação das frases, não permitindo
construir uma resposta lógica. Isto é, não refere a configuração eletrónica de cada um dos
elementos – flúor e cloro – para justificar essa variação do raio atómico e, por sua vez, a
tal “distância ao núcleo” que aborda corretamente.
No final da intervenção, ao longo da entrevista, foi pedido aos alunos que representassem,
com desenhos coisas que tenham aprendido sobre a reatividade e a variação da mesma.
Um dos alunos apresentou um raciocínio adequado, mas apenas em casos particulares:
(Entrevista em grupo focado, turno 1, aluno A12)
73
Este aluno mostrou a relação entre número de níveis e distância da última camada ao
núcleo. Contudo, omitiu o facto de os eletrões se encontrarem na última camada e aplica
um raciocínio que só está certo quando aplicado aos elementos com poucos eletrões de
valência, isto é, dos grupos um e dois, neste caso. Pois, no caso dos elementos do grupo
dezassete, por exemplo, o raciocínio seria invertido.
Para além dos erros apresentados anteriormente, diretamente relacionados com a
compreensão dos conceitos de reatividade e da sua variação, foi identificado que os
alunos tiveram dificuldade em justificar algumas das suas respostas, por um lado, por não
conseguirem interpretar nem usar corretamente conceitos científicos associados ao
mundo submicroscópico e às suas ocorrências, por outro, por não conhecerem ou não
saberem utilizar a terminologia científica adequada.
Alguns alunos mostraram erros de compreensão, na primeira tarefa, sobre a constituição
dos átomos e o que os define, bem como do que sucede em reações químicas. Por
exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 5, aluno A5)
Para explicar o caráter químico da solução resultante (alcalina), o aluno referiu-se aos
hidróxidos que se produziram na reação dos metais alcalinos com a água. Na aula foi
consensual, durante a discussão em turma, a existência dos hidróxidos como produtos e
dos metais alcalinos como reagentes. Foi notável como este aluno percecionou esses
factos, mas revelou uma compreensão errada quanto ao comportamento dos elementos
químicos em reações químicas. Outros dois (escreveram uma resposta igual por se
sentarem um ao lado do outro), na mesma tarefa, escreveram:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte 2, aluno A9)
Referindo-se à mesma reação, na qual, mais detalhadamente, os metais se tornam iões
catiões e se ligam ao grupo funcional hidroxilo. Esta expressão “metais possuem ião
74
negativo”, para além de que poderia ser mais coerente se referisse ião “positivo” em vez
de “negativo”, remete a uma confusão semelhante à anterior.
Isto é, quer o aluno A5, quer o A9, aludem vagamente ao que sucede, mas demonstram
uma compreensão equivocada. Embora se tenham referido a momentos diferentes da
reação, ambos os alunos mostraram pensar que o processo se dá por meio de um elemento
possuir já o que será o resultado de uma reação, em vez de ser um processo de
transformação do próprio elemento, ao nível subatómico.
Para além disso, houve alguns alunos que confundiram, nesta reação, a função da solução
de fenolftaleína. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 6, aluno A6)
Sendo que a fenolftaleína foi usada apenas como indicador de mudança de caráter
químico da solução, foi discutido em turma, ao longo da aula, este facto. No entanto, este
aluno apresenta, na sua resposta, confusão relativamente a isso, referindo erradamente
que a fenolftaleína é a causa dos elementos se tornarem básicos.
Note-se, no entanto, que os exemplos anteriores dizem respeito à primeira tarefa, na qual
os alunos estariam ainda, decerto, numa situação de familiarização inicial com estes
novos conceitos científicos e com noções submicroscópicas relativas a reações químicas
e a estes elementos em específico (metais alcalinos), solicitadoras de uma considerável
capacidade de abstração.
Ainda assim, surgiram respostas com incorreções quanto a este tópico, na terceira tarefa,
na qual os alunos já deveriam estar mais familiarizados e aptos:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A15)
75
O aluno demonstrou algumas noções vagas relativamente ao conceito de reatividade.
Contudo, refere, erradamente, que o flúor tem tendência a ganhar dois eletrões (em vez
de um) e, de seguida, faz referência aos metais alcalinos, para justificar essa ideia. Face
ao que foi feito nesse momento da aula – uma discussão em turma sobre a reatividade do
flúor – o aluno mostrou ter percecionado partes do que foi referido, embora pretendesse
referir “perder” um eletrão, em vez de “ganhar” para o exemplo que queria usar. Deste
modo, apresentou, também, dificuldades em perceber o que acontece, ao nível
submicroscópico, com os eletrões e as camadas às quais pertencem. É de realçar, ainda,
a escrita da expressão “por exemplo” que evidencia alguma falta de compreensão sobre
tendência para os elementos se estabilizarem ao ficarem com a camada de valência
totalmente preenchida.
Outro conceito científico que provocou alguma dificuldade, ou falta de compreensão, foi
a distância da camada ao núcleo. A distância ao núcleo foi confundida com o tamanho da
camada. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 5, aluno A3)
Tal como já apareceu numa resposta apresentada anteriormente (Registos escritos dos
alunos, tarefa 3 – questão 5, aluno A10) nas dificuldades em justificar a variação da
reatividade, a resposta deste aluno revela falta de compreensão do que influência a
facilidade do flúor, neste caso, captar um eletrão. O aluno refere “camada (…) pequena”
e “camada maior” como termos que pretendem fazer referência a uma camada mais
próxima do núcleo e mais afastada, respetivamente.
Outras dificuldades nas justificações estiveram associadas à incapacidade de usar termos
apropriados, isto é, de usar uma terminologia científica, bem como de confundir alguns
76
dos constituintes da estrutura atómica e subatómica, estorvando a exposição da
compreensão do aluno e dificultando o acompanhamento da linha de pensamento, por
parte de quem lê. Embora se note, na maioria dos casos, uma resposta que é
implicitamente correta. É um exemplo, presente na tarefa três:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 4 – questão 5, aluno A15)
Na questão era pedido que os alunos justificassem a razão dos gases nobres, abordados
na tarefa quatro, serem usados nas respetivas tecnologias. Nesta resposta o aluno visou
responder corretamente, identificando que ser um gás que é “estável”, que “praticamente
não reage” e que tem “o último nível de energia completo” são características que, de
facto, o justificam. Contudo, ao tentar explicar o que implica ter o último nível de energia
completo ao nível subatómico, não empregou os termos mais adequados (fragilidade,
perder eletrão e em ganhar) e deixou a frase pouco explícita. Apresentou, para além de
falta de vocabulário necessário à justificação completa do conceito científico, falta de
confiança quanto aos seus conhecimentos.
Este facto é demarcado pelos próprios alunos durante a entrevista (embora o aluno A14
tenha apresentado ótimas respostas, completas):
Prof.: “Então e que dificuldades sentiram em explicar que influência têm os
eletrões de valência na reatividade de um elemento?”
A14: “Não encontrar as palavras certas.”
A15: “Ya, às vezes não sabia que palavras usar.”
(Entrevista em grupo focado, turno 1)
Outro aluno, perante uma situação semelhante (de falta de vocabulário), opta por omitir
a terminologia científica necessária, que desconhece ou não se recorda:
77
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A3)
O aluno referiu o que queria dizer, quanto à grande reatividade do flúor, mas nunca
usando o conceito de “camada preenchida”, apresentando uma ideia vaga do que se trata
o “completar o 8”. A tarefa três foi feita pelos alunos depois de uma pausa do período
letivo que se seguiram depois das tarefas um e dois, nas quais os alunos teriam ganho
algum vocabulário científico. Este fator pode justificar a falta de terminologia científica
usada pelo aluno A3, nesta resposta.
Mesmo após quatro tarefas, houve um aluno que apresentou não saber que termo utilizar:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5 – questão 1, aluno A6)
Pretendendo referir-se ao termo “camada”, o aluno referiu “casa”, admitindo que sabia
que não estava a empregar a terminologia científica adequada, explicitado pelo uso de
aspas. Apresenta, contudo, um pensamento que se considera correto.
Para além da falta de terminologia, verificaram-se algumas respostas cuja terminologia é
usada, mas de uma forma que não correta. Uma delas é a seguinte:
78
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 9, aluno A14)
Tendo demonstrado alguma dificuldade em emergir no mundo submicroscópico para
diferenciar o cálcio como elemento que possui um núcleo e o próprio núcleo. Ainda
assim, distinga-se o que pode ser um erro de falta de compreensão ou apenas um erro de
distração, visto que o aluno A14 demonstra conhecimento no tópico em outras questões
da tarefa.
Em contrapartida, alguns alunos utilizaram, não por distração, uma terminologia
científica incorreta para se referir às diferentes intensidades observadas nas reações dos
metais com a água. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 parte 2, aluno A6)
Note-se o uso tendencial da palavra “velocidade” para aludir à intensidade das reações do
lítio, sódio e potássio com a água. O aluno apresentou, embora discutido em turma o
termo que devia ser usado (intensidade ou violência, por exemplo), um termo que não é
correto, pois a velocidade de reação não é o mesmo que a tendência ou a facilidade para
a mesma acontecer.
Outra resposta que evidenciou uma dificuldade de justificação da mesma natureza foi a
seguinte:
79
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5 – questão 1, aluno A8)
O aluno apresenta uma ideia aceitável para explicar a organização da tabela periódica,
porém, escreveu a expressão “apresenta o nível de camadas” pretendendo-se referir,
presumivelmente, ao “número de camadas” ou o “nível da camada de valência”. Isto
mostrou alguma falta de capacidade de usar a terminologia científica de uma forma
correta.
Algumas justificações, embora não tenham tido nenhum erro ao nível conceptual e
tenham usado uma terminologia científica adequada, apresentaram dificuldades no
estabelecimento de relações. Ou seja, o aluno mostrou uma compreensão um algo
desorganizada do seu adequado conhecimento científico, exibindo dificuldades na
justificação da sua resposta. Um exemplo que ilustra esse facto é o seguinte:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A6)
O aluno que escreveu esta resposta referiu-se ao flúor, elemento com tendência a ganhar
um eletrão. Embora a ideia que quis transmitir esteja certa, o aluno não teve noção da
interdependência dos conceitos que usou. Isto é, afirmou corretamente a “facilidade em
ganhar [um eletrão]” para completar a sua camada de valência, contudo, afirmou de
seguida “e quando ganham [o eletrão] tem muita reatividade”. Ora, tal afirmação mostrou
a falta de compreensão relativamente ao funcionamento sequencial dos conceitos de
facilidade em captar um eletrão e de reatividade do elemento. Tal como a seguinte
resposta:
80
(Registos escritos dos alunos, tarefa 4 – questão 5, aluno A9)
Na qual o aluno demonstrou, igualmente, essas faltas de noção. O aluno A9, ao escrever,
a conjunção coordenativa “e” entre as duas orações, mostrou não perceber que o facto de
o elemento ter “o último nível completo” é o que causa o mesmo não “ganhar[r] eletrões”.
Outro exemplo, na mesma tarefa, de uma resposta com incorreções da mesma natureza
foi a seguinte:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 4 – questão 5, aluno A14)
Embora tenha sido dada uma resposta que mostra uma boa compreensão da baixa
reatividade dos gases nobres, este aluno usou o termo “gás nobre” para justificar o facto
de os gases serem inertes. Este raciocínio apresentou-se, então, redundante pela origem
desses dois termos ser a mesma.
Até agora, no domínio do raciocínio, foram apresentadas as dificuldades em justificar as
respostas. Apresentam-se, agora, exemplos de respostas que exibem dificuldades ao nível
do raciocínio por apresentarem conclusões confusas. Nomeadamente, por se mostrarem
confusas, serem incoerentes, conterem falhas no estabelecimento de relações,
apresentarem um raciocínio invertido ou evidenciarem falta de finalização.
Este é um deles, retirado da tarefa dois, demonstrando incoerência ao longo da resposta:
81
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 8, aluno A1)
O aluno lançou a sua resposta referindo o que considerava que era correto, mas não
suportou a sua afirmação com coerência. Começou por referir a “facilidade em perder um
eletrão” (onde deveria referir “dois”, em vez de “um”) e, de seguida, concluiu com “e o
raio atómico é maior”, sugerindo uma ligação descontextualizada entre os conceitos
usados.
Outra resposta na mesma tarefa e, portanto, com um suposto nível de conhecimento
semelhante, que apresenta incoerência é a deste aluno:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 9, aluno A11)
Nesta questão era pedido que os alunos justificassem a variação da reatividade dos
elementos do grupo dois ao longo do grupo. O aluno referiu primeiro que “quanto maior
o período dos elementos (…) maior é a sua reação”. Esta frase não está errada, no entanto,
refere a seguir “…e mais difícil de a mesma acontecer”, o que é incompatível por si só.
De seguida, aludiu aos eletrões de valência e à “necessidade de os perder”, parecendo ter
referido que ao longo do grupo (isto é, com um “período” maior, aludindo às palavras do
aluno) os elementos têm “mais eletrões de valência”. Em suma, esta resposta apresenta
uma grande descoordenação entre as afirmações, prejudicando fortemente a justificação.
Na tarefa um foram notadas várias conclusões com falta de finalização, ou seja,
conclusões que parecem não estar concluídas. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte 2, aluno A4)
Respondendo à questão um da parte dois da primeira tarefa, que se destinava à explicação
da elevada reatividade dos metais alcalinos, o aluno começa por referir o facto de terem
todos “o mesmo eletrão de valência” que, assumindo que queria mencionar “o mesmo
82
número de”, é adequado ao início desta justificação. De seguida, descreve sucintamente
o fenómeno de ligação, ao mencionar o facto de o elemento ser neutro antes de se ligar
“a outras substâncias” e de, no momento da ligação “perderem os eletrões”. No entanto,
em nenhum momento refere a facilidade dessa “perda” (ou doação, mais corretamente),
ponto crucial para justificar a reatividade. Ora, o aluno, não mencionando conceitos que
se sustentem nem rematando a sua resposta, mostrou incapacidade para elaborar uma
conclusão.
Mais um exemplo deste tipo de conclusão “não encerrada”, encontra-se numa resposta a
outra questão desta tarefa:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 5, aluno A10)
Nesta questão era pedido que explicassem o caráter químico da solução resultante (reação
dos metais alcalinos com a água). Ou seja, o pretendido era identificar o caráter
básico/alcalino da solução resultante e explicar que isso se devia aos produtos da reação
serem hidróxidos, substâncias básicas. Compare-se à resposta do aluno. Começa por
referir corretamente o uso da fenolftaleína como indicador “para mostrar (…) se a solução
é básica ou ácida”. Refere a formação dos hidróxidos, mas não conclui a sua resposta,
deixando em aberto a sua posição quanto à solução resultante ser ácida ou básica, após
ter feito uma robusta preparação para esta conclusão.
Em a tarefa cinco apresente uma estrutura diferente, também nesta foi verificada uma
dificuldade em concluir, ao ser pedido que explicassem como estava organizada a tabela
periódica:
83
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5 – questão 1, aluno A10)
O aluno referiu alguns dos fatores pelos quais a tabela periódica se organiza, contudo,
para além de não interligar as ideias nem abordar separadamente os grupos e os períodos
não mostra uma nota conclusiva que permita responder à questão.
Falhas no estabelecimento de relações também levaram à existência de conclusões
imprecisas. Considere-se a seguinte resposta à questão que pedia que explicassem a
reatividade do flúor, elemento do grupo 17:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A5)
Como é constatado, o aluno apresentou uma falha de raciocínio que o levou a elaborar
uma conclusão que não era correta. Pois refere, no fundo, que a elevada reatividade do
flúor se dá “quando recebe um eletrão”, quando estes dois fatores estão intrinsecamente
ligados: o facto de receber um eletrão é a razão de reagir muito.
Na última tarefa também se verificaram conclusões com falhas como a apresentada
anteriormente. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 4 – questão 5, aluno A3)
Pois o aluno refere de duas maneiras, erradamente assumidas não relacionadas, a baixa
reatividade do gás. Deste modo, a resposta do aluno mostrou uma lacuna ao concluir que
o árgon é “um gás inerte e (…) tem o último nível de energia completo”, visto que ao ter
usado o “e” não mostrou perceber a interdependência entre as duas afirmações.
Ao nível do domínio do raciocínio apresentaram-se as dificuldades mais relevantes. De
seguida apresentam-se as dificuldades exibidas no domínio processual, destinadas à
próxima subsecção.
84
Domínio processual (planificação e representação)
As dificuldades deste domínio dizem respeito ao grupo de dificuldades que provém da
elaboração de planificações e de representações. Começou-se por analisar as tarefas um
e dois, e depois, o conjunto das quatro primeiras tarefas.
Pois, apenas nas duas primeiras tarefas se apresentam questões que exigiam
conhecimento e aptidões para planificar uma atividade laboratorial. Nestas pretendeu-se
estudar a reatividade dos elementos dos grupos um e dois, apresentando uma estrutura
semelhante. Em ambas era pedido que: planificassem uma atividade laboratorial exigindo
que os alunos soubessem descrever, corretamente e com rigor e completude, os materiais
e os reagentes, bem como o procedimento e os cuidados de segurança a tomar; e que
escrevessem a equação química, requerendo, por um lado, compreensão científica da
respetiva reação química e, por outro, conhecimento quanto a essa escrita, isto é, ser por
ordem dos reagentes para os produtos, separados por meio de uma seta indicativa de
reação e denominar cada substância pelo nome ou símbolo do elemento ou composto,
seguido do seu estado físico.
As planificações foram elaboradas em turma, pelo que, possivelmente, poucos alunos se
sentiram perdidos a escrevê-las. Embora haja algumas planificações estruturalmente
bastante bem organizadas, podem-se identificar dificuldades dos alunos quanto à correção
científica e quanto à sua completude.
Pelas notas de campo do investigador, os alunos demonstraram pouca fluidez no início
da elaboração das planificações, principalmente na primeira tarefa, possivelmente pela
sua falta de familiarização com vários aspetos, como a possibilidade de os metais
poderem ser cortados (necessidade de um bisturi) e de serem extremamente reativos
(necessidade de uma pinça). Por esse motivo, estas e outras informações foram sendo
discutidas ao longo da elaboração da planificação, pelo que a maioria dos alunos,
gradualmente, foi capaz de remeter a todos os materiais e reagentes necessários, visível
nas suas planificações. Contudo, a maioria dos alunos referiu na entrevista, como
principal dificuldade, não “saber [ou se] lembrar dos nomes dos materiais”. De notar que,
mesmo após se discutir e se indicarem oralmente todos os materiais e reagentes
necessários, houve incorreções científicas e no que diz respeito às nomenclaturas,
havendo dois alunos (sentados lado a lado) que não apresentaram os materiais separados
85
do procedimento na primeira tarefa. Nos registos escritos dos alunos, na tarefa um, houve
alunos que escreveram termos que substituíram o termo correto:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 2, alunos A6, A15 e A5)
Como “balde”, “tigela” ou “copo”, em vez de “tina” para se referirem ao recipiente onde
se deu a reação dos metais alcalinos com a água.
O facto de se estar a trabalhar com a turma num grande grupo levou, possivelmente e
devido à confusão em sala de aula, a estas falhas de nomenclatura dos materiais. Os alunos
não se lembrarem dos nomes dos materiais pode estar relacionado com estes nomes serem
uma novidade para eles, com uma baixa familiarização (e.g.: segundo as notas de campo
do investigador os alunos não associam a palavra “tina” a um objeto do dia-a-dia).
Quanto à completude e rigor científico das planificações notaram-se, como já foi referido,
umas mais bem conseguidas que outras. Apontem-se as que indicam dificuldades por
parte dos alunos. Alguns alunos tiveram dificuldade em escrever o procedimento
completo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 2, alunos A8)
Este aluno começou por iniciar corretamente a planificação, desistindo a meio. Note-se
que teve o cuidado de apontar a colocação das gotas de fenolftaleína (riscado) como parte
do procedimento. Foram poucas as planificações incompletas como esta, no entanto.
86
A maior parte das dificuldades das planificações na tarefa dois, por outro lado, proveio
de se procederem a duas reações, ao contrário da experiência da tarefa anterior, em que
sucedeu apenas uma: a dos metais com o oxigénio, seguida da dos óxidos com a água.
Isto gerou confusão em alguns alunos que, embora tenham elaborado uma boa
planificação, omitiram a segunda reação, por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 5, alunos A5 e A9)
Esta experiência envolvia a reação dos óxidos dos metais com a água, pelo que se
tratavam de duas reações: primeiro, a reação dos metais com o oxigénio e, depois, a reação
dos óxidos formados com a água. No exemplo anterior, os alunos não explicitam que o
que se colocou na água foram os óxidos e não os metais. Pelas notas de campo do
professor, os alunos demostraram não perceber, por um lado, do que se tratava a segunda
reação (reação dos óxidos dos metais com a água), por outro, qual era a função da
lamparina se o resultado final era o mesmo que o da reação direta dos metais com a água,
tal como tinham feito na experiência da tarefa anterior.
Após observarem as reações, escreveram as respetivas equações químicas. Os alunos
apresentaram poucas dificuldades na sua escrita, no entanto, o seu acerto foi o que os
alunos demonstraram e apontaram como mais difícil. Assim que foi perguntado, na
entrevista ao segundo turno, que dificuldades tinham tido na escrita das equações
químicas:
Prof.: “(…) que dificuldades tiveram na representação das reações químicas?”
A7: “Tivemos de escrever equações.”
A3: “Foi difícil.”
Prof.: “O que foi difícil?”
Vários alunos: “Dificuldade em acertar os números.”
Prof.: “Ou seja, colocar o mesmo número de átomos nos reagentes e nos
produtos?”
A3: “Sim.”
87
(Entrevista em grupo focado, turno 2)
Note-se que o aluno A3 escreveu na sua reflexão da primeira tarefa:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – reflexão, aluno A3)
Reforçando a persistência da dificuldade que sentiu desde a primeira tarefa até à
entrevista, que foi feita após a última tarefa.
Quando os alunos mencionaram o acerto dos “números”, referiam-se à estequiometria.
No seu ano de escolaridade (9.º ano) não é um aspeto fulcral, mas é trabalhado em alguns
momentos. Este acerto foi feito em conjunto com os alunos, mas, ainda assim, houve
alguns erros, tal como na primeira tarefa:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 4, aluno A10)
E:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 4, aluno A5)
E na segunda:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 7a, A5)
Pode-se notar que nas três se notam erros de diferentes natureza: o aluno A10 escreveu
“M” em vez de “Na” pois o professor, após a discussão em turma e elaboração de uma
equação química válida, escreveu-a no quadro de uma forma geral para todos os metais
88
(sódio, lítio e potássio), usando a letra “M” como símbolo para metal; o aluno A5, na
tarefa um usou, na mesma equação, tanto o nome como o símbolo químico para descrever
os elementos presentes na reação e na equação da tarefa dois falta o estado físico do óxido
de magnésio, algo que a maioria dos outros alunos escreveu. Talvez se possa, por isso,
deduzir que estes alunos apresentam erros de distração, mais precisamente, de falta de
foco na escrita da sua resposta, e que seja essa a causa dos erros no acerto das equações.
É de notar, através da equação escrita pelo aluno A10, a influencia que tem o professor
escrever no quadro uma resposta, dando aso a uma tendência maior, por parte do aluno,
para copiar diretamente do que para analisar o que escreve.
Analisando agora o conjunto de todas as tarefas, puderam-se extrair dificuldades
relacionadas com a escrita de outra representação, crucial para a aprendizagem do tema
da tabela periódica: a distribuição eletrónica.
Houve poucas dificuldades visíveis neste tópico, em parte porque as distribuições
eletrónicas foram sempre usadas para discutir em turma as reatividades e as variações das
reatividades e acabaram por ser escritas no quadro, algumas delas.
Aponte-se apenas para a resposta de um aluno:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, aluno A15)
Esta resposta já tinha sido usada como exemplo de outras dificuldades, pois apresenta
dificuldades em vários níveis. Este aluno demonstra dificuldades na compreensão da
distribuição eletrónica. Note-se que no exemplo que dá quanto à distribuição eletrónica
do sódio (Z = 11) “2-8-1”, não percebeu que “ganhar +1” eletrão faria a distribuição
tornar-se “2-8-2” e não “2-8” como menciona.
Mas, visto que do resto dos registos escritos não se observam dificuldades na escrita desta
representação, exponham-se as respostas dos alunos nas entrevistas e em algumas
reflexões do final de cada tarefa.
89
O extrato seguinte faz parte da reflexão da tarefa quatro, na qual são perguntadas as
dificuldades sentidas. O aluno responde:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 4 – reflexão, aluno A2)
Evidenciando dificuldades sentidas na escrita deste tipo de representação – configuração
eletrónica. No entanto, é possível que o aluno se esteja a referir à escrita da distribuição
eletrónica do xénon, que envolve conhecimentos de química do nível do secundário e que
surgiu nesta tarefa devido ao contexto associado.
Na entrevista, um dos alunos aludiu mesmo à sua dificuldade neste campo, ao ser
questionado algo bastante mais geral – dificuldades sobre a reatividade:
Prof.: “Que dificuldades sentiram em aprender sobre a reatividade?”
A3: “No preenchimento do coiso dos eletrões de valência. Ter um número para
cada átomo e termos de meter em cada.”
Prof.: “Como é que isso se chamava?”
A1: “Distribuição eletrónica?”
A3: “Sim, distribuição eletrónica confusa.”
(Entrevista em grupo focado, turno 2)
Em relação à representação dos níveis energéticos, que embora não faça parte das metas
do ano atual, é interessante fazer a sua análise dada a sua proximidade à representação da
distribuição eletrónica. Segue-se o exemplo:
90
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 9, aluno A6)
Note-se como a sua justificação apresenta alguma correção e precisão, mas que demonstra
dificuldades, por confundir o tamanho das camadas com o número de camadas. O aluno
desenha duas representações que simbolizam as camadas energéticas de cada elemento,
cálcio (quatro níveis energéticos) e magnésio (três níveis energéticos). De facto, os
eletrões da camada de valência do cálcio (assunção: representação do lado esquerdo),
apresentam-se mais afastados do núcleo e, como tal, o aluno justifica que é “mais fácil
perder [o eletrão de valência] pq tá + longe”. No entanto, aponte-se para o número de
linhas que, representando cada linha uma camada, evidenciado pelo “2” escrito pelo
aluno, é igual para os dois elementos. O aluno apresenta, então, dificuldades em utilizar
a representação do modelo de Bohr, na medida em que não considera o afastamento da
camada de valência do núcleo como consequência do número de camadas..
Apresentadas as dificuldades no domínio processual, expõem-se, na próxima e última
subsecção, as dificuldades que os alunos exibiram ao serem sujeitos a questões que
envolviam uma articulação de alguns dos domínios STEM.
Articulação STEM
A articulação STEM, no âmbito deste trabalho de cariz investigativo, articula os quatro
domínios ao conjunto das tarefas para abordar o tema da tabela periódica. Como tal, nem
todas as tarefas apresentam os quatro domínios em articulação. Analisem-se estas
dificuldades, tarefa a tarefa, por questões de organização. Apenas foram observadas
dificuldades, nesta subdimensão, nas tarefas um, dois e três.
91
Na tarefa um é mais salientado o aspeto da engenharia e da tecnologia, e um bocado de
matemática. A parte da tarefa que aborda a articulação é a última questão (questão 1 da
parte “vai mais além…”) e nesta é questionado qual o elemento que o aluno acha mais
apropriado ser usado para as baterias dos telemóveis entre o lítio, o sódio e o potássio,
tendo em consideração um conjunto de fatores, nomeadamente, a eficiência energética,
os custos de produção, o tempo de vida da bateria e a abundância no planeta Terra. O
último fator é dado sob a forma de um histograma.
A maioria dos alunos mostrou dificuldade em formular uma resposta com um contributo
pessoal, sendo que se limitou a descrever os dados que achava mais apelativos à sua
resposta, sem remeter aos contextos do mundo real e sem apresentar uma conclusão bem
fundamentada. Para além disso, também não fazem a relação com a própria tecnologia
em vigor – o telemóvel – à sua utilização, à sua manutenção e aos processos aos quais é
sujeito. Apresenta-se um exemplo das muitas respostas semelhantes:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte “vai mais além…”, aluno
A13)
Tendo mostrado incapacidade de elaborar uma nota conclusiva, embora recorra aos vários
fatores.
Um aluno apresentou parte do seu raciocínio fora do espaço da resposta, diretamente nos
dados:
92
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – tabela 1 da parte “vai mais além…”, aluno A5)
Apresentando a seguinte resposta, baseada nestes círculos:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte “vai mais além…”, aluno
A5)
O que está escrito parece ser: “o potássio porque o custo de [produção] é baixo, o tempo
de durabilidade é longo e é facilmente encontrado na crosta terrestre”. Uma resposta do
mesmo nível das anteriores, embora tenha explicitado o seu raciocínio na medida em que
colocou círculos após uma análise de cada fator. Desta forma, o aluno selecionou para
cada fator, qual o elemento que considerou mais adequado, não o explicitando, depois, na
sua justificação.
É possível que isso tenha ocorrido com a maioria dos alunos, isto é, refletir sobre o
problema, mas não ser capaz de transmiti-lo por escrito. Isso demonstrou que os alunos
têm dificuldades em transcrever as suas ideias, algo implicitamente referido nas reflexões
de várias tarefas, por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – reflexão, aluno A1)
93
Muitos outros alunos, ao longo das tarefas, referiram não gostar de preencher as fichas,
especificamente. Assim sendo, é reforçada a ideia de que os alunos têm dificuldade em
escrever as ideias que elaboram no seu raciocínio. Um dos alunos apresentou uma grande
dificuldade em justificar a sua escolha:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte “vai mais além…”, aluno
A15)
Demonstrando dificuldade, para além de na leitura do histograma, na formulação de uma
ideia com base em vários fatores, uma aptidão própria de engenharia. O aluno leu o
histograma como se o eixo vertical representasse o tamanho do átomo, em vez da
abundância no planeta Terra, o que era descrito na introdução ao contexto e explicitado
no próprio título do gráfico. Quanto às aptidões para optar por um produto com base em
diversos fatores, o aluno demonstrou claramente dificuldades em organizar o seu
raciocínio, apresentando apenas um dos fatores e não concluindo nem justificando de
forma aceitável a sua resposta.
Na tarefa dois, a articulação STEM residia na utilização de conceitos matemáticos
relacionados com paralelismo e perpendicularidade entre retas e planos e em engenharia
no que concerne o uso de ferramentas para melhorar construções feitas pelo ser humano.
Após construírem a calçada, os alunos tiveram de verificar a horizontalidade do chão
através de técnicas por eles planeadas, orientados pelo professor. Para a orientação, dada
apenas após os alunos pensarem um bocado, o professor mostrou materiais que eles
podiam usar, como exemplo. Note-se que foi pedido aos alunos, nas discussões em turma,
que usassem os conceitos que tinham estado a aprender em matemática sobre paralelismo
e perpendicularidade.
Embora alguns alunos tenham apresentado ideias plausíveis, houve outros que não
compreenderam como utilizar os materiais presentes. Por exemplo:
94
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 1 da parte “vai mais além…”, aluno
A8)
Não tendo feito referencia ao material a ser utilizado. Na questão seguinte, o aluno já o
refere:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 2 da parte “vai mais além…”, aluno
A8)
No entanto, continua a mostrar dificuldades em aludir aos conceitos matemáticos que o
ajudariam a justificar a sua resposta. Outro aluno, usa os termos de “perpendicularidade”:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 2 da parte “vai mais além…”, aluno
A10)
No entanto, não usa o “suporte [universal]” como termo de comparação ao “fio”. Em
vezes disso, coloca as funções do fio e do suporte universal no mesmo patamar, isto é,
diz que quer “o fio”, quer “o suporte ficaram perpendiculares ao solo”. Ora, o suporte
estará sempre perpendicular ao chão, independentemente do nivelamento do chão, sendo
95
que o aluno deveria usar este facto para, desse modo sim, comparar a orientação espacial
do fio com o do suporte.
A maioria das outras respostas mostraram compreensão dos conceitos matemáticos,
porém, as justificações que apresentam não abrangem o suposto:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 1 da parte “vai mais além…”, aluno
A9)
O aluno apresenta uma justificação que dá resposta ao problema aludindo corretamente
aos conceitos matemáticos de paralelismo. Contudo, não aprofunda os conceitos de modo
a que a justificação está correta. Isto é, não chegava dizer que “o fio ficar paralelo ao
suporte” implica que o chão está na horizontal, sem fazer referência ao facto de o fio se
encontrar sempre perpendicular ao chão devido à gravidade. Do mesmo modo, não chega
dizer que o nível da “água ficar paralel[o]” ao chão implica este estar na horizontal, sem
referir que o nível da água se encontra sempre na horizontal devido à gravidade.
É de apontar que este tipo de raciocínio, provavelmente, ultrapassa o que é suposto para
alunos que estão ainda a familiarizar-se com os conceitos de paralelismo e
perpendicularidade, pelo que foram consideradas respostas aceitáveis, as que os alunos
deram. Para além disso, segundo as notas do professor, a tarefa demorou mais que o
expectável, e como a maior importância reside na aprendizagem dos conteúdos de
química, utilizou-se mais tempo de aula para tal. Desse modo, os alunos tiveram pouco
tempo para aprimorar as suas estratégias para horizontalizar o chão.
Na tarefa três, foram enfatizadas duas componentes STEM, para além da química: a
engenharia, referente aos cuidados a ter na manutenção e transporte do flúor ao ser
utilizado em grande escala para a fluoretação da água; e a matemática, referente aos
intervalos não degenerados.
96
Na componente destinada à engenharia, alguns alunos demonstraram alguma falta de
compreensão relativamente à química:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 4, aluno A12)
O aluno mencionou o facto de o flúor “reagir mal com a água”, mostrando pensar que os
elementos reagem bem ou mal. O aluno confunde a facilidade de reação, que por sua vez
provoca reações violentas, com uma reação que implica consequências negativas só pelo
facto de reagir, o que não é o caso, visto que a tarefa se tratava precisamente da adição de
flúor na água.
Outros alunos revelaram dificuldade em justificar as suas afirmações:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 4, aluno A11)
O aluno relacionou o ser “extremamente perigoso” com o ser “difícil transportá-lo”, não
o justificando de que forma essas características estão associadas. Na verdade, não estão
muito relacionadas, pois o facto de ser perigoso estaria mais relacionado com os cuidados
extra a ter no manuseamento da substância, enquanto o difícil transporte com o facto de
ser um gás ou com a sua reatividade com o metal do recipiente no qual é transportado,
por exemplo. Apresentou, para além de dificuldade em relacionar as suas afirmações,
dificuldade em concluir a sua resposta. Outra resposta que não apresenta uma conclusão
é a seguinte:
97
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 4, aluno A8)
O aluno refere as razões, mas não conclui a sua resposta, dizendo quais as consequências
de apresentar essas características, como alguns alunos o fizeram.
Relativamente à componente da matemática, na qual os alunos tinham que referir se uns
valores de quantidade de fluoretos em águas de certas regiões se encontravam dentro de
limites estipulados por entidades fictícias. Observaram-se respostas que mostraram
dificuldades na compreensão de conceitos matemáticos:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 6, aluno A8)
O aluno afirmou que o valor de 1,55 não é aceite pelos intervalos [0,6 ; 0,9[ e ]0.6 ; 1,1],
corretamente. Contudo, referiu que é aceite pelo intervalo [0,5 ; 1,5] apresentando, ou
dificuldades na leitura das casas decimais ao nível das centésimas, ou dificuldades nos
intervalos não degenerados. Observando o resto da resposta, torna-se claro. Pois o aluno
referiu que 0,9 é aceite pelo intervalo [0,6 ; 0,9[, incorretamente, pelo que a dificuldade
do aluno deve residir na leitura destes intervalos.
98
A maioria dos alunos respondeu corretamente a esta questão, mas houve um aluno que
não chega a justificar a sua resposta com base nos dados fornecidos:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 6, aluno A5)
Sendo que, não apela à tabela com os dados, nem responde ao que é pedido. O aluno, se
a razão não foi de distração ou preguiça, demonstrou não ser capaz de ler intervalos não
degenerados, levando à resposta incorreta. Para além disso, responde apenas para uma
parte da questão, não tendo percebido que era suposto analisar todas as águas e assumindo
que apenas uma das águas é que seria aceite por todas as entidades.
Aprendizagens
Para além das dificuldades, os alunos apresentaram, ao longo da execução das tarefas
desta intervenção, a aprendizagem de diversos conceitos científicos (domínio conceptual)
e de capacidades de raciocínio (domínio do raciocínio) de realçar. Os conceitos científicos
revelados aprendidos, através dos registos escritos e das entrevistas, relacionaram-se,
naturalmente, com o que era estipulado pelas metas curriculares para as quais foram
desenhadas as tarefas, nomeadamente: conhecer os efeitos da reação de metais com a
água; compreender os conceitos de reatividade e variação de reatividade; conhecer e
distinguir características dos metais e dos não-metais; perceber a formação de iões; e
compreender conceitos STEM. Quanto ao domínio do raciocínio, verificaram-se
respostas que apresentaram um raciocínio de várias ordens.
Domínio conceptual
Reação dos metais com a água
Alguns alunos demonstraram ter compreendido o fenómeno das reações dos metais com
a água. Por exemplo, na tarefa um, em resposta à questão em que era pedida uma
explicação para o caráter químico da solução resultante:
99
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 5, A13)
Este aluno explicitou a função da fenolftaleína, através da expressão “mudando a cor para
rosa”, e as substâncias responsáveis pelo caráter básico da solução resultante. Este
exemplo retratou uma resposta, embora não muito rigorosa na linguagem, completa e
coerente relativamente aos conteúdos científicos que se pretendiam abordar – a reação
dos metais com a água resulta na formação de hidróxidos, que são básicos/alcalinos,
tornando a solução resultante mais básica/alcalina.
Reatividade e variação da reatividade
Para além disso, vários alunos demonstraram compreender o fenómeno submicroscópico
da reatividade. O seguinte exemplo, retirado da tarefa três, mostra uma resposta que
evidencia este facto:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, A9)
O aluno, para além de ter mostrado saber porque é que o elemento (flúor) “capta mais um
eletrão”, justifica-o ao referir o facto de ter “7 eletrões de valência” e ter a tendência “para
ficar com o último nível completo”. Este era o conhecimento científico esperado sobre a
reatividade dos elementos. Ainda mais, este aluno, na resposta seguinte, relativa a como
varia a reatividade dos elementos do grupo 17, respondeu:
100
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 3, A9)
Reforçando a exibição de uma sólida compreensão quanto aos conceitos de reatividade e
de variação de reatividade. Indica que “os eletrões são atraído pelo núcleo” e o número
de “camadas” ser o que implica ser “mais fácil para o flúor captar eletrões”, comparando
com o “cloro, que tem mais camadas, o que deixa os eletrões mais distantes do núcleo”.
O aluno remata, ainda, com uma generalização: “a maior capacidade de ganhar eletrões
significa maior reatividade”, demonstrando que aprendeu corretamente o conceito
científico de reatividade ao nível submicroscópico e que, possivelmente, conseguiria usar
este conhecimento para o resto dos elementos e grupos da tabela periódica.
Houve, ainda, alunos que, embora não tenham elaborado uma resposta tão completa,
referiram alguns aspetos também interessantes:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 2 da parte 2, A3)
Este aluno, em resposta à questão de como variava a reatividade ao longo do grupo um,
refere a relação entre o raio atómico e a reatividade dos elementos. E, apesar de não ter
aludido à distância dos eletrões de valência ao núcleo e, por conseguinte, à atração ao
núcleo como o que implica a facilidade maior ou menos de doar um eletrão, fez a ligação
de conceitos submicroscópicos com a experiência laboratorial. Esta ligação dá
credibilidade à sua resposta e, como tal, remeteu a uma aprendizagem positiva em relação
ao tópico, segundo uma perspetiva macro.
Características dos metais e não-metais
Alguns alunos mostraram ser capazes de distinguir as características dos metais e dos
não-metais, embora não esteja nos registos a distinção em si, mas apenas a descrição das
características dos metais e de um não-metal. Por exemplo:
101
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 7, A11)
Era pedido aos alunos que respondessem à questão inicial proposta ao longo da discussão
em turma: “será que estes elementos (lítio, sódio e potássio) apresentam características
semelhantes?”. Esta questão surgiu do facto de os três elementos terem o mesmo tipo de
aplicação nas baterias dos telemóveis. Ora, a resposta deste aluno demonstrou que o aluno
sabe algumas das propriedades que estes elementos têm em comum e, ao mesmo tempo,
associou-os ao facto de serem metais. O que foi um bom ponto de partida, ao nível do
conhecimento, para compreender as distinções principais entre metais e não-metais.
Na tarefa três os alunos abordaram, pela primeira vez nesta intervenção, elementos que
não estão no estado sólido à temperatura ambiente, nomeadamente o flúor e o cloro. A
seguinte resposta, por exemplo, demonstrou conhecimentos das características do flúor:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 1, A9)
Outras respostas aludiram mais às características do grupo do elemento:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 1, A13)
Em ambos os casos apresentaram algumas características dos não-metais, através de uma
pesquisa feita no manual.
102
Deste modo, os alunos tiveram a noção das características que distinguem um metal de
um não-metal, algo que foi abordado, oralmente, ao longo destas e das aulas seguintes,
em particular na tarefa cinco. Para além disso, na tarefa cinco, os alunos tiveram de
escolher a cor da cartolina consoante a categoria (metal, semimetal ou não-metal) do seu
elemento, como se pode verificar no resultado desta tarefa:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5, A9)
Revelando aprendizagens quanto à identificação na tabela periódica dos elementos que
se consideram cada uma dessas categorias.
Organização e utilidade da tabela periódica
A forma como a tabela periódica está organizada, embora tenha sido abordado, de certa
forma, em todas as tarefas, foi focada e generalizada, principalmente na última tarefa.
Nesta, foram observadas algumas respostas que mostraram que os alunos
compreenderam, sucintamente, a organização da tabela periódica. Por exemplo:
103
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5 – questão 1, A16)
O aluno identificou cada grupo de elementos como tendo “a mesma quantia de eletrões
de valência” e os períodos como estando relacionados com a “quantia de camadas do
elemento”. Para além disso, explicitou as três grandes categorias: metais, semimetais e
não-metais, dando completude à sua resposta. Por estes fatores, este aluno apresentou
uma aprendizagem aceitável neste tópico.
Os alunos mostraram também perceber, implicitamente, a utilidade da existência da tabela
periódica e da sua organização, referindo-se a contextos do mundo real, visível, por
exemplo, no seguinte registo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5 – questão 2, A1)
O aluno referiu-se a uma aplicação do silício nos chips, elemento sobre o qual o aluno fez
a pesquisa, na tarefa cinco, sobre as suas aplicações tecnológicas e de engenharia. Note-
se que o aluno apenas considera o constituinte dos chips ser “mais ou menos” reativo e
não outras características. Contudo, remete, à luz dos seus conhecimentos, ao facto de se
poderem prever características semelhantes em elementos do mesmo grupo e, por isso,
poderem esses ser utilizados para um produto na perspetiva de terem algumas
potencialidades.
Formação de iões
Ainda relativo ao domínio conceptual, o conceito de formação de iões, conceito já
introduzido em aulas anteriores, foi aprofundado, na medida em que foi mais associado a
específicos elementos e à sua posição na tabela periódica, através do número de eletrões
de valência. Ao longo das tarefas, principalmente na primeira e na terceira, revelaram-se
aprendizagens quanto à formação de iões por parte dos elementos dos grupos um e 17,
respetivamente.
Alguns alunos revelaram perceber a tendência de um elemento se transformar num catião
(ião de carga +1) quando o elemento doa um eletrão, por exemplo:
104
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1, A10)
Apesar das dificuldades em usar a terminologia científica adequada e de estruturar a sua
resposta, percebe-se a compreensão do aluno quanto a três aspetos: os metais alcalinos
têm tendência a perder “um eletrão”; estes elementos tornarem-se catiões ao perderem
esse eletrão; e terem tendência (“sendo fácil”) a “ligarem-se ao hidróxido que é um
anião”. O aluno revelou perceber como se forma um ião de carga positiva e a tendência
de os catiões se ligarem a aniões.
Na mesma tarefa, surgiu outro exemplo relevante para a análise das aprendizagens neste
tópico:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1, A10)
Ao referir que “esses átomos têm um eletrão de valência” o aluno demonstra,
implicitamente, que os elementos (“esses átomos”) tornam-se “positivos”, isto é, tornam-
se iões de carga +1. Por esta razão, e pelo “hidróxido ter carga -1”, torna os elementos
“muito facilmente ligados ao hidróxido para as cargas se anularem”. O aluno revelou,
embora as incorreções na terminologia científica, tal como o aluno anterior, a
compreensão de que os iões são formados por elementos que doam ou captam eletrões e
que iões de cargas opostas tendem a ligar-se.
Nos dois exemplos anteriores a transformação de elemento para ião é evidenciada apenas
por um dos constituintes de uma ligação iónica (os metais alcalinos), sendo que o ião
hidroxilo foi apresentado diretamente como um ião negativo. Enquanto na tarefa cinco,
durante uma discussão em turma, após se terem exposto os vários elementos com a sua
posição real da tabela periódica, abordaram-se as ligações iónicas entre esses elementos.
Deste modo, alguns alunos evidenciaram, também, compreensão quanto à ligação iónica
entre dois iões que eram elementos e que se tornaram iões por meio de transferência de
eletrões entre eles.
105
Um exemplo é o desenho que um dos alunos fez numa das entrevistas:
(Entrevista em grupo focado, turno 2, aluno A5)
Os dois desenhos foram apresentados na mesma folha e, nestes, apresenta-se a
personificação de elementos químicos como sendo arqueiros que possuem eletrões. Um
dos elementos está “sem eletrão”, ao que o outro, imediatamente, responde “toma”,
preparando-se para “disparar” (doar) o seu eletrão. Segundo as notas de campo do
professor durante a entrevista, o aluno referiu que o elemento que pretende doar o eletrão
tem eletrões em excesso, enquanto o outro elemento necessita de eletrões para completar
a sua última camada. Embora não tenham sido especificadas as razões de um ter em
“excesso” e outro “necessitar” de eletrões, o aluno teve em consideração que há elementos
que têm tendência a doar eletrões e elementos que têm tendência a captar eletrões,
havendo uma interação entre os mesmos.
Outro exemplo é o seguinte:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 5 – questão 2, A13)
106
Apesar de ter demonstrado pouco rigor na sua afirmação, bem como um baixo nível do
uso de terminologia científica, evidenciou alguma compreensão de que a organização da
tabela periódica permite “perceber que elemento reage com [que] outro elemento”. Ou
seja, um elemento que tenha tendência a formar um catião tenderá a ligar-se com um que
forme um anião, linha de raciocínio que incluída nesta resposta a tornava bastante
completa quanto a uma das utilidades da tabela periódica.
Conceitos STEM
A aprendizagem de conceitos provenientes da mera articulação STEM foram, em suma:
a leitura de histogramas (matemática), aplicação de paralelismo e perpendicularidade
entre retas e planos (matemática), resolução de problemas com intervalos não
degenerados (matemática).
A capacidade em ler histogramas (ver apêndice B.1) revelou-se através de exemplos como
este:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte “vai mais além…”, A11)
Por o aluno ter percebido a abundância do elemento, fazendo ainda referência ao facto de
ser diferente no mar e na crosta terrestre, o que reforça a sua capacidade de leitura e
análise de histogramas.
Quanto à aplicação de conceitos relacionados com paralelismo e perpendicularidade entre
retas e planos, a maior parte dos alunos evidenciou saber o que é perpendicularidade,
visível na seguinte resposta:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 2 – questão 1 da parte “vão mais além…”, A11)
107
Principalmente através das representações gráficas, percebeu-se que o aluno sabe o que é
perpendicular, embora não explicite que é perpendicular em relação ao chão. Embora se
tenha considerado esta uma aprendizagem, não se trata de uma aprendizagem eficazmente
aplicada, visto que não é uma justificação válida nem suficiente dizer que o fio ser
perpendicular ao chão implica o chão estar na horizontal, pois é requerido que se refira
que isso só pode ser afirmado explicitando que o fio está sempre na posição vertical
(devido à gravidade).
Os intervalos não degenerados foram bem aplicados por alguns alunos, na tarefa três. Por
exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 6, A4)
Existem, ainda, respostas quanto à compreensão deste conceito que exibiram alguns
aspetos interessantes:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 3 – questão 6, A7)
Visto que o aluno, para além de ter identificado corretamente as águas legais segundo as
entidades correspondentes, explicita, nos casos em que as águas não têm as quantidades
108
de fluoretos adequadas segundo certas entidades, se a água tem fluoretos em “excesso”
ou em “falta”.
Domínio do raciocínio
Para além da aprendizagem de conceitos científicos, domínio apresentado anteriormente,
verificaram-se, também, aprendizagens que se revelam ao nível do domínio do raciocínio.
A especificidade verificada neste domínio diz respeito ao raciocínio de várias ordens.
Tendo sido pedido aos alunos, na questão STEM da tarefa um, que escolhessem um de
três elementos químicos para ser usado em baterias de telemóveis, tendo em conta vários
fatores, enquanto alguns alunos não elaboraram muito a sua resposta, outros formularam
respostas reveladoras de um raciocínio de várias ordens. Por exemplo:
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte “vai mais além…”, A12)
O aluno usou as evidências para justificar a sua escolha de forma clara, com um intuito
relacionado com a área do negócio e mercado. O aluno não só determinou a sua escolha
com base nas evidências fornecidas, como elaborou uma justificação com base num
contexto real e abrangente. Note-se ainda o elemento de criatividade de “adicionar uma
taxa extra” por ter um “tempo de vida (…) longo”.
Outro exemplo de uma resposta interessante e que reflete uma perspetiva semelhante é a
seguinte:
109
(Registos escritos dos alunos, tarefa 1 – questão 1 da parte “vai mais além…”, A3)
O aluno também fala em “lucro” e em lucrar mais, sendo este o propulsor das suas
escolhas e justificações. Note-se, principalmente, o facto de “durando pouco, as pessoas
vão comprando ao longo do tempo, pois estraga[m-se]”, aumentando o número de vendas
que, hipoteticamente, o aluno conseguia.
110
111
6 Capítulo 6
Discussão, conclusão e reflexão final
Este trabalho teve como objetivo conhecer qual a influência de uma abordagem STEM
no ensino do tópico tabela periódica. Em particular, as três questões orientadoras visaram
obter respostas relativamente à relevância que os alunos dão às aulas de química, bem
como às dificuldades sentidas e às aprendizagens realizadas quando envolvidos neste
contexto.
Este capítulo é destinado à discussão dos resultados obtidos, à conclusão e à reflexão
final. Assim, primeiramente, na discussão dos resultados, tendo em consideração a
investigação em educação já desenvolvida neste campo . Segue-se a conclusão, na qual
se expõe o que este estudo representou para estes alunos e se sugerem estudos futuros
para esta temática de investigação. Finalmente, apresenta-se a reflexão final, secção em
que se expõem as aprendizagens e observações pessoais, frutos deste mestrado e da
realização deste trabalho de cariz investigativo.
Discussão de resultados
Para esta secção foram analisados os dados, questão a questão de investigação,
interpretando-os criticamente à luz da literatura. Quanto à primeira questão, relativa à
relevância que os alunos atribuíram às aulas de química, os resultados foram obtidos
através de questionários, documentos escritos dos alunos e entrevistas. Os resultados
mostraram que os alunos apresentaram um aumento significativo da relevância dada às
aulas de química com esta intervenção. No seu estudo, Kotkas, Holbrook, e Rannikmäe
(2016) apresentam resultados que também relacionam o aumento da relevância dada a
aulas de ciências, quando os alunos são envolvidos numa abordagem inquiry e quando
lhes são apresentados contextos familiares e significativos. Este trabalho, para além de
ter considerado uma abordagem STEM ao conjunto das tarefas, envolveu, também, o
ensino por investigação (inquiry) e o role-play. Pelo que uma abordagem STEM, aliada
ao inquiry ou ao role-play, continua a promover a relevância dada a aulas de ciências,
112
mostrando-se em sintonia com a literatura. Note-se, ainda, que os alunos já demonstravam
algum gosto e relevância pelas aulas de física e química, apresentando valores acima da
média teórica do questionário. Este pode ter sido um contributo para um maior
envolvimento dos alunos nestas aulas, facilitando, deste modo, o efeito significativo
observado.
Ora, uma maior relevância dada às aulas implica um maior envolvimento e,
consequentemente, uma melhor aprendizagem, visto que os alunos atribuem um
significado mais autêntico àquilo que se aprende nas mesmas (Moore, Tank, Glancy &
Kersten, 2015). De facto, os alunos reconheceram que a abordagem à temática da tabela
periódica, partindo de contextos do mundo real faz com que o ensino e a aprendizagem
sejam mais interessantes. Deste modo, assumem que é mais fácil de compreender os
conteúdos, principalmente, por saberem onde são utilizados os elementos químicos em
situações do dia-a-dia, como foi referido nas entrevistas. Estes resultados evidenciam, tal
como noutros estudos, que a exploração do mundo submicroscópico, partindo de
situações macro e de contextos familiares aos alunos, facilitam de facto a compreensão
dos conceitos associados a este tópico (Mammino, 2008).
Os resultados deste trabalho também mostram que os alunos revelaram gosto pelo uso de
tecnologias que não estavam habituais ao longo das aulas, nomeadamente a visualização
de vídeos e a utilização dos telemóveis como instrumento de pesquisa. A abordagem
STEM refere-se à articulação entre os domínios da ciência, tecnologia, engenharia e
matemática. A tecnologia pode, por um lado, referir-se ao nível conceptual, na medida
em que se trabalha uma temática relacionada com produtos tecnológicos, por outro, à
utilização direta de produtos tecnológicos potencializadores da aprendizagem (Bybee,
2010).
Neste sentido, é então crucial que os alunos se envolvam nas aulas. Contudo, a literatura
apela à necessidade de se reconstruir refletidamente o currículo com esse intuito. Como
aponta Reiss (2015), na atualidade, os alunos não compreendem o propósito do que estão
a aprender, pois o currículo começa pela “ciência” e não pelo interesse do aluno. Neste
trabalho, os contextos utilizados no âmbito da articulação STEM, com tecnologias e
elementos da engenharia, não só mostraram providenciar uma maior relevância dada às
aulas, como também, que os alunos veem as aulas convencionais como uma obrigação,
estando em sintonia com Corrigan, Buntting, Dillon, Jones e Gunstone (2015). Citando
um aluno, numa das entrevistas: “se fosse só matéria, não íamos ter muito interesse”,
113
dando a entender que as aulas, aos seus olhos, não passam de “matéria”. Esta ideia sugere
que os alunos não veem utilidade no que aprendem na escola para as suas vidas presente
e futura. Assim sendo, é de reforçar a consideração em inovar, continuamente, o ensino-
aprendizagem nas aulas de ciências e adequar, refletidamente, o currículo científico
centrado no aluno.
Quanto à segunda questão orientadora deste trabalho, referente às dificuldades dos
alunos, puderam-se observar, a partir dos documentos escritos, das entrevistas e das notas
de campo, resultados significativos. Primeiramente, aponte-se para as dificuldades em
compreender algumas questões das tarefas desenvolvidas com uma abordagem de
inquiry. Tal como salientam Edelson, Gordin e Pea (2011), o inquiry aplicado às aulas de
ciências requer um nível adequado de precisão e cuidados que os alunos não estão
habituados a ter no seu dia-a-dia. As dificuldades em iniciar as suas ideias foram
observadas durante as aulas, pelo que o que era pretendido em certas questões nem sempre
era bem compreendido por alguns alunos, possivelmente por falta de domínios de
conhecimentos científicos. Isto foi também visível nos documentos escritos dos alunos,
cujas respostas às questões divergiram da aprendizagem que se pretendia (Edelson,
Gordin, & Pea, 2011). É de notar, no entanto, que este processo é visto como uma
potencialidade do inquiry, pois tarefas desafiantes, que permitem o envolvimento ativo
dos alunos na construção das suas ideias, fomentam uma aprendizagem significativa
(Kotkas, Holbrook, & Rannikmäe, 2016) e proporcionam uma maior retenção e
aplicabilidade do conhecimento obtido (Kirubaraj & Santha, 2018). Como referido nas
entrevistas, a orientação do professor ajudou, naturalmente, a direcioná-los nesse sentido.
A orientação do professor ter sido enfatizada pelos alunos mostrou como é de relevo, para
os próprios alunos e para o ensino-aprendizagem, o papel do professor como facilitador
da aprendizagem quando se opta pelo inquiry.
Para além disso, a falta de profundidade e amplitude mostrada pelos alunos na
compreensão dos conceitos de química foi visível, tendo sido evidenciadas dificuldades
em justificar e concluir as suas respostas. A apresentação de conclusões complexas requer
um nível de conhecimento científico que permita, não só saber aplicá-lo, mas também
saber elaborar um raciocínio coerente e completo com base no mesmo. Este tipo de
dificuldades vão ao encontro do estudo desenvolvido por Franco-Mariscal, Oliva-
Martinez e Gil (2016), demonstrando que alguns alunos, nas suas respostas, tinham ideias
vagas, não demonstrando uma linha de raciocínio coerente e de si próprios. A
114
memorização, apontada por Ali (2012), e a transposição direta de palavras soltas ouvidas
em discussões de turma, foram algumas das ferramentas usadas pelos alunos por não
compreenderem os conteúdos abordados.
Em específico, os conteúdos em que os alunos manifestaram maiores dificuldades foram,
por exemplo, o conceito de reatividade e de variação da reatividade, principalmente
relativamente ao grupo 17. Os alunos demonstraram mais dificuldade em compreender
estes conceitos neste grupo do que com os elementos dos grupos um e dois, possivelmente
por ser mais intuitivo, não requerendo aludir aos oito eletrões de valência para a última
camada do elemento ficar completa. Outro conceito foi a reação dos metais com a água,
confundindo a função da fenolftaleína e, em particular, nas reações feitas com os metais
do grupo dois. Estas reações envolveram, primeiro, a reação dos metais com o oxigénio
(com ajuda da chama de uma lamparina) e, de seguida, a reação dos óxidos formados com
a água, originando hidróxidos como produtos da última reação. Ora, isto parece ter
confundido os alunos, visto que na tarefa anterior, procedeu-se à reação direta dos metais
com a água, tendo como produtos de reação, também hidróxidos. Deste modo, os alunos
questionaram-se qual seria a função da lamparina na formação dos hidróxidos e como é
que algo que já tinha reagido, pode reagir novamente, algo que é pouco intuitivo.
Observaram-se, também, dificuldades no domínio processual – processos utilizados em
química que facilitam a sua construção – nomeadamente, nas representações simbólicas.
Em detalhe, a tradução da representação de uma configuração eletrónica – um construto
abstrato – em algo concreto (considerado concreto ao nível do 9.º ano) foi uma das
principais dificuldades. Os alunos tiveram dificuldades, não só em escrever configurações
eletrónicas de certos elementos, mas também em perceber como podiam trabalhar com
essa representação para perceber a sua tradução em termos concretos e as consequências
reais associadas às mesmas (Mokiwa, 2017). Por outras palavras, os alunos tiveram
dificuldade em compreender como é que a atividade do mundo submicroscópico
influencia as observações vistas no mundo macroscópico. Este facto enfatiza a
importância de, nas aulas de química, usar as representações como uma ferramenta crucial
para “elucidar” os alunos acerca da relação entre esses dois mundos (Mammino, 2008).
Para além disso, a articulação de outros domínios em certas questões também levantou
algumas dificuldades. Embora alguns alunos tenham demonstrado algumas dificuldades
na aplicação de conceitos matemáticos (leitura de histogramas, aplicação de conceitos de
perpendicularidade e paralelismo entre retas e planos e aplicação de intervalos não
115
degenerados), também demonstraram dificuldades na capacidade de contextualização e
na relação entre conceitos. Note-se, então, que algumas das questões com uma articulação
STEM envolviam a contextualização do mundo real e exigiam, por vezes, considerações
de várias ordens. Neste sentido, alguns alunos demonstraram dificuldades em utilizar
conceitos associados à engenharia – como as inúmeras considerações da fabricação em
larga escala – e relacioná-los com a ciência e com o mundo real para elaborar as suas
respostas. As dificuldades em tarefas de química com uma abordagem STEM são uma
falta na literatura, pelo que não existem muitos estudos que mostrem as dificuldades
relativamente aos domínios da tecnologia, da engenharia e da matemática ao longo de
aulas de química.
São, também, escassos os estudos sobre aprendizagens acerca de conceitos de química,
com alunos envolvidos numa abordagem STEM. Foi visto, com este trabalho de cariz
investigativo, por meio de documentos escritos, de entrevistas e de notas de campo, que
os alunos desenvolvem as aprendizagens esperadas, mesmo sendo-lhes exigido dominar
outros conceitos, para além da matéria estipulada pelas metas curriculares – neste caso,
conceitos dos domínios da tecnologia, da engenharia e da matemática. Assim sendo, note-
se como o tempo não é determinante na aprendizagem, mas sim, a qualidade do ensino-
aprendizagem, nomeadamente a abordagem que se escolhe fazer e o envolvimento dos
alunos.
Posto isto, observaram-se aprendizagens, ao nível conceptual, acerca de diversos
conceitos científicos associados à tabela periódica. Os alunos mostraram saber a reação
dos metais com a água e as características da solução resultante, compreender a
reatividade e como se dá a variação da reatividade ao longo de um grupo, as características
dos metais e dos não metais, a organização e a utilidade da tabela periódica – embora esta
represente uma dificuldade comum de acordo com Mokiwa (2017) – e a formação de
iões. Para além disso, dada a articulação de domínios (STEM) presente no conjunto das
tarefas, os alunos mostraram saber aplicar conceitos de matemática aprendidos neste ano,
nas aulas de matemática.
Finalmente, apresente-se, ainda, os contributos desta intervenção sobre as aprendizagens
desenvolvidas quanto ao domínio do raciocínio. Em questões que requeriam
considerações de vários níveis, embora alguns alunos tenham demonstrado dificuldades,
outros, mostraram uma boa capacidade de raciocínio, apresentando respostas com
argumentos de várias ordens. A articulação STEM, aliada aos contextos a si inerentes e
116
que eram familiares aos olhos dos alunos, proporcionou um envolvimento por parte destes
que resultou em respostas bastante significativas e abrangentes. Por exemplo, numa das
questões, houve alunos que apresentaram respostas que relacionaram “factos” científicos
sobre as características de um produto tecnológico, tendo em consideração outros “factos”
obtidos através da compreensão de conceitos matemáticos, para elaborar uma linha de
raciocínio criada com base num objetivo próprio do aluno. Ao se depararem com uma
abordagem deste teor, estes alunos demonstraram competências associadas às
competências STEM na visão de Comissão Europeia (2015). É visível a possível relação
entre as competências do século XXI – resolução de problemas, pensamento crítico,
criatividade e inovação – os contextos do mundo real e familiar e as competências STEM
demonstradas. Note-se, deste modo, as potencialidades de uma articulação STEM para a
promoção das competências globais (Mansilla & Anthony, 2011) e para proporcionar
contextos do mundo real (Moore, Tank, Glancy, & Kersten, 2015; Rennie, 2015).
Conclusão
Estudos realizados sobre uma abordagem STEM ao longo da aprendizagem do tema da
tabela periódica são ainda raros. Este estudo mostra-se um contributo para a comunidade
educativa, nesse sentido.
Os alunos reconheceram que a aprendizagem, partindo de contextos reais e que lhes são
familiares traz, de facto, potencialidades, na medida em que veem aplicações reais,
relacionadas com o seu dia a dia e que, deste modo, dão um sentido à aprendizagem dos
conceitos de química (Fensham, 2015; Moore, Tank, Glancy & Kersten, 2015). Deste
modo, os alunos puderam desenvolver aprendizagens sobre química, tendo sido captado
o seu interesse. Os alunos consideraram, de facto, este tipo de tarefas, em que houve uma
consideração relativamente à escolha de contextos com os quais se esperava envolver os
alunos, mais “interessantes” do que, por exemplo, uma aula expositiva (Reiss, 2015). Para
além de terem mostrado apreciar tarefas com contextos familiares, os alunos revelaram
interesse pelo uso das tecnologias – como os seus telemóveis e a visualização de vídeos
– e gostaram, em particular, das atividades que envolveram hands-on.
A abordagem STEM das tarefas nas aulas de química mostrou, também, permitir que
alguns dos alunos desenvolvessem ou mostrassem competências vistas pela Comissão
Europeia (2015) próprias de competências STEM, nomeadamente, serem capazes de
117
compreender e analisar dados empíricos, terem conhecimentos de princípios científicos e
matemáticos e apresentarem engenho, raciocínio lógico e inteligência prática.
Note-se que a tarefa que apresentou as respostas “pessoais” mais integradas (Rennie,
2015) foi a que abrangia mais domínios em simultâneo, pelo que teria sido interessante
que as outras tarefas tivessem um aprofundamento da articulação semelhante, de modo a
providenciar um desafio de nível global aos alunos (Moore Tank, Glancy, & Kersten,
2015). Deste modo, sugere-se que se realizem mais estudos sobre esta temática de
investigação, com tarefas STEM que incorporem, de facto, estes quatro domínios e que
partam do mundo real, isto é, de contextos familiares para os alunos, rentabilizando-se as
potencialidades deste tipo de abordagem. Ademais, outras investigações podem ser
desenvolvidas para se compreender melhor as aprendizagens dos alunos nas áreas de
ciências quando se recorre a abordagens STEM. Sugere-se ainda a realização de estudos
longitudinais que envolvam experiências no ensino formal e não formal das ciências.
Reflexão final
A educação é um processo de dar e receber. Ao longo deste mestrado e, em particular, da
iniciação à prática profissional, percebi que os professores têm uma enorme influência
em vários aspetos da vida dos jovens; passei a dar muita importância à promoção das
competências e dos conhecimentos que permitem aos alunos, não só aprender ciência,
mas viver nesta sociedade de uma forma harmoniosa e consciente; aprendi como ensinar
e cativar os alunos para a aprendizagem; e desenvolvi um conjunto de competências e
conhecimentos que considero muito importantes ao nível pessoal.
Note-se, contudo, que essas aprendizagens se deram ultrapassando as esperadas e
inesperadas dificuldades inerentes às várias intervenções da prática profissional. Neste
sentido, apercebi-me que para que a atividade docente seja profícua, deve incluir uma
relação boa e pessoal entre o professor e cada aluno, bem como uma presença em sala de
aula energética e envolvente, mas, também, trabalho feito fora da sala de aula. Este
trabalho, entre outras coisas, refere-se à elaboração e delineamento de tarefas, pois só
assim se consegue penetrar no conteúdo e na tarefa em si, de modo a prever a maior parte
das possíveis dificuldades e elaborar estratégias para as abordar. Refere-se, também, à
preparação prévia das aulas, principalmente as que envolvem atividades mais
experimentais, devido à quantidade de fatores a ter em conta que, sem experimentar, nem
118
sempre se sobressaem. Para além disso, as aulas que envolvem um ensino centrado no
aluno requerem essa preparação para lidar com as inúmeras possibilidades de questões
que podem surgir na cabeça de cada aluno.
Todo o processo de pesquisa de literatura e de trabalho dentro e fora do mestrado
permitiram-se refletir sobre o trabalho do professor que continuarei a fomentar. Estas
reflexões dizem respeito ao significado de relevância do ensino das ciências, que é um
tema abrangente e que parece determinante na definição da finalidade da escola. Por
exemplo, o facto de se pretender que a escola, devendo munir os cidadãos com certas
competências, permita à sociedade responder aos problemas globais, mas assumindo que
esta sociedade e o seu (rápido) desenvolvimento continuam a crescer ao mesmo ritmo que
atualmente. Note-se como diversa literatura remete a palavras como “competição” e
reconheça-se como associado a crescimentos extremos estão associadas ações extremas
(principalmente no mundo do negócio de grandes proporções, como por exemplo, na
exploração infantil associada ao comércio de alguns produtos tecnológicos). Assume-se
que o crescimento é inevitável e é nessa ótica que surge a necessidade, também crescente,
de tornar o ensino das ciências (e das aulas de ciências) mais relevantes aos olhos dos
alunos. Neste sentido, questiono qual deve ser a missão da escola a priori. Ou seja, o que
significa fornecer os instrumentos para as crianças poderem viver na sociedade atual e
direcionado para o quê e para quem?
Assim sendo, outro aspeto está relacionado com este trabalho de cariz investigativo.
Aprendi que um professor pode investigar a sua própria prática, permitindo-lhe dar
resposta a problemas de investigação que decorrerem da sua prática profissional. Aprendi
que essa investigação deve ser intencional e sistemática, recorrendo-se a instrumentos de
recolha de dados que permitem recolher evidências para dar resposta fundamentada ao(s)
problema(s). Aprendi que desempenhar o papel de professor e de investigador é exigente
e que requer um aprofundamento quer do ponto de vista teórico, quer um dialogar entre
essa teoria e a prática (relação teoria e prática).
Pretendo continuar a aprender sobre o mundo da educação, no seu sentido mais lato, isto
é, sobre o que move e o que influencia e o que deve influenciar, de facto, a educação
promovida nas escolas. Este trabalho, para além de contribuir para a comunidade
educativa, contribui para a minha pessoa (o eu enquanto aprendente e professor), na
medida em que me lança para o mundo da educação, cuja finalidade é a de fazer prosperar
a harmonia da sociedade.
119
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126
127
7 Apêndices
128
Apêndice A – Planos de aula
Apêndice A.1 – Tarefa 1 (As baterias dos telemóveis)
Objetivos de aprendizagem incluídos nas metas curriculares:
- (2.4) Identificar, na tabela periódica, elementos que existem na natureza próxima de nós e outros que na Terra só são produzidos artificialmente.
- (2.6) Identificar, na tabela periódica, elementos pertencentes aos grupos dos metais alcalinos, metais alcalinoterrosos, halogéneos e gases nobres.
- (2.8) Distinguir, através de algumas propriedades físicas (condutividade elétrica, condutibilidade térmica, pontos de fusão e pontos de ebulição) e químicas (reações dos metais e dos não metais com o oxigénio e reações dos óxidos formados com a água), duas categorias de substâncias elementares: metais e não metais. - (2.9) Explicar a semelhança de propriedades químicas das substâncias elementares correspondentes a um mesmo grupo (1, 2 e 17) atendendo à sua estrutura atómica.
- (2.11) Justificar, recorrendo à tabela periódica, a formação de iões estáveis a partir de elementos químicos dos grupos 1 (lítio, sódio e potássio), 2 (magnésio e cálcio), 16 (oxigénio e enxofre) e 17 (flúor e cloro).
Momento de aula Duração
Resposta esperada e
possíveis dificuldades dos
alunos
Ação do professor Objetivo de
aprendizagem e avaliação
Materiais
didáticos
Iníc
io d
e au
la e
intr
od
uçã
o Introdução oral da
tarefa.
2
min
5
min
O aluno coloca alguma
questão que lhe surja durante a
introdução oral do professor.
• O professor introduz a
tarefa, referindo o contexto
das baterias dos telemóveis
e explicando que existe
uma ligação entre alguns
dos elementos da tabela
periódica e o
----- ---
129
funcionamento destas
baterias.
Leitura do texto
introdutório.
3
min
Os alunos voluntariam-se e
leem, em voz alta, o texto
introdutório.
• O professor pede a 4
alunos que se voluntariem
para ler. Escolhe um para
ser o narrador e os outros
três, o Gonçalo, a Sara e a
Beatriz.
----- ---
Part
e 1 –
Des
ign
açã
o d
as
bate
rias
“a
lcali
nas”
(ati
vid
ad
e
lab
ora
tori
al:
rea
ção d
os
met
ais
alc
ali
nos
com
a á
gu
a) 1. Identifiquem o
problema colocado
pelos amigos.
5
min
79
min
Os alunos participam
ativamente na discussão,
tentando responder à questão.
Os alunos respondem que o
problema colocado pelos
amigos é perceber se existe
relação entre os elementos que
podem ser constituintes das
baterias dos telemóveis (lítio,
sódio e potássio) e a sua
posição no grupo 1.
Os alunos agrupam-se em 4
grupos (de 4 elementos).
Dificuldades em:
o Se contextualizar, por não
saber o funcionamento das
baterias.
• O professor promove uma
discussão em turma na qual
se procure identificar o
problema colocado: será
que existe uma relação
entre os elementos do texto
(lítio, sódio e potássio)
serem constituintes das
baterias dos telemóveis e
estarem no grupo 1 (isto é,
terem 1 eletrão de valência
e, por isso, terem
características
semelhantes). Questões
orientadoras: “O que é que
os amigos estão a
discutir?”, “Qual é a
relevância dos elementos
serem todos do grupo 1?”.
• Durante a discussão o
professor deve ter em
consideração alunos que se
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Relacionar tecnologia com
elementos químicos.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão na
leitura do texto.
Quadro e
canetas/giz.
130
o Perceber o que é pedido,
associando “problema” a
algo negativo (deve ser
reforçado pelo professor o
significado de problema e o
que se pretende com esta
questão).
o Não participar devidamente
na discussão por falta de
compreensão ou por timidez.
o Se agrupar com os
respetivos colegas.
mostrem não estar a
compreender o que é
discutido, dirigindo-se
convenientemente para
esses alunos. O professor
deve promover a discussão
para todos os alunos.
• Após a discussão, o
professor pode,
convenientemente,
escrever no quadro o
problema desta tarefa, ou
seja, a resposta a esta
questão. Exemplo: “Por
que razão estes três
elementos químicos que
podem ser usados como
constituintes das baterias
dos telemóveis estão no
mesmo grupo?”, ou: “O
lítio, o sódio e o potássio
são todos do grupo 1 e
todos podem ser usados de
igual forma nas baterias
dos telemóveis”.
• Posteriormente, o professor
faz os grupos de alunos,
consoante o número de
alunos que se encontra na
sala.
131
2. Planifiquem
uma atividade que
vos permita
estudar o problema
colocado pelos
amigos. (Não se
esqueçam de
escrever os
cuidados de
segurança a seguir
durante a
realização da
atividade).
13
min
Os alunos, em grupo,
planificam uma atividade que
permita observar as
características semelhantes dos
três elementos (neste caso, a
reação química dos elementos
lítio, sódio e potássio com a
água).
Exemplo 1 (descritivo):
Enche-se uma tina com água.
Retira-se, com uma pinça, um
pedaço de uma das substâncias
do seu recipiente e corta-se um
pequeno pedaço com o bisturi
num quadrado de vidro.
Coloca-se, com a pinça, o
pedaço cortado dentro da tina
com água e observa-se o que
acontece. Repetir o
procedimento para todas as
substâncias: lítio, sódio e
potássio.
Exemplos 2 (etapas):
- Colocar água numa tina.
• O professor deve abrir, se
necessário, uma pequena
discussão que direcione os
alunos para a experiência
da reação química destes
elementos metálicos com a
água. Questões
orientadoras: “O que
queremos verificar destes
três elementos?”, “Será que
temos alguma
possibilidade de ver uma
reação dos elementos numa
mesma circunstância?”.
• O professor circula pela
sala para apoiar os alunos
na planificação,
respondendo a eventuais
dúvidas relativamente a
como se elabora uma
planificação (estrutura,
etapas, etc.); e a aspetos
específicos desta atividade
laboratorial, tais como: em
que estado estão os
reagentes e como se deve
manuseá-los; que materiais
existem no laboratório e
quais os seus nomes, por
exemplo.
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Saber elaborar a
planificação de uma
experiência laboratorial.
Avaliação formativa:
Mostra capacidade ao nível
da planificação de
experiências laboratoriais,
quanto à sua correção,
rigor e completude.
---
132
- Retirar-se um pedaço da
substância em estudo, cortar
um pedaço mais pequeno.
- Colocar o pedaço dentro da
tina com água.
- Material/reagentes
necessários: substâncias
elementares lítio, sódio e
potássio, água; tina, pinça,
bisturi, quadrado de vidro.
Nota: é possível que os alunos
refiram outros objetos de
corte, bem como outros
objetos que sirvam para
agarrar as substâncias.
Dificuldades em:
o Saber como se elabora uma
planificação.
o Elaborar a planificação
completa, faltando algumas
etapas e/ou
materiais/reagentes.
o Se lembrar do nome do
material que deseja escrever;
• O professor deve aludir ao
facto destas substâncias
estarem nos seus frascos
em pedaços grandes e que
é possível cortá-los. Esta
alusão é importante por ser
provável que os alunos
pensem não ser possível
cortar uma substância que
podem ter ouvido falar
como sendo um metal e/ou
para dar aos alunos uma
visualização do estado
(sólido) em que estarão as
substâncias que vão ser
manuseadas.
• Após esta alusão deve ser
referido que basta uma
pequena quantidade de
substância para se observar
a reação.
• Depois dos alunos todos
terem escrito, o professor
deve pedir que alguns dos
alunos partilhem o que
escreveram para
planificação da atividade.
Discutir com os alunos a
planificação e as regras de
segurança (idealmente,
133
o Saber em que estado se
encontram os reagentes,
tornando menos óbvia a
escolha dos materiais para os
manusear.
o Organizar, sabendo o que
quer escrever, mas não
sabendo como organizar as
ideias.
óculos de proteção, bata de
proteção e luvas).
3. Realizem a
atividade, tendo
em conta o que
planificaram.
Cumpram os
cuidados de
segurança.
24
min
Juntamente com o professor,
os alunos realizam a atividade
planificada. Um dos alunos
(ou mais do que um) faz a
reação com o lítio.
(Pois os outros dois metais são
demasiado reativos e devem
ser manuseados pelo
professor)
• [O professor coloca todo o
material necessário no
laboratório: tina vazia, os
frascos com os três metais
alcalinos, pinças, quadrado
de vidro (serve como
base), bisturis ou outros
objetos cortantes.]
• Antes de efetuar a
experiência, o professor
mostra os conta-gotas com
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Saber realizar uma
experiência laboratorial,
seguindo a planificação e
tendo em consideração os
respetivos cuidados de
segurança.
Água;
Lítio, sódio e
potássio
metálicos;
Tina;
Pinças;
Bisturis;
134
Na atividade, o metal é
colocado na tina com água,
começando a reagir com a
mesma e libertando um gás
visível e com cheiro intenso.
Devido à fenolftaleína, a
região da água onde ocorre
reação torna-se carmim,
indicando uma alteração de
pH, de neutro para
básico/alcalino.
Após a experiência, o aluno
participa ativamente na
discussão promovida pelo
professor relativamente ao teor
alcalino/básico que a solução
adquiriu, ao gás libertado e ao
“desaparecimento” da
substância em estado sólido.
Dificuldades em:
o Efetuar a experiência, não
conseguindo manusear
corretamente o material,
quer no corte, quer no
transporte das substâncias.
o Compreender a noção de
alcalinidade/basicidade, não
solução de fenolftaleína,
referindo que devem ser
postas umas gotas da
mesma na tina com água
antes de se colocar a
substância. Refere que
depois da experiência se
discutirá a razão para tal
(para não suscitar
confusões no raciocínio
dos alunos).
• O professor deve ter em
atenção que devem ser
colocadas iguais
quantidades de substância
para fins comparativos
mais coerentes,
explicitando-o orientando
os alunos no corte dos
metais.
• Durante o corte dos metais,
o professor deve enfatizar
o facto de serem maleáveis
(característica física dos
metais).
• Deve também enfatizar o
brilho após o corte
(característica física dos
metais). Deve ser referido
que o brilho se perde e
Bases de
vidro;
135
associando esse facto a nada
relevante.
o Perceber porque é que a
substância “desaparece”, não
assumindo que a mesma se
encontra ainda na solução.
o Participar na discussão, por
timidez ou falta de
compreensão do que
aconteceu.
perguntado a razão para
tal. Questões: “Por que
razão acham que o brilho
se perde se se deixar as
substâncias expostas ao
ar?”, “O que acontece com
o ferro, por exemplo?”. Se
for conveniente, fazer a
associação da ferrugem
como a oxidação do ferro
(isto é, a reação do ferro
com o oxigénio) com a
perda de brilho dos metais
em estudo.
• Após a experiência com o
lítio, observa-se a cor
carmim da fenolftaleína. O
professor discute com os
alunos este facto: a
fenolftaleína é uma solução
que é incolor em pH
neutro, mas muda para
uma cor carmim num meio
alcalino/básico. O
professor deve recordar
que as soluções com
hidróxidos são
alcalinas/básicas, conceito
que deram no 8º ano).
Questões orientadoras:
136
“Qual é o pH/acidez da
água?”, “A solução tornou-
se mais ácida, mais
alcalina/básica ou
manteve-se neutra?”, “Que
evidência têm para dizer
isso?”.
• O professor pode referir
que o pH/acidez pode ser
medido com um papel
indicador em vez da / para
além da fenolftaleína.
• Pede também que os
alunos notem o gás
libertado e refere que tem
importância para se
perceber a reação que
ocorreu.
• O professor refere que, por
razões de seguranças, as
experiências com as outras
duas substâncias irão ser
feitas pelo professor.
• O professor deve chamar a
atenção aos alunos para
compararem a reatividade
entre as três substâncias.
4. Representem a
reação química em
estudo por uma
9
min
O aluno representa uma das
reações químicas.
• Antes dos alunos
começarem a responder a
esta questão (ou durante), o
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Quadro e
caneta/giz
137
equação química
ou um esquema de
palavras.
Exemplo 1 (lítio, equação
química):
2 𝐿𝑖(𝑠) + 2 𝐻2𝑂 (𝑙) →
→ 2 𝐿𝑖𝑂𝐻 (𝑎𝑞) + 𝐻2 (𝑔)
Exemplo 2 (sódio, esquema de
palavras):
Sódio (s) + água (l) →
Hidróxido de sódio (aq) +
Dihidrogénio (g)
Dificuldades em:
o Saber que reação se dá;
o Acertar a equação;
o Associar o gás libertado à
molécula de hidrogénio (H2);
o Perceber porque é que a
reação se dá (porque é que o
metal prefere tornar-se um
ião para depois se ligar ao
professor pode fazer uma
breve discussão acerca do
que aconteceu, com as
seguintes questões
orientadoras: “O que
aconteceu durante esta
reação?”, “Que substâncias
havia antes e depois da
reação?”, “Podem
desaparecer elementos
durante uma reação?”, “O
que pode ser o gás?”.
• O professor refere que
podem escolher apenas
uma das reações (lítio,
sódio ou potássio) para
representar a reação
química.
• O professor, ao longo desta
discussão pode escrever no
quadro as informações
relativas à discussão, para
ajudar os alunos a
responder à questão 2 desta
parte.
• Deve circular pela sala
para verificar o que os
alunos escrevem e para
responder a eventuais
dúvidas.
Saber representar a
equação química de uma
reação química observada.
Avaliação formativa:
Mostra capacidades ao
nível da representação
simbólica quanto à escrita
da equação química de
uma reação química.
Mostra compreensão e
conhecimento científicos
sobre a reação ocorrida.
Computador
Projetor
PowerPoint
138
hidróxido do que se manter
neutro como estava);
o Compreender a função da
fenolftaleína, confundindo-a
como parte da reação
química em estudo;
o Compreender porque é que a
água se deve encontrar nos
reagentes, mas não nos
produtos;
o Compreender que o
hidrogénio gasoso se forma
com dois átomos de
hidrogénio e não com um,
escrevendo nos reagentes H
(s), por exemplo.
o Perceber que as três reações
se trataram de um mesmo
tipo de reação (reação de
oxidação-redução: tipo de
reação não relevante para o
aluno).
• O professor deve referir
que a água não se coloca
na parte dos produtos da
reação química pois está
em excesso e, por isso, a
água que sobra não é
relevante para o estudo da
equação (caso a situação
surja);
• Depois de todos os alunos
responderem à questão, o
professor deve promover
uma nova discussão quanto
ao acerto da equação,
referindo que o gás
formado é composto por
moléculas de 𝐻2 e não por
átomos isolados de 𝐻, por
este ser mais estável ligado
a outro 𝐻. Deve ser usado
o quadro (ou slides
PowerPoint) para a
explicação/ajuda no acerto
da equação.
• É importante explicitar que
a fenolftaleína não faz
parte da reação que se
estuda, servindo apenas
139
como indicador da acidez
da solução.
5. Expliquem a
que se deve o
caráter químico da
solução resultante
com base na
resposta à questão
anterior.
10
min
Os alunos respondem que o
caráter básico/alcalino se deve
aos hidróxidos formados na
reação. Os hidróxidos de lítio,
sódio e potássio têm caráter
básico/alcalino, aumentando o
pH da solução. Isso é visível
pela mudança de cor da
solução (através da
fenolftaleína) ou pela tira de
papel medidora de pH.
Dificuldades em:
o Saber o que significa caráter
químico.
o Perceber quais os produtos
da reação (hidróxido
metálico e hidrogénio
gasoso).
o Perceber o que é a
basicidade/alcalinidade.
o Saber que os hidróxidos
metálicos têm caráter
básico/alcalino.
o Relacionar os hidróxidos
serem alcalinos/básicos com
• O professor circula pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
responde a eventuais
dúvidas.
• Devem ser respondidas as
dúvidas de modo a não dar
resposta à questão e
fazendo alusão ao que foi
dado no ano anterior (8.º
ano).
• Se houver muita
dificuldade por parte da
maioria dos alunos, o
professor pode, se achar
conveniente, promover
uma pequena discussão em
turma que aluda ao ano
anterior (8.º ano) e que
abranja os tópicos: o
significado de caráter
químico, hidróxidos
metálicos serem
alcalinos/básicos;
fenolftaleína se tornar
carmim em soluções com
esse caráter químico.
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Saber que se formam
hidróxidos na reação de
metais alcalinos com a
água.
Compreender qual a razão
de a solução resultante ter
caráter alcalino (presença
de hidróxidos).
Saber a função da
fenolftaleína no processo.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre
---
140
a solução ganhar esse caráter
químico, não percebendo
que os hidróxidos fazem
parte da solução resultante
sendo esta, agora, mais
básica/alcalina.
o Ter uma resposta coerente e
completa.
o Trabalhar em grupo para
chegar a uma resposta
coerente e completa.
• O professor deve reforçar
que a fenolftaleína não
entra na reação, sendo que
a reação se daria sem a
mesma.
6. Apresentem à
turma a resposta à
questão anterior.
12
min
Um dos grupos de alunos
voluntaria-se e dirige-se para a
frente da sala. Explica aos
colegas a sua resposta à
questão anterior: como os
hidróxidos metálicos têm um
caráter básico/alcalino, a
solução também o tem. A
solução é básica/alcalina e a
evidência disso é a
fenolftaleína ter-se tornado
carmim / o papel indicador de
pH indicar um caráter
alcalino/básico.
Dificuldades em:
• O professor pede que um
grupo voluntário se levante
para explicar aos colegas a
sua resposta à questão
anterior.
• O professor pode ir dando
ajudas aos alunos que se
voluntariaram, através de
questões para eles e para
toda a turma, como: “O
que foi falado em relação
aos hidróxidos
metálicos?”, “O que é o
caráter químico de uma
solução?”, “Qual é o
caráter químico dos
hidróxidos metálicos?”,
“Que evidências têm para
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Saber explicar o raciocínio
sobre a reação dos metais
alcalinos com a água e as
características da solução
resultante (caráter
químico);
Perceber a explicação dos
colegas e relacioná-la com
o seu raciocínio prévio.
Quadro e
caneta/giz
(se os alunos
pretenderem)
141
o Comunicar, quer por
timidez, quer por não
conseguirem expor as suas
ideias.
o Organizar as ideias e o
discurso, quer como grupo,
quer individualmente.
o Ter respondido à questão
anterior, não sabendo
explicar agora aos colegas o
caráter químico da solução.
concluir que a solução se
tornou alcalina/básica?”.
• Caso nenhum grupo se
voluntarie, o professor
pode discutir com a turma
esta mesma questão,
através das questões
orientadoras apresentadas
no ponto anterior.
7. Respondam à
questão inicial.
5
min
É respondida a questão: “Qual
é a relação entre os elementos
lítio, sódio e potássio serem
todos potencialmente usadas
como constituintes das baterias
dos telemóveis e estarem todos
no grupo 1?”. Os alunos
respondem que, como os
elementos apresentam
características semelhantes
poderão ter o mesmo papel nas
baterias dos telemóveis, neste
caso formarem os respetivos
iões. Encontram-se todos no
grupo 1 por apresentarem
características semelhantes.
• O professor circula pela
sala, verificando as
respostas dos alunos e
responde a eventuais
dúvidas.
• Devem ir sendo dadas, se
conveniente ou necessário,
algumas
indicações/orientações em
voz alta para a turma. Por
exemplo: “Qual era a
questão inicial?”, “O que
se concluiu após se ter
feito as reações com os três
elementos do mesmo
grupo?”, “Não eram o
mesmo elemento, mas as
reações foram parecidas.
Porquê?”, “O que têm de
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Saber referir a semelhança
de propriedades dos
elementos do grupo 1 (lítio,
sódio e potássio);
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Perceber que elementos
diferentes podem ter
potencialidades
semelhantes em aplicações
tecnológicas (ciência,
tecnologia).
Avaliação formativa:
---
142
Dificuldades em:
o Saber ou lembrar qual era a
questão inicial;
o Elaborar uma resposta
coerente e completa: 1)
esquecendo a importância de
os elementos terem um papel
específico nas baterias e,
portanto, devendo ter uma
característica específica, que
é semelhante nos três
elementos; 2) esquecendo de
relacionar o contexto inicial
(baterias) com a química
(elementos do grupo 1); 3)
relacionando os contextos da
tecnologia (bateria) e da
química (elementos do grupo
1) mas apenas relacionando
os elementos estarem no
grupo 1 e não o facto de
terem características
semelhantes, por exemplo.
importante estes três
elementos para o
funcionamento das
baterias?”.
Mostrar capacidade de
interpretação da pergunta
inicial em relação à
experiência efetuada;
Mostrar capacidade ao
nível do processo de
raciocínio ao elaborar uma
conclusão com base em
evidências.
143
Part
e 2 –
Rea
tivid
ad
e d
os
met
ais
alc
ali
nos
Introdução da
parte 2 da tarefa.
10
min
37
min
O aluno participa ativamente
na discussão, procurando dar
resposta às questões
orientadoras.
Os elementos não existem na
natureza no seu estado natural,
pois rapidamente reagem com
o que os rodeia.
“São guardados em frascos de
parafina/óleo pois estas
substâncias repelem a água (ou
não são miscíveis com a água),
fazendo com que os metais
alcalinos não entrem em
contacto com a água (nem com
o ar).”
• O professor introduz a
tarefa lendo o pequeno
texto da folha e pedindo
que os alunos respondam
às questões seguintes.
• O professor deve
promover uma pequena
discussão prévia segundo
as seguintes questões
orientadoras: “Por que
razão é que estes
elementos não são
encontrados no seu estado
natural na natureza?”,
“Por que razão, após
serem obtidos no seu
estado de substância
elementar/natural, são
guardados em frascos
com parafina/óleo?”, “Já
alguma vez misturaram
óleo e água? O que
acontece?”.
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Conhecer e compreender
alguns procedimentos na
recolha de substâncias
reativas.
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Compreender alguns dos
procedimentos no
armazenamento de
substâncias ao nível de
laboratório e industrial
(ciência, engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra capacidades de
discussão positiva com a
turma.
---
1. Expliquem aos
engenhocas a que
se deve a elevada
reatividade dos
elementos lítio
12
min
O aluno responde que a
elevada reatividade dos
elementos deve-se ao facto de
terem apenas um eletrão na
camada de valência (ou um
eletrão de valência). Isso faz
com que o átomo tenha muita
• O professor circula pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas.
• O professor, caso haja
alunos com dificuldades
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Compreender e saber
justificar a grande
reatividade dos elementos
do grupo um (lítio, sódio e
---
144
(Li), sódio (Na) e
potássio (K).
facilidade/tendência para o
perder, tornando-se um ião.
Este ião facilmente reage com
o que o rodeia, por exemplo,
com a água (com o hidróxido).
Dificuldades em:
o Concluir que estes elementos
têm apenas um eletrão de
valência.
o Compreender que o facto de
ter um eletrão de valência
leva a este ser perdido mais
facilmente, por não ter em
consideração a regra do
octeto.
o Assumir que a última
camada, após a perda do
eletrão, passa a ser a camada
anterior e não a que continha
o eletrão perdido.
o Perceber a contagem de
eletrões nas várias camadas
energéticas (2 – 8 – 8 – 1,
por exemplo), não
percebendo que os números
se tratam do número de
eletrões e que a sua posição
separada por traços se refere
aos níveis das camadas
em responder, pode ir
dando dicas em voz alta,
para orientar os alunos,
por meio das seguintes
questões, por exemplo:
“Quais são as
características destes
elementos?”, “Lembrem-
se do que aconteceu na
reação com a água, que
transformação química
ocorreu nestes
elementos?”, “A resposta
a esta questão implica os
três elementos, o que têm
em comum?”.
• O professor deve falar da
regra do octeto,
referindo-se à mesma
como a tendência natural
para os elementos na
natureza terem a sua
última camada (camada
de valência) totalmente
preenchida, neste caso,
com 8 eletrões.
• É conveniente que o
professor use slides
PowerPoint ou o quadro
para explicar que a
potássio): terem um eletrão
de valência e, para
preencher totalmente a
camada de valência, têm
muita tendência a perder
esse eletrão.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a reatividade dos
elementos do grupo um;
Mostra capacidade de
elaborar uma justificação e
uma conclusão sobre a
reatividade dos elementos
do grupo um.
145
energéticas por ordem
crescente. Não associa, então
o “1” ao eletrão como sendo
o da última camada.
“nova” última camada é a
anterior à que continha o
eletrão de valência que o
átomo perde, sendo que
essa antiga camada de
valência já não existe.
• (Nota para o professor:
nesta tarefa ainda não se
introduz o conceito de
tendência para a
estabilidade como
tendência para os
elementos terem a sua
última camada preenchida,
nem a atração dos eletrões
de valência ao núcleo estar
relacionada com a
distância ao núcleo. Isso
far-se-á em tarefas
seguintes.)
2. Com base na
resposta à questão
anterior,
expliquem aos
engenhocas a que
se deve a variação
da sua reatividade
ao longo do grupo.
15
min
O aluno responde que a
reatividade destes elementos é
crescente pela seguinte ordem:
lítio, sódio e potássio. Ou seja,
o lítio é o menos reativo e o
potássio o mais reativo.
Justificar que isto se deve ao
crescente raio atómico, que faz
com que os eletrões de
valência se encontrem
• O professor circula pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas.
• O professor deve sugerir
que os alunos identifiquem
os elementos em estudo na
tabela periódica, para
poderem dar resposta a esta
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Compreender e saber
justificar o aumento da
reatividade ao longo do
grupo, dos elementos do
grupo um: número de
camadas aumenta, logo
raio atómico aumenta, logo
Quadro e
caneta/giz;
(ou slides
PowerPoint)
146
sucessivamente mais afastados
do núcleo e que, por isso,
sejam por ele menos atraídos.
Dificuldades em:
o Perceber a contagem de
eletrões por meio da
configuração eletrónica (2 –
8 – 8 – 1, por exemplo), não
percebendo o limite do
número de eletrões em cada
nível nem percebendo que
da esquerda para a direita
deste esquema há um
afastamento sucessivo da
camada em relação ao
núcleo.
o Compreender como a
distância ao núcleo
influencia a facilidade de
perda do eletrão de valência.
o Relacionar este esquema
com o modelo atómico de
Bohr.
questão (pois pretende-se
chegar a uma regra “ao
longo do grupo” sendo
necessário saber qual a sua
ordem ao longo do grupo).
• Após os alunos terem
pensado nas respostas e,
alguns, respondido, o
professor deve, se achar
conveniente, esquematizar
no quadro (ou com slides
PowerPoint) a
configuração eletrónica da
maneira que está no
manual dos alunos: 2 – 8 –
8 – 1 (exemplo do
potássio). Desta forma
explicar aos alunos, de
forma sucinta, que a
distância do eletrão ao
núcleo é o equivalente de
estar menos “agarrado” ao
mesmo.
• O professor deve relembrar
que este esquema
representativo dos eletrões
nos vários níveis diz
respeito ao modelo
atómico de Bohr. Pode
pedir a algum aluno que
uma maior distância entre a
camada de valência e o
núcleo, logo menor atração
entre os eletrões desta
camada e o núcleo.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre o aumento da
reatividade dos elementos
do grupo um;
Mostra capacidade de
elaborar uma justificação e
uma conclusão sobre o
aumento da reatividade dos
elementos do grupo um.
147
explique em voz alta em
que consiste este modelo.
Vai
mais
alé
m…
Introdução à
última parte da
tarefa: Vai mais
além… e leitura do
texto.
5
min
17
min
Os alunos que intervieram
como Beatriz e Gonçalo na
leitura anterior, leem o texto.
• O professor introduz a
parte “Vai mais além…”
da tarefa referindo que
neste momento os alunos
terão que formar uma
opinião relativamente aos
três elementos com base
em algumas evidências.
• O professor pede aos
alunos que intervieram nas
leituras como Beatriz e
Gonçalo para voltarem a
ler.
• Se quiser e se sentir
confortável, o professor
pode reforçar a turma
dizendo, dentro da
honestidade, que fizeram
um bom trabalho até agora
e que esta é a última parte
da tarefa.
----- ---
148
1. Diz qual é a tua
opinião e justifica
com base nas
evidências do
Gonçalo.
12
min
O aluno responde (exemplos 1,
2 e 3):
1: O lítio é a melhor opção,
pois tem uma alta eficiência
energética, um custo de
produção moderado e um
tempo de vida média. A única
desvantagem é existir em
pouca quantidade no planeta
Terra.
2. O sódio é a melhor opção
pois, para além de ter uma
eficiência energética e um
custo de produção moderados,
existe em grande abundância
no planeta Terra.
3. O potássio é a melhor
opção, pois, para além de
existir em grande abundância
no planeta Terra, tem uma
eficiência energética moderada
e tem um longo tempo de vida.
Dificuldades em:
o Organizar as suas ideias na
resposta pretendida, segundo
os dados das evidências.
• O professor circula pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas.
• O professor pode fazer, se
necessário, uma breve
revisão sobre notação
científica usando o quadro.
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Conhecer factos sobre
alguns elementos do grupo
um da tabela periódica.
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Compreender a aplicar
conhecimentos
matemáticos relativos a
leitura de gráficos:
histogramas (matemática);
Saber que na elaboração de
um produto se devem ter
em conta vários fatores:
ambientais, económicos e
sociais (tecnologia,
engenharia);
Saber elaborar uma escolha
com base em diversos
Quadro e
caneta/giz
(para a
revisão sobre
notação
científica, se
necessário)
149
o Interpretar os gráficos da
abundância dos elementos:
na atribuição de cada barra
do histograma a um
elemento e na separação dos
histogramas para o caso da
crosta terrestre e da água do
mar.
o Compreender os valores em
notação científica.
fatores, apresentando um
raciocínio de maior nível.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
relativo à leitura de
gráficos e análise de
tabelas;
Mostra capacidade ao nível
do raciocínio para elaborar
uma conclusão justificada,
rigorosa e completa de uma
escolha com base em
diversos fatores.
150
Discussão final
sobre a parte “Vai
mais além…”.
Sobre o avanço
tecnológico atual e
as suas limitações.
O aluno participa ativamente
na discussão, partilhando as
suas respostas, colocando
questões que lhe
surgiram/surjam, respondendo
às questões que surjam e
colaborando com o
desenvolvimento da discussão
apresentando argumentos
coerentes e válidos,
relacionados com o que foi
sendo dito pelos colegas e pelo
professor.
Dificuldades em:
o Participar na discussão, quer
por falta de compreensão
dos temas abordados, quer
por timidez.
o Expor as ideias com as quais
formulou a sua resposta à
questão anterior.
o Compreender o que está a
ser discutido.
• O professor, neste
momento da aula, deve
iniciar uma discussão final
que aborde algumas das
respostas dos alunos.
• No final da discussão pode
ser sugerido que um (ou
alguns) dos alunos veja(m)
qual é a sua bateria.
Provavelmente será a
bateria de ião-lítio, a mais
usada hoje em dia. Neste
momento, deve ser
discutida esta razão, visto
que os elementos sódio e
potássio parecem ser mais
adequados para
constituintes da bateria
segundo estas três
evidências. Deve ser
discutido que talvez a
tecnologia ainda não esteja
suficientemente avançada
para fazer baterias de sódio
e potássio rentáveis e
eficazes.
• Deve ser referido que as
evidências apresentadas
são baseadas apenas em
algumas das muitas
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Reforçar o conhecimento
sobre as consequências e
os aspetos a ter em conta
sobre o avanço
tecnológico;
Saber expor as ideias numa
discussão sobre problemas
de contexto real e atual.
Avaliação formativa:
Mostra que adquiriu
conhecimentos
relacionados com a tarefa;
Mostra capacidade de
expor as suas ideias e de
argumentar dentro do
contexto da discussão.
151
baterias que existem com
esses mesmos elementos:
lítio, sódio e potássio.
Referências bibliográficas
Abundância dos elementos:
Lide, D. R. & Haynes, W. M. (Eds.). (2014). CRC handbook of physics and chemistry. (95.ª ed). DOI (ISBN): 978-1-4822-0868-9 (eBook –
PDF).
Eficiência energética, tempo de vida e custos de produção das baterias de ião lítio, sódio e potássio:
https://en.wikipedia.org/wiki/Potassium-ion_battery (custo de produção baixo das baterias de ião potássio)
http://jes.ecsdl.org/content/164/6/A1234.abstract (custo de produção baixo das baterias de ião potássio)
https://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-ion_battery (tempo de vida curto das baterias de ião sódio)
http://www.folkecenter.dk/mediafiles/folkecenter/pdf/PRESENTATION-BATTERIES-new.pdf (custo de produção baixo das baterias ião
potássio; custo de produção moderado e eficiência energética média das baterias de ião sódio)
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.6b07989 (tempo de vida longo das baterias de ião potássio)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.7b01764 (tempo de vida longo das baterias de ião potássio)
152
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703772/full (custos de produção moderado das baterias de ião sódio)
https://phys.org/news/2015-03-na-ion-batteries-closer-li-ion.html (eficiência energética média das baterias de ião sódio; eficiência energética
alta das baterias de ião lítio)
https://en.wikipedia.org/wiki/Potassium-ion_battery (eficiência energética moderada das baterias de ião potássio)
153
Apêndice A.2 – Tarefa 2 (Calçada portuguesa)
Objetivos de aprendizagem incluídos nas metas curriculares:
- (2.4) Identificar, na tabela periódica, elementos que existem na natureza próxima de nós e outros que na Terra só são produzidos artificialmente.
- (2.9) Explicar a semelhança de propriedades químicas das substâncias elementares correspondentes a um mesmo grupo (1, 2 e 17) atendendo à sua
estrutura atómica.
- (2.11) Justificar, recorrendo à tabela periódica, a formação de iões estáveis a partir de elementos químicos dos grupos 1 (lítio, sódio e potássio), 2
(magnésio e cálcio), 16 (oxigénio e enxofre) e 17 (flúor e cloro).
Momento de aula Duração
Resposta esperada e
possíveis dificuldades dos
alunos
Ação do professor
Objetivo de
aprendizagem e
avaliação
Materiais
didáticos
Intr
od
uçã
o
Introdução oral da
tarefa.
4
min
10
min
-----
• O professor introduz a
tarefa, referindo que o
contexto tratado é o da
calçada portuguesa e que
se abordarão alguns
elementos da tabela
periódica.
• O professor pode
explicitar que abordar-se-
á este tópico, por um
lado, com uma perspetiva
da química, por outro,
com uma perspetiva das
suas aplicações.
----- -----
154
Leitura do texto
introdutório.
6
min
Um dos alunos voluntaria-se
e lê, em voz alta, o texto
introdutório.
• O professor pede a um
aluno que se voluntarie
para ler.
----- -----
Part
e 1
1. Pesquisem uma
resposta para a questão
colocada pelo Niklas
(Qual será a
constituição química
destas pedras?).
6
min
99
min
Os alunos pesquisam no
computador ou no
smartphone qual a
composição química das
pedras.
Os alunos respondem que é o
calcário. E que a pedra
calcário, por definição é uma
pedra que contenha mais do
que 30% de carbonato de
cálcio. Pode referir que as
principais impurezas são as
sílicas, argilas, fosfatos,
carbonato de magnésio, entre
outros.
Dificuldades em:
o Saber o que pesquisar, isto
é, o que escrever no motor
de busca.
o Não perceber a definição
de calcário (> 30% de
carbonato de cálcio).
o Aceitar a definição de
calcário, por bastar 30%
de carbonato de cálcio
• O professor circula pela
sala para verificar as
pesquisas e as respostas
dos alunos e responder a
eventuais dúvidas.
• O professor pode referir
que para terem
informações credíveis
devem pesquisar em mais
do que um site.
• Se for verificada uma
dificuldade na
compreensão da definição
de calcário como sendo
este ser uma pedra que
contenha mais de 30% de
carbonato de cálcio na
sua composição, o
professor pode promover
uma discussão em turma
com as questões
orientadoras: “Que
informações têm em
relação às pedras da
calçada?”, “E qual é a
composição química do
calcário?”, “Se uma pedra
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber a composição
química de um material
existente no planeta Terra
(calcário);
Ter noção da constituição
de um composto químico:
ligação entre vários
átomos em diferentes
proporções.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Saber pesquisar na
internet informações
relacionadas com a
ciência (tecnologia).
Avaliação formativa:
Mostra correção e rigor na
resposta;
Computador
/smartphone
e internet.
155
para ser considerado
calcário.
tiver 20% de carbonato de
cálcio, consideramo-la
calcário?”, “E se for
50%?”.
Mostra capacidades de
pesquisar e extrair
informação relevante.
2. Escrevam a fórmula
química do constituinte
principal da pedra e
identifiquem os
elementos associados.
3
min
Os alunos respondem que a
fórmula química do
carbonato de cálcio é:
CaCO3. Os elementos
associados são o cálcio, o
carbono e o oxigénio.
Dificuldades em:
o Saber o que é “fórmula
química”.
o Associar a fórmula
química ao nome do
composto.
o Saber que o composto é a
ligação química entre
todos os elementos nele
presentes (Ca, C e O).
o Compreender de que
maneira estes elementos se
ligam.
o Compreender porque é que
CO3 é apenas um nome,
quando estão lá mais do
que um elemento.
• O professor circula pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
tirar eventuais dúvidas.
• O professor, após os
alunos terem
respondido, deve abrir
uma discussão com a
turma onde se procure
perceber como é que a
fórmula química está
associada ao nome do
composto: o CO3 diz
respeito ao nome
carbonato e o Ca ao
cálcio. Estando os dois
ligados quimicamente,
o nome do composto é
carbonato de cálcio e a
fórmula química é a
junção direta da
fórmula de cada um.
• Se surgir a questão do
que é o carbonato, o
professor pode referir
(ou explicar
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber escrever uma
fórmula química:
utilização dos símbolos
químicos dos elementos
constituintes, primeiro e
depois os catiões e depois
aniões (neste caso, ligação
iónica: não é crucial para
o 9.ºano) e número maior
do que um de um mesmo
átomo apresentado no
canto inferior direito do
símbolo químico desse
átomo;
Ser capaz de associar o
nome de um composto
com a sua fórmula
química.
Avaliação formativa:
-----
156
o Compreender o significado
do 3 no canto inferior
direito do O (oxigénio).
o Perceber por que razão se
escreve a fórmula dessa
maneira, questionando-se
por que razão se coloca o
cálcio em primeiro lugar.
sucintamente) que ião
carbonato é o nome que
se dá ao composto
formado por um
carbono e três
oxigénios. Pode referir
que estes iões têm carga
-2.
Mostra compreensão ao
nível da representação
abstrata e apresentar
correção e rigor nessa
representação.
3. Recorram à tabela
periódica para
identificarem qual dos
elementos, indicado na
questão anterior, faz
parte do grupo 2.
2
min
Os alunos respondem que é o
cálcio.
Dificuldades em:
o Localizar o elemento em
questão.
o Saber o qual é o grupo 2.
-----
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Selecionar um elemento
constituinte de um
composto e associar o seu
nome ao seu símbolo
químico (cálcio, Ca, neste
caso).
-----
4. Planifiquem uma
atividade que vos
permita responder à
questão dos
engenhocas.
13
min
Os alunos planificam a
seguinte atividade:
Reagentes: magnésio e
cálcio, água. (soluções para
verificar acidez: tintura de
tornesol [opcional] e
fenolftaleína).
Material: copos de
combustão, colher de
combustão, tubos de ensaio,
bisturi, pinça.
• O professor pode referir
que nesta questão
podemos fazer a
planificação todos em
conjunto.
• Pode fazer alusão à tarefa
anterior: “Será que
podemos fazer como na
tarefa anterior?”; “O que
se fez na tarefa
anterior?”; “Há outras
maneiras de verificar as
características destes
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber fazer a planificação
de uma experiência
laboratorial, neste caso,
da reação dos metais
alcalinoterrosos com o
oxigénio e dos óxidos
formados com a água;
Avaliação formativa:
-----
157
Procedimento: Colocar a
substância em estudo na
colher de combustão.
Aquecer a mesma à chama
da lamparina até ficar
incandescente. Introduzir a
colher dentro do copo de
combustão e tapar.
Terminada a combustão,
agitar o conteúdo do copo e
colocá-lo em tubos de ensaio
com a fenolftaleína (e o
tornesol).
elementos”; “A reação
com a água é muito lenta,
podemos fazer de outra
forma? “; “Para tal,
sugiro este procedimento:
podemos fazer reagir
estas substâncias com o
oxigénio e depois
misturar os produtos com
água e ver o que
acontece”.
• Dada a abertura da
questão, o professor deve
ir orientando os alunos
em voz alta, lembrando
que estes elementos são
metálicos, logo reagem
com o oxigénio. Deve
também fazer referência
aos materiais que
poderão ser necessário,
discutindo-o com os
alunos.
• Se se misturarem os
produtos desta reação, os
óxidos metálicos, com
água, obter-se-ão os
hidróxidos obtidos na
tarefa anterior.
Mostra capacidades ao
nível da planificação,
apresentando uma
planificação correta e
completa;
Mostra capacidade de
raciocínio quanto a propor
uma planificação para dar
resposta a um problema
científico.
158
5. Realizem a atividade
que planearam.
28
min
Por precaução, e pelos
perigos que esta atividade
apresenta, é o professor
quem realiza a atividade.
Alguns alunos poderão
ajudar e realizar parte da
atividade para os colegas.
• O professor deve
perguntar o que são os
sólidos formados que
caem no copo de
combustão. Ajudar os
alunos a concluir que são
os óxidos desses metais:
“com que substância
estão os metais a
reagir?”, “se os produtos
se originam da reação
com o oxigénio, como se
podem chamar?”.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber realizar uma
experiência laboratorial,
seguindo a planificação e
tendo em consideração os
respetivos cuidados de
segurança.
Reagentes:
cálcio e
magnésio
metálicos,
água com
fenolftaleína;
Material de
laboratório:
Copo de
combustão,
pinça, colher
de
combustão,
lamparina.
6. Registem o que
observaram. Refiram
qual é o caráter
químico das soluções
obtidas.
9
min
Os alunos respondem que as
substâncias ficaram
incandescentes ao serem
colocadas na chama e os
produtos da reação, os
óxidos ao caírem nos copos
de combustão com água e
fenolftaleína, verificou-se
alteração de cor para rosa-
carmin, o que indica que a
solução é básica/alcalina.
• O professor circula pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas;
• Deve remeter para a
tarefa anterior, na qual se
efetuou uma experiência
semelhante (reação de
metais com água,
resultando numa solução
alcalina). De referir que
desta vez quem reage
com a água são os óxidos
dos metais e não os
metais diretamente.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber que a reação de
metais com o oxigénio
origina óxidos metálicos e
que a reação desses
óxidos com a água origina
hidróxidos.
Saber que uma solução se
pode verificar alcalina
com a fenolftaleína.
Concluir que esta é uma
solução alcalina.
159
Saber relacionar os
resultados desta
experiência laboratorial
com a dos metais
alcalinos (grupo 1).
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre os produtos de
reação e o seu caráter
químico;
Mostra capacidades de
compreensão científica e
interpretação correta e
completa sobre os
acontecimentos da
experiência laboratorial.
7.a. Escrevam, através
de uma equação
química ou um
esquema de palavras, a
reação química que
ocorre entre cada
elemento e o oxigénio.
7
min
Os alunos respondem:
2𝑀𝑔(𝑠) + 𝑂2(𝑔)→ 2𝑀𝑔𝑂(𝑠)
ou
2𝐶𝑎(𝑠) + 𝑂2(𝑔)→ 2𝐶𝑎𝑂(𝑠)
• O professor deve circular
pela sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas;
• Se considerar pertinente,
o professor pode
escrever no quadro, em
conjunto com os alunos,
as equações químicas.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber escrever uma
equação química (ou um
esquema de palavras) de
uma reação química.
Avaliação formativa:
Quadro;
Caneta/giz.
160
Mostra compreensão e
conhecimento científico
na relação entre a reação
ocorrida;
Mostra capacidades ao
nível da representação
simbólica sobre a escrita
de equações químicas.
7.b. Escrevam, através
de uma equação
química ou um
esquema de palavras, a
reação química que
ocorre entre os óxidos
de cada elemento e a
água.
7
min
Os alunos respondem:
𝑀𝑔𝑂(𝑠) + 𝐻2𝑂(𝑙)→ 𝑀𝑔(𝑂𝐻)2(𝑎𝑞)
ou
𝐶𝑎𝑂(𝑠) + 𝐻2𝑂(𝑙)→ 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2(𝑎𝑞)
• Neste momento, o
professor deve chamar a
atenção para os produtos
desta reação (os
hidróxidos) serem
precisamente os produtos
que se originariam se
reagíssemos os metais
diretamente com a água,
segundo a equação
𝑀𝑔 (𝑠) + 2 𝐻2𝑂(𝑙) →𝑀𝑔(𝑂𝐻)2(𝑎𝑞) + 𝐻2(𝑔)
(igual para o cálcio).
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber escrever uma
equação química (ou um
esquema de palavras) de
uma reação química.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
na relação entre a reação
ocorrida;
Mostra capacidades ao
nível da representação
simbólica sobre a escrita
de equações químicas.
-----
161
8. Expliquem a
reatividade dos
elementos estudados.
15
min
Os alunos respondem que os
elementos estudados são
reativos por terem apenas 2
eletrões de valência. Para
ficarem com a camada de
valência (que é a anterior à
dos seus 2 eletrões de
valência) totalmente
preenchida, têm tendência a
doar os 2 eletrões.
• O professor pode aludir à
tarefa anterior, que se
trata do mesmo tipo de
reação e tendência de
reatividade, embora os
eletrões de valência
fossem um em vez de
dois;
• O professor deve discutir
com os alunos sobre a
possibilidade de se
generalizar esta
afirmação para os outros
elementos do mesmo
grupo (pode-se
generalizar pois todos
têm, igualmente, dois
eletrões de valência.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Compreender a alta
reatividade dos metais
alcalinoterrosos
(tendência a perder dois
eletrões de valência para
ficarem com a camada de
valência totalmente
preenchida).
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a reatividade de
metais alcalinoterrosos,
elementos do grupo dois
(magnésio, cálcio).
-----
9. Expliquem como
varia a reatividade dos
elementos ao longo do
grupo.
10
min
Os alunos respondem que a
reatividade aumenta ao
longo do grupo pois os
elementos tornam-se maiores
e os eletrões da última
camada estão mais afastados
do núcleo, sendo mais fácil
serem retirados.
• O professor deve reforçar
que os alunos devem
justificar a sua resposta;
• Pode ser relembrada a
tarefa anterior, que
consistia no mesmo tipo
de raciocínio;
• Se achas propício, o
professor pode abrir uma
discussão com os alunos
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Compreender o aumento
da reatividade destes
elementos ao longo do
grupo (metais
alcalinoterrosos): raio
atómico sucessivamente
maior, logo menos atração
Quadro;
Caneta/giz.
162
sobre a questão e usar o
quadro para desenhar os
átomos segundo o
modelo atómico de Bohr
para uma melhor
visualização
(dificuldades do mundo
submicroscópico).
dos eletrões de valência
ao núcleo, logo mais
facilidade em perder os
eletrões.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre o aumento da
reatividade ao longo do
grupo dos metais
alcalinoterrosos.
Vão m
ais
alé
m…
Introdução à parte “Vai
mais além…”
3
min
23
min
Os alunos ouvem o professor
e colocam eventuais
questões.
Dificuldades em:
o Perceber o que é
pretendido;
o Colocar a sua questão.
• Neste momento da
aula, passa-se para a
segunda parte. O
professor deve
introduzi-la, referindo
que se vai construir
uma calçada com o tipo
de pedras que se estão a
abordar;
• Pede que virem as
folhas para a página
suposta e faz um
pequeno resumo do que
se fará a seguir: planear
um modo de se ter a
certeza que um chão
está na horizontal e, de
----- -----
163
seguida, construir um
chão e executar o
planeado para testar o
planeamento e para
verificar a
horizontalidade do
chão.
1. Planeiem um modo
de terem a certeza de
que o chão está na
horizontal.
10
min
Os alunos planeiam diversos
modos de terem a certeza
que o chão está na
horizontal.
Exemplo 1:
Material: tábua, proveta com
água.
Procedimento: colocar a
tábua em cima da calçada, a
proveta em cima da tábua e
verificar que o nível da água
se encontra na horizontal, ou
seja, paralelo aos traços da
proveta.
Exemplo 2:
Material: tábua, suporte
universal, fio e pêndulo.
Procedimento: colocar a
tábua em cima da calçada, o
suporte universal em cima da
tábua e verificar que o fio se
• O professor pode dar
dicas, por exemplo,
dizendo que materiais
podem usar: proveta +
água; ou suporte
universal + pêndulo;
• O professor deve fazer
alusão à gravidade como
elemento essencial para
o fio do pêndulo estar na
vertical e para o nível da
água estar na horizontal.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Saber planear, com
originalidade, uma
estratégia para um
objetivo específico, com
um conjunto limitado de
materiais (tecnologia,
engenharia).
Compreender conceitos
matemáticos relacionados
com paralelismo e
perpendicularidade, com
ligação a fenómenos
físicos: a gravidade
(ciência, matemática).
Avaliação formativa:
Mostra capacidade e
originalidade na
164
encontra na vertical, isto é,
paralelo ao suporte universal.
Dificuldades em:
o Elaborar uma ideia;
o Transcrever a ideia da
cabeça para o papel;
o Elaborar um planeamento
completo e rigoroso;
o Perceber o que se
pretende;
o Perceber de que material
se dispõe;
o Compreender e usar os
conceitos matemáticos de
paralelismo e
perpendicularidade;
o Relacionar os conceitos
matemáticos com a física,
nomeadamente a
gravidade no que concerne
o nível da água estar
sempre na horizontal e o
pêndulo estar sempre na
vertical devido à força
gravítica.
elaboração de um
planeamento;
Mostra rigor, correção e
completude num
planeamento;
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre conceitos
matemáticos relacionados
com paralelismo e
perpendicularidade.
2. Coloquem a vossa
ideia em ação.
Escrevam se foi um
sucesso ou não e
10
min
Os alunos executam a
atividade, colocando as
pedras da calçada na areia
(por exemplo, 3x3).
• O professor deve circular
pela sala e ir
perguntando cada ação
dos alunos. Por exemplo,
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
165
expliquem os
resultados.
Verificam de seguida,
através da sua planificação,
se a mesma está na
horizontal.
Para o exemplo 1, os alunos
referem que como o nível da
água está sempre na
horizontal, o facto de este ser
paralelo aos traços da
proveta, que por sua vez são
paralelos à base da proveta,
prova que o chão está na
horizontal.
Para o exemplo 2, os alunos
referem que para a base do
suporte universal estar na
horizontal a sua haste deve
estar na vertical, o que pode
ser indicado pelo fio do
pêndulo, que é paralelo à
haste, estar na vertical. Se
sim, como a base do suporte
é paralela ao chão, o chão
estará na horizontal.
Dificuldades em:
se os alunos estão a
colocar a pedra de uma
certa maneira, perguntar
por que razão não a
colocam de outra; se
estão a usar a proveta +
água ou o suporte +
pêndulo, perguntar por
que razão e pedir uma
breve explicação de
como o vão verificar;
• Deve ter em atenção a
participação dos alunos,
visto alguns serem mais
tímidos que outro, pode
haver alunos que não
participam. O professor
deve promover a
participação de todos. Se
algum aluno não quiser
participar na construção
poderá fazer outras
partes da construção,
como ir buscar o
material, verificar a
horizontalidade do chão,
pensar numa nova
estratégia, etc.
Conseguir executar uma
construção com rigor, em
grupo (engenharia);
Conseguir seguir uma
estratégia previamente
planeada, contornando, de
forma engenhosa as
dificuldades que
naturalmente surgem
(engenharia).
Compreender conceitos
matemáticos relacionados
com paralelismo e
perpendicularidade, com
ligação a fenómenos
físicos: a gravidade
(ciência, matemática).
Avaliação formativa:
Mostra rigor e dedicação
ao longo de uma
construção em grupo;
Mostrar capacidade de
aplicar um planeamento
relacionado com
conceitos matemáticos e
166
o Se organizarem como
grupo para a construção da
calçada;
o Colocar as pedras na areia,
que por falta de materiais
próprios, quer por falta de
capacidade/hábito;
o Colocar o chão na
horizontal;
o Testar a horizontalidade
do chão pois: a base do
teste (proveta ou suporte
universal) tem que estar
em contacto com a maior
parte do chão e não apenas
de algumas pedras; a
dimensão das pedras é
muito variável e pode
haver umas demasiado
pontiagudas, tendo que
haver uma seleção
estratégica das pedras;
o Participar, por haver
outros colegas que se
colocam à frente.
físicos, compreendendo-
os corretamente;
Mostra competências para
explicar os resultados
obtidos.
167
Apêndice A.3 – Tarefa 3 (Água da torneira)
- (2.9) Explicar a semelhança de propriedades químicas das substâncias elementares correspondentes a um mesmo grupo (1, 2 e 17) atendendo à sua estrutura atómica. - (2.11) Justificar, recorrendo à tabela periódica, a formação de iões estáveis a partir de elementos químicos dos grupos 1 (lítio, sódio e potássio), 2 (magnésio e cálcio), 16 (oxigénio e enxofre) e 17 (flúor e cloro).
Momento de aula Duração
Resposta esperada e
possíveis dificuldades
dos alunos
Ação do professor
Objetivo de
aprendizagem e
avaliação
Materiais
didáticos
Part
e 1
Leitura do texto. 6
min
74
min
Um aluno voluntaria-se
para ler o texto em voz
alta.
Dificuldades em:
o Perceber o tópico do
texto;
o Perceber o texto, por
não saber o significado
de algumas palavras
(e.g.: fluoretação,
intuito, aditivos,
malefícios, composto,
substância, inócua,
ingestão, adversos,
invalidante).
• O professor pede um
voluntário para ler o texto
em voz alta.
----- -----
168
1. Indica o elemento referido
no texto e identifica-o na
tabela periódica.
3
min
O aluno responde Flúor.
Pode referir que este
elemento se encontram no
grupo 17 e no 2.º período
da tabela periódica.
Dificuldades em:
o Identificar o elemento;
o Identificá-lo na tabela
periódica.
-----
Objetivos de
aprendizagem
(Química):
Conhecer um elemento
da tabela periódica
(flúor).
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Conhecer a utilização de
um elemento químico
para benefício do ser
humano, bem como as
suas consequências
quando aplicado em
excesso e a sua
manutenção
(engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra capacidade de
leitura e interpretação de
um texto com conceitos
científicos e de
engenharia.
-----
169
2. Pesquisem algumas (no
mínimo três) das propriedades
do elemento e da sua
substância elementar.
Escrevam a sua configuração
eletrónica. (p.232 e tabela
periódica)
13
min
Os alunos respondem três
ou mais das seguintes
propriedades: estado
gasoso à temperatura
ambiente; ponto de
ebulição 85,0 K e fusão
53,5 K; muito reativo;
muito tóxico. A sua
configuração eletrónica é
2 – 7.
Dificuldades em:
o Encontrar informação
sobre o elemento;
o Sintetizar a informação
lida e transcrevê-la para
o papel;
o Perceber o que são as
propriedades do
elemento;
o Escrever a distribuição
eletrónica.
• Para as situações em que
surjam respostas
relacionadas com os
pontos de ebulição e
fusão, o professor pode
escrever no quadro as
temperaturas em graus
Celsius (pois na TP do
manual dos alunos estão
em Kelvin) para elucidar
melhor os alunos em
relação ao estado gasoso
do flúor;
• O professor deve
promover uma discussão
relativamente a algumas
destas propriedades serem
referentes a um não
metal.
Objetivos de
aprendizagem
(Química):
Compreender a diferença
entre elemento e
substância elementar;
Saber algumas das
propriedades físicas e
químicas deste elemento
e da substância
elementar
correspondente.
Saber escrever a
distribuição eletrónica de
um elemento (Z > 20) a
partir do número
atómico.
Avaliação formativa:
Mostra capacidade de
pesquisa no manual;
Mostra capacidade de
análise, compreensão e
conhecimento científico
Manual.
170
sobre as propriedades de
um elemento;
Mostra capacidade ao
nível da representação
simbólica relativamente
à escrita de distribuição
eletrónica.
3. Observem o vídeo sobre
reações químicas com este
elemento e indiquem uma
razão para a sua grande
reatividade.
10
min
Os alunos observam o
vídeo, atentamente.
Colocam dúvidas que
tenham sobre o conteúdo
do vídeo.
Respondem que este
elemento, por ter 7
eletrões de valência, tem
muita tendência a ganhar
1 eletrão para completar a
sua última camada
(camada de valência),
sendo por isso muito
reativo.
Dificuldades em:
o Perceber o tópico do
vídeo;
o Compreender o vídeo;
o Compreender alguns
conceitos científicos
referidos no vídeo;
• O professor coloca o
vídeo a reproduzir no
projetor. Se algum aluno
pedir, o professor pode
reproduzir o vídeo
novamente ou coloca-lo
em alguma parte
específica.
• Deve ser especificado que
se pretende a justificação,
para além da alta
reatividade do elemento,
do facto de ter sete
eletrões de valência
implicar essa alta
reatividade: ter tendência
a ganhar um eletrão para
completar a sua camada
de valência.
Objetivos de
aprendizagem
(Química):
Compreender a razão de
o flúor ser um elemento
muito reativo: ter sete
eletrões de valência e
querer captar um eletrão
para completar a sua
camada de valência.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Conhecer o
manuseamento em
laboratório do flúor:
processos de
transferência, de
mudanças de estado, de
aplicação, de teste de
Computador;
Projetor;
Vídeo sobre
reações com
o flúor.
171
o Transferir para o papel
o raciocínio;
o Compreender a alta
reatividade do
elemento;
o Compreender porque é
que ter sete eletrões de
valência implica uma
alta reatividade
(completar a camada de
valência).
reatividade (ciência,
engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra capacidade de
interpretação de um
vídeo com conteúdos
científicos;
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a alta reatividade
de um elemento com sete
eletrões de valência
(flúor) e sobre a
explicação dessa
reatividade.
4. Indiquem algumas razões
para o elemento não ser
transportado nem colocado na
água no seu estado elementar.
10
min
Os alunos respondem
que, antes de mais, é
muito reativo e, por isso,
é muito difícil obtê-lo no
seu estado elementar.
Por ser uma substância
extremamente reativa e
tóxica pode ser perigoso
para quem manuseia a
substância, para além de
que por ser gasosa se
liberta mais facilmente do
• O professor deve
enfatizar o facto de o
flúor pertencer ao grupo
dos não metais, e como
tal tem propriedades não-
metálicas. Uma delas é
poder estar num estado
não sólido à temperatura
ambiente, neste caso
gasoso. Para ser mais
fácil o seu transporte e a
sua colocação na água,
Objetivos de
aprendizagem
(Química):
Perceber que um
elemento, mesmo sendo
reativo, ao reagir com
outros elementos, deixa
de ser apenas uma
substância elementar e
de ter a mesma
reatividade, apresentando
-----
172
recipiente e de ser
transparente potenciando
perigos inesperados.
Por ser gasoso, é também
mais difícil transportá-lo,
sendo mais prático
transportar um sólido ou
um liquido do que um
gás.
Dificuldades em:
o Perceber a dificuldade
de isolar o flúor dada a
sua reatividade, por não
associar a reação do
flúor com a sua ligação
a outros elementos;
o Perceber que o flúor é
gasoso à temperatura
ambiente;
o Perceber que o flúor é
tóxico ou que
implicações tem ser
tóxico;
o Perceber como o facto
de ser gasoso dificulta o
seu transporte;
o Perceber como é que
passa do estado gasoso
para o sólido ou liquido
faz-se reagir o fluor com
outras substâncias para se
obterem substâncias
sólidas ou líquida;
• O professor deve circular
pela sala para ver as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
questões;
• O professor deve, se
considerar oportuno, ter o
cuidado de discutir com
os alunos sobre: o facto
de o flúor deixar de ser
uma substância elementar
isolada e passar a ser um
composto com possíveis
outras propriedades e
estado físico após reagir;
e a dificuldade em isolar
o flúor (por ser muito
reativo) e em ter um
recipiente propício ao seu
transporte.
outras propriedades,
como o estado físico por
exemplo, por se tratar de
um composto.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Saber ter em
consideração aspetos de
manuseamento em
processos relacionados
com o uso de substâncias
químicas para benefícios
do ser humano
(engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra capacidade ao
nível do raciocínio
quanto à relação entre as
características de uma
substância e as possíveis
consequências do seu
manuseamento.
173
(deixa de ser apenas o
flúor);
o Imaginar o contexto (ou
um contexto adequado).
5. (Lê a seguinte conversa
entre o Telmo e o Hélder)
Responde aos amigos,
explicando a diminuição da
reatividade ao longo do grupo
a que estes elementos
pertencem.
15
min
Como estes elementos
têm 7 eletrões de
valência, para ficarem
com a camada preenchida
(com 8 eletrões de
valência) têm que ganhar
1 eletrão. Precisarem
apenas de 1 eletrão para
ficarem estáveis faz com
que todos sejam reativos,
por ser muito fácil ganhar
1 eletrão. Mas o flúor tem
um raio atómico menor
que o cloro, logo os
eletrões são atraídos mais
facilmente, por estarem
mais próximos do núcleo,
logo é mais reativo.
Dificuldades em:
o Compreender porque
razão o fllúor e o cloro
têm sete eletrões de
valência;
o Compreender porque é
que há tendência em
• O professor deve circular
pela sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas;
• Se considerar oportuno, o
professor pode aludir ao
aumento da reatividade
ao longo dos grupos 1 e 2
e questionar porquê;
• Pode dar indicações
relativamente a onde
encontrar informações
sobres os elementos na
tabela periódica,
nomeadamente, o raio
atómico.
• Pode também escrever no
quadro, juntamente com
os alunos, as distribuições
eletrónicas dos
elementos, para melhor se
visualizar o aumento do
raio atómico (visto que
este é definido em grande
Objetivos de
aprendizagem
(Química):
Compreender e saber
justificar a alta
reatividade dos
elementos do grupo 17
(halogénios);
Compreender e saber
justificar a diminuição da
reatividade ao longo do
grupo (aumento do raio
atómico, logo maior
distância do núcleo aos
eletrões de valência, logo
menor atração entre o
núcleo e os eletrões de
valência);
Saber selecionar e extrair
informação relevante
para o contexto da tabela
periódica.
-----
174
captar um eletrão pela
camada de valência ter
sete eletrões;
o Compreender a razão
da reatividade diminuir
com o aumento do raio
atómico;
o Encontrar na tabela
periódica informação
relativa ao tamanho dos
átomos (raio atómico).
parte pelo nível da
camada de valência).
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a relação entre o
número de eletrões de
valência e a reatividade
de um elemento,
nomeadamente, a
reatividade de elementos
do grupo 17 (flúor e
cloro);
Mostra compreensão na
justificação da
diminuição da
reatividade ao longo do
grupo devido ao aumento
do raio atómico;
Mostra capacidade de
analisar e extrair
informações relevantes
da tabela periódica.
Discussão sobre os conteúdos. 17
min
O aluno participa
ativamente na discussão
sobre o que aprenderam
na aula sobre o flúor e os
elementos do grupo 17.
• O professor deve
promover uma discussão
sobre o que foi abordado
na aula: reatividade dos
elementos do grupo 17 e
Avaliação formativa:
Mostra capacidades de
participar numa
discussão.
175
Participa de forma
oportuna e coerente.
Dificuldades em:
o Participar na discussão,
por timidez, ou falta de
compreensão do que
está a ser discutido;
o Participar ativamente
na discussão por falta
de compreensão dos
conteúdos abordados na
aula.
a variação dessa
reatividade;
• Também podem ser
abordados temas relativos
à indústria da fluoretação
da água ou outros tópicos
relacionados com este
elemento ou os do resto
do grupo, pelo que o
professor deve, se achar
oportuno, incentivar para
tal.
Part
e 2 –
ati
vid
ad
e d
e exte
nsã
o
6. Indica se estas águas têm a
quantidade de fluoretos dentro
de todas as margens legais
definidas pelas entidades
fictícias. Explica o teu
raciocínio.
16
min
16
min
A água da região da
Fernanda só seria aceite
pelas entidades
Especialistas da água e
Segurança da saúde de
todos, pois a Companhia
água amigável tem o
intervalo definido de ]0,6
; 1,1] pelo que o valor de
0,6 das águas da região
da Fernanda não está
incluído. A água da
região do Fábio não seria
aceite por nenhuma
entidade. A água da
região da Josefa seria
aceite pelas entidades
• O professor circular pela
sala para verificar as
respostas dos alunos e
responder a eventuais
dúvidas;
• Caso necessário, o
professor deve discutir
com os alunos o
significado dos parênteses
retos e escrever no quadro
as informações
relevantes.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Saber que existem
entidades que controlam
as quantidades
adicionadas de flúor na
água (engenharia);
Usar conhecimento
matemático (intervalos
não degenerados) para
fazer determinadas
escolhas relacionadas a
decisões ligadas a
técnicas de sobrevivência
da sociedade
Quadro;
Caneta/giz.
176
Segurança na saúde para
todos e Companhia água
amigável, pois a
companhia Especialista
da água tem o intervalo
definido de [0,6 ; 0,9[
pelo que o valor de 0,9
das águas da região da
Josefa não está incluído.
Dificuldades em:
o Perceber o que é
pedido;
o Saber por onde começar
e formular o raciocínio
(dada alguma
complexidade exigida
em controlo de
variáveis);
o Transcrever o
raciocínio e as
justificações da cabeça
para a folha;
o Compreender o
significado dos
parênteses retos
(intervalos não
degenerados);
(matemática,
engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra conhecimentos
matemáticos sobre o uso
de intervalos não
degenerados;
Mostra capacidade de
elaborar uma conclusão.
177
o Compreender que
implicações têm esses
intervalos;
o Compreender o que os
números significam
(mg/L: a massa de flúor
que se encontra em um
litro de água).
178
Apêndice A.4 – Tarefa 4 (À descoberta dos gases nobres)
Objetivos de aprendizagem incluídos nas metas curriculares:
- (2.7) Distinguir informações na tabela periódica relativas a elementos químicos (número atómico, massa atómica relativa) e às substâncias elementares
correspondentes (ponto de fusão, ponto de ebulição e massa volúmica).
- (2.10) Justificar a baixa reatividade dos gases nobres.
Momento de aula Duração
Resposta esperada e
possíveis dificuldades dos
alunos
Ação do professor
Objetivo de
aprendizagem e
avaliação
Materiais
didáticos
Intr
od
uçã
o
Introdução à tarefa 5
min
10
min
Os alunos ouvem o
professor e colocam alguma
questão.
• O professor introduz a
tarefa e o modo como se
vai realizar: existem três
folhas informativas para
cada metade da turma, a
tarefa vai-se realizar por
grupos, cada grupo com
uma folha, efetuando
partilha de
conhecimentos para se
chegarem a certas
conclusões (role-play) e
que as folhas dizem
respeito a algumas
aplicações tecnológicas
relacionadas com
----- -----
179
elementos da tabela
periódica (gases nobres).
• Deve ser referido que se
vai continuar a trabalhar
os elementos da tabela
periódica e as suas
aplicações na sociedade.
Formação dos grupos 3
min
O aluno senta-se no lugar
atribuído de acordo com o
seu grupo.
Dificuldades em:
o Formar os grupos,
podendo haver alunos que
não gostam dos
elementos do seu grupo;
o Formar os grupos,
havendo confusão na sala
de aula ao nível da
organização nos lugares
atribuídos.
• O professor forma os
grupos de alunos de
modo que hajam três
grupos que possam
debater entre si. No caso
desta turma (16 alunos),
forma quatro grupos de
3 e dois grupos de 2.
Ficando 8 alunos em
cada espaço da sala
(dois grupos de 3 com
um grupo de 2).
----- -----
Introdução às folhas 2
min
O aluno ouve o professor,
preparando-se para a leitura
das folhas e execução da
tarefa.
Dificuldades em:
o (possível) Estar atento,
por ainda haver confusões
entre os elementos do
• O professor faz uma
breve contextualização
do que se referem os
textos (relembrando que
se trata de elementos
químicos presentes na
tabela periódica e as
suas aplicações na
----- -----
180
grupo sobre a escolha dos
grupos.
sociedade), preparando
os alunos para a leitura.
Lei
tura
Leitura dos textos das
folhas.
3
min
3
min
Cada grupo de alunos lê o
texto que lhe foi atribuído,
em silêncio.
Dificuldades em:
o Compreender o tema do
texto;
o No texto da folha 1 –
perceber o que é a
corrente elétrica, fazendo
confusão quanto ao como
é que isso pode provocar
o aquecimento do
filamento; perceber
porque é que um corpo
• O professor pode dar a
sugestão de que
sublinhem no texto
informações que
considerem relevantes.
----- -----
181
quente (T > 0K) emite
radiação; saber que o
oxigénio faz parte da
composição do ar;
perceber porque é que o
filamento reage com o
oxigénio à sua volta; não
perceber que árgon é um
elemento químico, não
lhe dando a devida
atenção;
o No texto da folha 2 –
perceber como é que a
corrente elétrica
influencia a emissão de
luz; perceber a absorção
de energia (colisões) por
parte dos eletrões e a
respetiva emissão em
forma de luz (processo
de voltar ao estado
energético fundamental);
saber o que são eletrões
de valência;
o No texto da folha 3 –
saber em que consiste o
flash das máquinas
fotográficas; o que
significa uma foto ficar
desfocada; perceber
182
porque é que a luz
libertada é branca;
compreender porque se
dá luz sem haver reação,
ou seja, fazer confusão
entre libertação de
radiação devido aos
estados energéticos dos
eletrões com reações
químicas (que podem
libertar energia).
183
Par
te A
1. E
scre
vam
o s
ignif
icad
o d
as p
alav
ras
que
des
conhec
em.
Folha 1 – Árgon
e as lâmpadas de
incandescência.
3
min
46
min
Os alunos colocam as
seguintes palavras:
Incandescência – brilho de
um corpo devido à sua alta
temperatura;
Tungsténio – elemento
químico de n.º atómico 74
(W);
Filamento – fio de metal
por onde passa a corrente,
ficando incandescente;
Ampola – recipiente oco de
vidro.
Inerte – que não
reage/pouco reativo.
• O professor deve
circular pela sala,
analisando as várias
discussões entre os
pequenos grupos e as
suas respostas.
• O professor deve aludir
às questões centrais de
cada texto.
• O professor deve estar
preparado para dúvidas
inerentes ao contexto,
nomeadamente: o que é
a corrente elétrica
(movimento cargas),
porque é que um corpo
aquecido emite radiação
(lei de Stefan-
Boltzmann, exemplo do
sol), porque é que o
filamento de uma
lâmpada incandescente
reage com o oxigénio
(porque o tungsténio
forma catiões que
facilmente tendem a
formar ligações com o
oxigénio), excitação dos
eletrões por meio de
trabalho e de absorção
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Familiarização e perceção
de termos científicos
relacionados com a
reatividade de elementos
da tabela periódica:
inerte.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Familiarização e perceção
de termos científicos e
tecnológicos aplicados a
tecnologias: lâmpada
incandescente, luzes
néon, fashtube das
máquinas fotográficas
(tecnologia).
Avaliação:
Mostra compreensão no
significado das palavras.
Folha 2 – Néon
e as luzes néon.
Os alunos colocam as
seguintes palavras:
Letreiro – placa
informativa;
Inerte – que não
reage/pouco reativo;
Corrente elétrica –
movimento de partículas
carregadas;
Radiação visível – onda
eletromagnética com uma
frequência da zona do
visível.
Folha 3 – Xénon
e os flashtube
Os alunos colocam as
seguintes palavras:
184
das máquinas
fotográficas.
Flash – Iluminação por um
breve instante;
Desfocado – uma imagem
que não é bem percetível
devido ao movimento
durante a sua captação
fotográfica;
Inerte – que não
reage/pouco reativo.
de radiação e a respetiva
emissão nas várias
cores/energias do fotão
(passagem para
diferentes níveis
energéticos e de valores
de energia diferentes
dos eletrões),
justificação da luz ser
branca (próprio do
xénon nesta situação, lei
de Wien).
• Em qualquer dúvida que
se coloque subjacente à
temática das metas
curriculares (isto é, a
baixa reatividade, a
configuração eletrónica,
o estado das substâncias
elementares
apresentadas nos
textos), o professor deve
dar principal atenção,
não dando respostas
diretas, visto que se
pretende que seja um
trabalho em que os
alunos, por meio de
role-play cheguem a
essas conclusões
185
autonomamente (e
cooperativamente).
• É possível que os alunos
confundam inerte com a
palavra “inércia” falada
no tópico da cinemática
de Newton, pelo que o
professor deve
distinguir/relacionar os
dois significados,
embora tenham uma
mesma natureza de
manter o estado.
2. Discutam em turma o
seu significado.
17
min
Os alunos discutem em
turma o significado das
palavras referidas
anteriormente (por todos).
• O professor pode
começar por perguntar
todas as palavras
registadas pelos vários
grupos e escrevê-las no
quadro para, de seguida,
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Significado da palavra
inerte num contexto de
Química.
186
se discutir os seus
significados uma a uma.
• Esta discussão deve
promover, não só a
aprendizagem do
significado das
palavras, mas também,
a razão do uso de
elementos com essas
características em cada
uma das tecnologias.
Para isso, cada grupo de
alunos deve explicar ao
resto da turma de que
forma o elemento do
texto que leu contribui,
de facto, para a
tecnologia.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Significado de palavras
associadas a tecnologia:
incandescência,
filamento, ampola,
letreiro, flash, desfocado
(tecnologia).
Avaliação:
Mostra capacidades de
discussão positiva com a
turma.
187
3.
Iden
tifi
quem
o e
lem
ento
que
per
mit
e (m
elhora
r) o
funci
onam
ento
da
tecn
olo
gia
men
cionad
a no t
exto
e r
efir
am a
sua
pri
nci
pal
fun
ção. (a
dap
tado p
ara
Folh
a 1)
Folha 1 – Árgon
e as lâmpadas de
incandescência.
7
min
Os alunos respondem que o
elemento é o árgon e que
serve para o filamento da
lâmpada não se oxidar, por
não estar em contacto com
o oxigénio, mas também,
para abrandar a evaporação
do filamento.
Dificuldades em:
o Compreender um
processo de evaporação
de um metal;
o Saber o que é o filamento
se “oxidar”;
o Identificar o elemento
correto, referindo o
tungsténio, por exemplo.
• O professor deve
circular pela sala para
verificar as respostas
dos alunos e, caso os
alunos não estejam a ter
em conta o período e o
grupo em que os
elementos se encontram
o professor não deve
avançar para a próxima
questão sem antes fazer
esta alusão. Pedir aos
alunos que refiram
também o período e o
grupo do respetivo
elemento.
• Caso surja a questão, o
professor deve reforçar
que o que se encontra
na tabela periódica é o
elemento e que, o
conjunto/ligação desses
elementos é a
substância elementar.
Deve ser explicitado
que os gases na
atmosfera terrestre são a
substância elementar e
não o elemento.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Conhecer elementos da
tabela periódica do grupo
18: árgon, néon, xénon.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Perceber a importância
desses elementos
químicos para o
funcionamento (e
melhorias no
funcionamento) a larga
escala de tecnologias
(tecnologia, engenharia).
Avaliação:
Mostra compreensão de
textos sobre ciência,
tecnologia e engenharia.
Folha 2 – Néon
e as luzes néon.
Os alunos respondem que o
elemento é o néon e que
serve para produzir a luz
das luzes néon.
Dificuldades em:
o Compreender este
processo pelo qual se dá
luz (compreensível);
o Identificarem o elemento
correto, referindo o
vidro, por exemplo.
188
Folha 3 – Xénon
e os flashtube
das máquinas
fotográficas.
Os alunos respondem que o
elemento é o xénon e que
serve para fornecer a luz (o
flash) no momento de tirar
a fotografia para a área
estar iluminada.
Dificuldades em:
o Perceber o processo pelo
qual se dá luz (o flash);
o Identificar o elemento.
189
4. Escrevam a
propriedade química que
torna o elemento
mencionado na questão 3
uma boa opção.
5
min
Os alunos respondem que a
propriedade química que o
torna uma boa opção é ser
uma substância inerte. (Os
alunos vão enfatizar,
corretamente, ser um gás.
Embora esta seja uma
propriedade física)
Dificuldades em:
o Ter percebido o que
significa inerte;
o Ter identificado qual o
elemento em questão;
o Usar a palavra
substância, referindo-se
diretamente ao gás (que
não faz parte de ser uma
propriedade química);
o Distinguir substância
química de elemento
químico;
o Compreender o texto,
não percebendo qual a
propriedade química do
elemento importante para
o funcionamento da
tecnologia.
• O professor deve
promover uma
discussão na qual se
enfatize porque é que o
facto de os elementos
serem inertes contribui
para o funcionamento
(ou melhoramento do
funcionamento) de cada
tecnologia: para as
lâmpadas
incandescentes, a não
reação com o filamento;
para as luzes néon e os
flashtubes das máquinas
fotográficas a
longevidade dos
aparelhos, pela não
reação com os
constituintes dos
mesmos.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Enfatizar a propriedade
química (conceito
científico de inerte) dos
três elementos em estudo.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
Perceber a importância de
os três elementos
químicos serem inertes
para o funcionamento (e
melhorias no
funcionamento) de
tecnologias (tecnologia,
engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra conhecimento e
compreensão no conceito
de substância inerte;
Mostra compreensão de
textos sobre ciência,
tecnologia e engenharia.
190
5. Consultem o vosso
manual e expliquem a
que se deve a propriedade
química mencionada na
questão anterior.
7
min
Os alunos consultam o
manual (ou não) e
respondem que a
propriedade química
(inerte) se deve ao facto da
última camada – camada de
valência – do elemento
conter oito eletrões de
valência e, por isso, se
encontrar totalmente
preenchida.
Dificuldades em:
o Perceber que 8 eletrões
de valência na última
camada implica que esta
está preenchida;
o Não perceber o que é a
última camada, não
associando este
raciocínio o ao modelo
de Bohr;
o Relacionar camada
preenchida com ser um
elemento inerte.
• O professor deve
circular pela sala para
verificar as respostas
dos alunos e responder a
eventuais dúvidas;
• Pode ser relembrado
que se está a utilizar o
modelo de Bohr como
modelo de estudo;
• Deve ser discutido que
oito eletrões de valência
se trata de uma camada
preenchida e que, como
esta é a tendência de
todos os elementos
(lembrar as tarefas
anteriores dos metais
alcalinos e dos
halogénios) estes
elementos não têm
tendência nem a perder
nem a ganhar eletrões;
• Falar das exceções do
hidrogénio e do hélio
que se encontram a
preencher uma camada
que suporta apenas dois
eletrões;
• Referir a crescente
complexidade deste
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Compreender e saber
explicar por que razão
estes elementos são
inertes (última camada
totalmente preenchida);
Saber que oito eletrões de
valência corresponde ao
número de eletrões de
valência que preenche
totalmente a última
camada (exceção dos
elementos do 1.º período).
Avaliação:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre o preenchimento
total da camada de
valência e a sua
implicação na baixa
reatividade do elemento;
Mostra capacidade de
pesquisa no manual.
191
assunto quando se trata
de elementos com um
n.º atómico maior
(Z>20).
Discussão sobre a Parte A
e passagem para a Parte
B
7
min
Os alunos participam na
discussão e tira eventuais
dúvidas.
Dificuldades em:
o Perceber o que foi feito
até agora, relativamente
às características do
elemento da tabela
periódica;
o Perceber para que
servirão as informações
que recolheu.
• O professor pergunta
aos alunos se chegaram
a resultados relevantes,
lançando uma discussão
sobre o que estiveram a
fazer. Estiveram a
caracterizar três dos
elementos da tabela
periódica.
• Deve ser agora
introduzida a Parte B,
dizendo que vão formar
grupo com os outros
dois grupos (que leram
os textos diferentes).
----- -----
Par
te B
1. Discutam em turma e
registem que
características os
elementos dos diferentes
textos que estiveram a
investigar têm em
comum.
10
min
31
min
Os alunos discutem as
várias características
encontradas, comparando
as suas ideias sobre os
diferentes usos de cada
elemento. Em conjunto,
chegam às suas conclusões.
Os alunos respondem que
todos têm em comum:
encontrarem-se no estado
• O professor deve
circular pela sala e
observar e ouvir as
discussões dos alunos,
dando palavras de
orientação, caso
necessário. (exemplos:
“que características
apontaram?”, “leiam as
respostas de cada um
em voz alta”, “vão
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Identificar elementos
químicos pertencentes ao
grupo 18, dos gases
nobres;
Compreender as
implicações da camada de
valência totalmente
192
gasoso à temperatura
ambiente, pertencerem ao
grupo 18, serem pouco
reativos/inertes, terem o
mesmo número de eletrões
de valência.
Dificuldades em:
o Sintetizar as informações
recolhidas;
o Partilhar devidamente as
informações recolhidas;
o Encontrar os pontos em
comum, não sabendo
como procurá-los;
o Comunicar com os
colegas.
registando os pontos
que têm em comum”).
• O professor deve estar
preparado para
responder corretamente
e de uma forma sucinta
para as competências
dos alunos do 9.º ano
perguntas relativas a:
pontos de ebulição e
fusão (temperaturas às
quais se dá a passagem
do estado líquido para
gasoso e de sólido para
líquido,
respetivamente), raio
atómico (tamanho da
nuvem eletrónica),
massa atómica relativa
(simplificadamente,
massa associada a 1 mol
do elemento).
• Chamar a atenção para
as cores das letras dos
símbolos químicos na
tabela periódica (pois
estas indicam o estado
em que a substância
elementar se encontra à
temperatura ambiente).
preenchida na
característica inerte dos
gases nobres;
Saber a semelhança de
propriedades físicas
(estado físico) e químicas
(reatividade) de
elementos do mesmo
grupo (grupo 18),
percebendo que é esta a
razão para estarem no
mesmo grupo da tabela
periódica.
Avaliação formativa:
Mostra capacidades de
identificação e análise de
características dos
elementos, sabendo
generalizar e incluir estes
no mesmo grupo;
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a organização da
tabela periódica quanto à
semelhança de
193
propriedades ao longo de
um grupo.
2. Relacionem a
configuração eletrónica
de cada elemento com o
período a que pertencem.
Escrevam a sua relação.
6
min
O aluno responde:
Para o texto 1 (árgon):
2 – 8 – 8
Para o texto 2 (néon):
2 – 8
Para o texto 3 (xénon):
2 – 8 – 18 – 18 – 8
Dificuldades em:
o Perceber a razão do
número 18 (mas é fora do
âmbito deste ano);
o Ler o esquema da
configuração eletrónica.
• Com certeza haverá
dificuldade na
representação da
configuração eletrónica
do xénon (devido à
inclusão dos metais de
transição), portanto o
professor deve, se
necessário, fazer em
conjunto com os alunos
no quadro, explicando
que contando os
elementos dos metais de
transição chegam ao
valor correto para o
número atómico.
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Saber escrever a
distribuição eletrónica de
elementos químicos com
base no seu número
atómico;
Concluir que o número de
eletrões de valência dos
elementos do grupo 18 é
oito;
Associar o período de um
elemento químico ao
número de camadas em
uso do elemento (ou ao
nível da sua camada de
valência).
Avaliação formativa:
Mostra capacidade no
domínio processual de
linguagem simbólica
sobre a distribuição
eletrónica;
-----
194
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a organização da
tabela periódica quanto à
posição de um elemento
químico num
determinado período.
Conclusão (discussão) 15
min
Os alunos participam
ativamente na discussão
para se concluir, em turma,
que os gases nobres são os
elementos do grupo 18 e
que são inertes, não
reagindo com quase
nenhum outro elemento,
devido a terem a sua
camada de valência
totalmente preenchida.
Os alunos questionam o
funcionamento das
tecnologias abordadas, ou
de outras que se lembrem.
Dificuldades em:
o Ter percebido o
fundamental da aula, que
está descrita na
conclusão acima;
• O professor promove
uma discussão final,
resumindo o que foi
feito e tirando, em
conjunto os alunos, as
devidas conclusões.
Questões orientadoras
para a discussão: “O
que estivemos a fazer
hoje?”, “De que
elementos falámos?”,
“Qual é para vocês a
característica principal
dos gases nobres?”,
“Por que razão são tão
pouco reativos?”. Pode
fazer referência a aulas
anteriores em que se
deram os elementos
muito reativos, como os
metais alcalinos,
referenciando os
Objetivos de
aprendizagem (Química):
Identificar, na tabela
periódica, elementos do
grupo 18;
Saber que os elementos
do grupo 18 têm oito
eletrões de valência e que
isso implica uma baixa
reatividade, por terem a
camada de valência
totalmente preenchida e
não terem necessidade de
ganhar nem perder
eletrões.
Objetivos de
aprendizagem (STEM):
195
o Participar, por timidez,
por não ter certezas;
o Perceber o que está a ser
discutido e o que está a
ser concluído;
o Associar grupo 18 a 8
eletrões de valência;
o Perceber que 8 eletrões
de valência na última
camada implica que esta
está preenchida;
o Perceber a consequência
de ter 8 eletrões na
última camada como de
não reatividade.
eletrões de valência que,
nesse caso tinham um e
que facilmente o
perdiam para se
tornarem iões positivos
e reagir (demarcar a
palavra reação/reativo à
facilidade de ganhar ou
perder eletrões).
• Podem ser respondidas
algumas dúvidas
relativas ao
funcionamento das
tecnologias, caso
surjam. Neste caso, o
professor deve enfatizar
como os gases nobres
têm características
próprias que permitem
ser usados em ocasiões
específicas;
• O professor deve ter em
atenção os alunos mais
tímidos ou que não
estão a participar na
discussão. Deve
promover a participação
desses alunos, com as
questões orientadoras
ou outras.
Funcionamento de
algumas tecnologias
(tecnologia);
Importância do
conhecimento de
conceitos científicos para
a elaboração e
desenvolvimento de
novas tecnologias
(ciência, tecnologia,
engenharia).
Avaliação formativa:
Mostra capacidades de
discussão positiva com a
turma.
196
Apêndice A.5 – Tarefa 5 (Construção da tabela periódica)
Objetivos de aprendizagem incluídos nas metas curriculares:
- (2.2) Identificar a posição dos elementos químicos na tabela periódica a partir da ordem crescente do número atómico e definir período e grupo.
- (2.3) Determinar o grupo e o período de elementos químicos (Z<20) a partir do seu valor de Z ou conhecendo o número de eletrões de valência e
o nível de energia em que estes se encontram.
- (2.5) Identificar, na tabela periódica, os metais e os não metais.
- (2.6) Identificar, na tabela periódica, elementos pertencentes aos grupos dos metais alcalinos, metais alcalinoterrosos, halogéneos e gases nobres.
Momento de aula Duração
Resposta esperada e
possíveis dificuldades
dos alunos
Ação do professor Objetivo de aprendizagem
e avaliação
Materiais
didáticos
Fase
de
pre
para
ção e
pes
qu
isa
Introdução à tarefa. 10
min
90
min
Os alunos leem a folha
em conjunto com o
professor e preparam-se
para dar início à tarefa.
Dificuldades em:
o Seguir o que está a ser
dito.
• Nesta introdução o
professor deve mostrar o
que vai ser feito ao
longo das próximas
aulas. Assim sendo, o
professor, pedindo que
os alunos leiam as folhas
da tarefa, o oiçam
guiando-se pelas
mesmas;
• Antes da aula, ou
durante a introdução, é
-----
Quadro,
giz/caneta.
197
atribuído,
aleatoriamente, um
elemento químico a cada
aluno.
• O professor deve
explicar que produzirão
uma “caixa” que conterá
informação sobre o seu
elemento ao nível da
Química, mas também
ao nível da Tecnologia e
da Engenharia. Pode
utilizar o quadro para
efetuar explicações;
• É importante o professor
perguntar se estão todos
a acompanhar o
processo, reformulando
caso necessário.
Cor da cartolina. 5
min
Os alunos escolhem a cor
da sua cartolina consoante
o seu elemento químico é
um metal, semimetal, não
metal ou o hidrogénio.
Dificuldades em:
o Associar a cor certa à
categoria suposta;
o Saber se o seu elemento
é um metal, um
• Antes da aula o
professor pode optar por
escolher cores para as
cartolinas que, por um
lado, sejam vivas e
chamativas e, por outro
lado, que contenham um
simbolismo, por
exemplo, as cores do
símbolo da escola ou do
agrupamento de escolas;
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Saber a que categorias
pertencem alguns dos
elementos da tabela
periódica.
Cartolinas
de várias
cores.
198
semimetal ou um não
metal;
o Perceber por que razão
o hidrogénio não é
considerado um metal,
mas está no grupo um.
• Atribuindo um elemento
a cada aluno, o professor
deve abrir uma pequena
discussão sobre a razão
de existirem quatro cores
diferentes (metal,
semimetal, não metal ou
o hidrogénio);
• O professor deve aludir
às aulas anteriores, sobre
as diferentes
características dos
elementos estudados
(metais e não metais),
bem como relembrar a
importância da
organização da tabela
periódica;
• Pode ser mostrada a
grande tabela periódica
da sala ou pode ser
sugerido que os alunos
pesquisem no manual a
categoria (metal,
semimetal ou não metal)
do seu elemento. Para o
caso do hidrogénio, este
deve ser discutido em
turma antes do alunos ir
buscar a sua cartolina: o
199
hidrogénio não é
considerado um metal
devido às suas
características não serem
de um metal, no entanto,
por ter apenas um
eletrão de valência,
encontra-se no grupo
um.
Pesquisa nos
computadores (e
impressão).
75
min
Os alunos pesquisam nos
computadores sobre
aplicações de
Tecnologia/Engenharia
associadas ao seu
elemento.
• O professor vai
circulando pela sala de
computadores para
orientar a pesquisa dos
alunos.
Computad
or;
Internet.
Fase
da e
lab
ora
ção
e d
iscu
ssão d
e
con
ceit
os.
Planificação e corte. 45
min
135
min
Os alunos procedem à
planificação da sua
“caixa” do elemento, com
os materiais necessários e
de acordo com o
protótipo.
Fazem as linhas das
dobras, os tracejados no
que serão os cortes e
dividem as zonas um, dois
e três, bem como os oito
espaços para colar as
teclas de computador
(eletrões de valência)
• Neste momento de aula
deve ser discutida a
importância da
existência de um
protótipo quando se
pretende construir em
massa um produto;
• O professor pode
desenhar no quadro
algumas das medidas e
recortes que os alunos
têm de fazer;
• Deve circular pela sala
para ajudar e orientar os
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Manusear instrumentos
tecnológicos (régua, lápis)
estrategicamente (por
exemplo, para traçar linhas
paralelas com precisão);
Perceber a importância de
um protótipo quando existe
uma produção de larga
escala.
Avaliação formativa:
Quadro,
giz/caneta;
Lápis,
borracha,
régua.
200
Dificuldades em:
o Desenhar traços com
precisão;
o Medir com precisão;
o Perceber como é a
planificação;
o Recortar com precisão;
o Traçar e recortar as
abas que servem para
colar e construir a
“caixa”.
alunos com mais
dificuldades;
• Pode pedir a algum
aluno que já tenha
concluído que ajude os
colegas.
Mostra capacidades de
planificação;
Mostra aptidões em técnicas
de precisão com desenho;
Mostra empatia pelos
colegas e alude ao trabalho
em equipa.
Construção e colagem. 25
min
Os alunos procedem às
dobras e colagens
construindo o
paralelepípedo.
As colagens dizem
respeito às aplicações
tecnológicas/de
engenharia pesquisadas e
imprimidas, às teclas de
computador e ao nomes e
número atómico do
elemento químico.
Dificuldades em:
o Efetuar as dobras
corretamente;
o Colar de modo a formar
um paralelepípedo bem
construído;
• O professor pode
desenhar no quadro
algumas das medidas e
recortes que os alunos
têm de fazer;
• Deve circular pela sala
para ajudar e orientar os
alunos com mais
dificuldades;
• Pode pedir a algum
aluno que já tenha
concluído que ajude os
colegas.
-----
Quadro,
giz/caneta;
Cola
(batom ou
liquida).
201
o Colar as informações
na “caixa”,
nomeadamente, as
teclas de computador
que simulam o número
de eletrões de valência.
1. Explica como está
organizada a tabela
periódica em relação
aos seus grupos e
períodos.
7
min
O aluno responde que os
grupos dão a indicação do
número de eletrão de
valência dos elementos de
cada grupo, enquanto os
períodos indicam o
número de camadas
ocupadas pelos eletrões
dos elementos desse
período.
Dificuldades em:
o Compreender o que são
grupos, como sendo
colunas e períodos,
como sendo linhas;
o Compreender o que são
os eletrões de valência
e como é que se pode
prever os de cada
elemento com base no
seu número atómico;
• O professor deve
circular pela sala para
orientar os alunos e
responder a eventuais
dúvidas;
• Pode ser feita uma
discussão que aluda às
tarefas anteriores (por
exemplo: a tarefa dos
gases nobres, na qual
todos os elementos do
mesmo grupo têm o
mesmo número de
eletrões de valências,
mas que se encontram
em períodos diferentes
pelo facto de esses
eletrões de valência,
embora iguais em
número, se encontrarem
em camadas diferentes,
havendo um número de
camadas preenchidas
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Compreender a organização
da tabela periódica pelos
seus grupos e períodos.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre a organização da
tabela periódica quanto aos
seus grupos e períodos.
202
o Compreender do que se
tratam as camadas
energéticas.
diferentes entre cada
elemento).
2. Refere uma situação
do mundo real em que
a organização da
tabela periódica ajude
na resolução de um
problema.
7
min
O aluno responde que
poderá ser útil, por
exemplo, saber se um
outro elemento tem
características
semelhantes, que sejam
necessárias para o
funcionamento de uma
tecnologia cujo seu
elemento principal se
encontra em vias de
extinção.
Dificuldades em:
o Se lembrar de alguma
ideia concreta ou
completa;
o Ser coerente na sua
afirmação, dada as
ordens de raciocínio
que têm de ser
efetuadas (submicro +
macro);
o Perceber o que se
pretende.
• O professor deve
circular pela sala para
orientar os alunos e
responder a eventuais
dúvidas;
• Pode ser feita uma
pequena discussão com
os alunos sobre as
tarefas anteriores (por
exemplo, a primeira, das
baterias dos telemóveis,
as quais podem ser
constituídas por
elementos do mesmo
grupo por terem todos o
mesmo número de
eletrões de valência).
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Compreender a semelhança
de características de
elementos de um mesmo
grupo;
Relacionar as características
de um elemento com a sua
posição na tabela periódica.
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Compreender a utilidade da
tabela periódica em
contextos do mundo real.
Avaliação formativa:
Mostra compreensão e
conhecimento científico
sobre as características dos
elementos e como estas
estão associados à posição
203
do elemento na tabela
periódica.
Discussão em turma e
revisão de conteúdos.
61
min
Os alunos participam na
discussão em turma, de
forma oportuna e
coerente.
Dificuldades em:
o Participar na discussão,
por timidez ou por falta
de compreensão do que
está a ser discutido;
o Compreender os
conceitos discutidos:
anteriores à tarefa ou da
tarefa.
• O professor organiza a
discussão de modo a
poderem ser revistos os
conceitos estudados ao
longo das cinco tarefas:
elementos e
características dos
grupos um, dois, 17 e
18.
• Devem ser colocados os
elementos construídos
pelos alunos no chão (ou
na parede) bem visível
para se poderem discutir
as várias características
(com base nos eletrões
de valência e no raio
atómico,
principalmente),
aludindo ao facto de
alguns serem metais
(relembrar as
características de um
metal e dar os exemplos
que os alunos
conhecem: lítio, sódio,
potássio, cálcio,
magnésio; e as de um
Objetivos de aprendizagem
(Química):
Verificar a organização da
tabela periódica, quanto às
grandes categorias (metal,
semimetal e não metal), aos
grupos e períodos e à sua
utilidade ao nível da
Química.
Objetivos de aprendizagem
(STEM):
Compreender a importância
e a utilidade da tabela
periódica na indústria e na
economia.
Avaliação formativa:
Mostra capacidades de
discussão;
Mostra competências e
conhecimento científico
sobre a organização e
utilidade da tabela
periódica.
204
não metal, exemplos:
flúor, cloro, néon,
xénon, crípton);
• O professor deve,
portanto, aludir aos
conceitos de reatividade
e sua variação que já
foram estudados, mas
desta vez, com a parte
da tabela periódica
construída pelos alunos
para esse fim;
• É crucial que seja
profundamente discutida
a organização da tabela
periódica como útil.
205
Apêndice B – Tarefas
Apêndice B.1 – Tarefa 1 (As baterias dos telemóveis)
Os engenhocas
Parte 1 – Os elementos do grupo 1
Os engenhocas são três amigos que gostam de discutir assuntos relacionados com a
tecnologia. Uma manhã de fevereiro, numa das reuniões que costumam ter no seu clube
secreto, o tema em discussão são as baterias dos telemóveis.
Gonçalo – Fiz uma pesquisa e as baterias são constituídas pelo ião lítio (Li+).
Beatriz – Eu também fiz e percebi que o
ião sódio (Na+) e ião potássio (K+) são
também potenciais constituintes das
baterias dos telemóveis.
Sara – Já repararam que os elementos
que dão origem a esses iões fazem parte
do grupo 1 da Tabela Periódica?
Beatriz – Que interessante! Porque será?
1. Identifiquem o problema colocado pelos amigos.
2. Planifiquem uma atividade que vos permita estudar o problema colocado pelos amigos.
(Não se esqueçam de escrever os cuidados de segurança a seguir durante a realização
da atividade).
206
3. Realizem a atividade, tendo em conta o que planificaram. Cumpram os cuidados de
segurança.
4. Representem a reação química em estudo por uma equação química ou um esquema
de palavras.
5. Expliquem a que se deve o caráter químico da solução resultante com base na resposta
à questão anterior.
6. Apresentem à turma a resposta à questão anterior.
7. Respondam à questão inicial.
Parte 2 – A reatividade destes
elementos Após terem realizado a atividade anterior, os engenhocas questionaram-se
sobre a elevada reatividade dos elementos do grupo 1.
1. Expliquem aos engenhocas a que se deve a elevada reatividade dos elementos lítio (Li),
sódio (Na) e potássio (K).
207
2. Com base na resposta à questão anterior, expliquem aos engenhocas a que se deve a
variação da sua reatividade ao longo do grupo.
Vai mais além…
Beatriz – Estou curiosa para perceber porque é que as baterias atuais são constituídas por
Li+. Na pesquisa que fiz, teoricamente, o ião Na+ e ião K+ também podem.
Gonçalo- É uma ótima questão. Tenho dados, referentes à
eficiência energética, custos de produção, tempo de vida
e abundância, que nos podem ajudar a discutir essa
questão.
Consultem os dados do Gonçalo e ajudem os engenhocas
a discutir a questão.
1. Diz qual é a tua opinião e justifica com base nas evidências do Gonçalo.
Figura 5 – Bateria de ião lítio de
um telemóvel.
208
Eficiência energética, Custos de produção e Tempo de vida
Tabela 1 – Custos de produção e tempo de vida de possíveis baterias de ião lítio, sódio e potássio.
Bateria de ião
Fatores Lítio (Li) Sódio (Na) Potássio (K)
Eficiência energética Alta Moderada Moderada
Custos de produção Moderado Moderado Baixo
Tempo de vida Médio Curto Longo
Abundância no planeta Terra
Crosta terrestre Água do mar
Li
2,00 x 10-3 %
Na
2,36 % K
2,09 %
1 Figura 1 – Abundância relativa dos elementos lítio, sódio e potássio, na crosta terrestre e na
água do mar. A densidade da água do mar foi considerada aproximadamente igual à da água
pura (1kg/L). Fonte: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 95th Edition (p.19 – secção
14)
Li
1,80 x 10-5 %
Na
1,08 %
K
3,99 x 10-2 %
209
Reflexão
1. O que gostaste mais? O que gostaste menos?
2. O que gostarias de aprender mais sobres os metais alcalinos e as suas aplicações nas
baterias?
3. Que dificuldades sentiste? Tenta ser o mais explícito possível.
210
Apêndice B.2 – Tarefa 2 (Calçada portuguesa)
Lê o seguinte texto.
Os engenhocas acolheram alguns amigos que vieram do estrangeiro para visitar
Portugal. Durante a sua visita, os amigos ficaram deslumbrados com a famosa calçada
portuguesa.
Num dia em que passeavam por Lisboa, perto do castelo, a
calçada estava em manutenção e os amigos aproximaram-se
para observar o que se passava.
Os calceteiros estavam a colocar as pedras numa camada lisa
de areia, com a ajuda de uma espécie de martelo.
Rapidamente, surgiu a seguinte questão ao Niklas:
Ca l ç a d a
P o r t u g u e s a
20
Qual será a constituição
química destas pedras?
Figura 1 – Fotografia de
calçada portuguesa.
211
1. Pesquisem uma resposta para a questão colocada pelo Niklas.
2. Escrevam a fórmula química do constituinte principal da pedra e identifiquem os
elementos associados.
3. Recorram à Tabela Periódica para identificarem qual dos elementos, indicado na
questão anterior, faz parte do grupo 2.
Os engenhocas continuam a sua discussão.
Sara – Li num artigo que estas pedras são minadas de um tipo de rochas que existe em
grande abundância em Portugal.
Gonçalo – Pois é, e do que eu pesquisei, para além do elemento do grupo 2 que faz parte
do constituinte principal destas pedras, o magnésio também faz parte de pedras
semelhantes e originadas de uma forma parecida.
Beatriz – Vejam, faz parte do mesmo grupo! Será que esses dois elementos apresentam
características semelhantes? Os elementos do grupo 1 apresentavam!
4. Planifiquem uma atividade que vos permita responder à questão dos engenhocas.
5. Realizem a atividade que planearam.
212
6. Registem o que observaram. Refiram qual é o caráter químico das soluções obtidas.
7. Escrevam, através de uma equação química ou de um esquema de palavras:
a. A reação química que ocorre entre cada elemento e o oxigénio.
b. A reação química que ocorre entre os óxidos de cada elemento e a água.
8. Expliquem a reatividade dos elementos estudados.
9. Expliquem como varia a reatividade dos elementos ao longo do grupo.
213
Vão mais além…
As pedras da calçada dispostas na areia começam por estar com
um nivelamento um bocado irregular, sendo que é necessário
fazer um alisamento do chão com um maço ou com uma placa
vibratória. Enquanto os calceteiros procediam ao alisamento, a
Cameron questionou:
1. Planeiem um modo de terem a certeza de que o chão está na horizontal.
2. Coloquem a vossa ideia em ação. Escrevam se foi ou não um sucesso e expliquem os
resultados.
Como têm a certeza de
que o chão fica na
horizontal?
Figura 2 – Maço.
214
Reflexão
1. O que gostaste mais nesta tarefa? O que gostaste menos?
2. O que gostarias de aprender mais sobre estes elementos e as aplicações na calçada
portuguesa?
3. Que dificuldades sentiste? Tenta ser o mais explícito possível.
215
Apêndice B.3 – Tarefa 3 (Água da torneira)
Lê o texto seguinte.
Diversos tratamentos são feitos à água que chega às nossas casas. Por exemplo,
procede-se à fluoretação da água, em que se adicionam à água compostos de
flúor com o intuito de proteger contra as cáries dentárias. No entanto, estes
aditivos podem ter malefícios se ingeridos em excesso.
Assim, são feitos diversos estudos para controlar e determinar as quantidades
recomendadas destes aditivos na água. A fluoretação da água é feita colocando
um composto que contenha flúor. O pó fluoreto de cálcio (CaF2), o pó fluoreto
de sódio (NaF), o líquido hexafluorosilícico (H2SiF6) ou o pó fluorosilicato de sódio
(Na2SiF6) são exemplos desses compostos.
O seguinte excerto encontra-se num documento do Ministério da Saúde:
1. Indica o elemento referido no texto e identifica-o na Tabela Periódica.
(…) Contudo, o flúor não é uma substância inócua e a sua
ingestão deve ser controlada, uma vez que quando em excesso
pode provocar em determinadas circunstâncias efeitos adversos
ao nível dos dentes, a fluorose dentária, caracterizada pelo
aparecimento de manchas amareladas e ainda, numa situação
limite a fluorose esquelética, uma doença invalidante que afeta
milhões de pessoas e que ocorre em várias partes do mundo
designadamente na Índia, China e Continente Africano. Estes
efeitos estão associados em primeiro lugar ao consumo de água
com teores muito elevados em fluoretos (iões de flúor) e ainda à
exposição adicional a outras fontes de fluoretos.
Retirado de: “Os fluoretos na água de consumo humano” – DGS (2008)
A água da torneira
216
2. Pesquisem algumas (no mínimo três) das propriedades do elemento e da sua
substância elementar. Escrevam a sua configuração eletrónica. (p.232 e Tabela
Periódica)
3. Observem o vídeo sobre reações químicas deste elemento e
indiquem uma razão para a sua grande reatividade.
4. Indiquem algumas razões para o elemento não ser transportado nem colocado
na água no seu estado elementar.
217
Lê a seguinte conversa entre o Telmo e o Hélder.
5. Responde aos amigos, explicando a diminuição da reatividade ao longo do
grupo a que estes elementos pertencem.
Li num artigo científico que o flúor
é o elemento mais reativo do seu
grupo.
Pois, e o cloro é o segundo
mais reativo desse grupo.
Porque será?
218
Atividade de extensão
A água das regiões da Fernanda, do Fábio e da Josefa foi
analisada pelos especialistas esta semana. As
quantidades de fluoretos registadas em cada região
foram: na região da Fernanda 0,6 mg/L, na região do
Fábio 1,55 mg/L e na região da Josefa 0,9 mg/L.
6. Indica quais destas águas têm a quantidade de fluoretos dentro de todas as
margens legais definidas pelas entidades fictícias da Tabela 1. Explica o teu
raciocínio.
Tabela 2 – Quantidade de fluoreto (em miligramas por litro) na água, por algumas entidades fictícias.
Entidade Quantidade de fluoreto (mg/L)
Especialistas da água [0,6 ; 0,9[
Segurança na saúde de todos [0,5 ; 1,5]
Companhia água amigável ]0,6 ; 1,1]
219
Reflexão
1. O que gostaste mais nesta tarefa? O que gostaste menos?
2. Que dificuldades sentiste:
a. Sobre os conteúdos de química?
b. Na leitura da tabela das quantidades recomendadas de fluoretos?
c. Outras?
3. O que gostarias de aprender mais sobre estes elementos e os seus possíveis
benefícios e perigos?
220
Apêndice B.4 – Tarefa 4 (À descoberta dos gases nobres)
À descoberta dos
gases nobres
Folha 1
Lê o seguinte texto.
As primeiras lâmpadas de incandescência eram constituídas por um filamento (fio) de
tungsténio que se encontra dentro de uma ampola cheia de ar. Quando a corrente elétrica
passava pelo filamento aquecia-o a uma temperatura superior a
2000ºC e o fio entrava em incandescência, iluminando em seu
redor. Contudo, a esta temperatura o filamento também reagia com
o oxigénio do ar. Esta reação química provocava a quebra do
filamento e a lâmpada deixava de funcionar. Pelo facto da
iluminação destas lâmpadas dever-se ao filamento de tungsténio
incandescente, designaram-se de lâmpadas de “incandescência”.
Com o avanço da ciência e da tecnologia substituiu-se o ar por
árgon. O árgon é um gás inerte, por isso não reage com o filamento
de tungsténio.
Atualmente as lâmpadas de incandescência estão em desuso.
Figura 1 – Lâmpada de
incandescência.
Figura 3 – Filamento de tungsténio (W). Figura 2 – Lâmpadas de incandescência. Apagada e
acesa, da esquerda para a direita.
Filamento
221
Parte A
1. Escrevam o significado das palavras que desconhecem.
2. Discutam em turma o seu significado.
3. Identifiquem o elemento que permite melhorar o funcionamento da tecnologia
mencionada no texto e referiram a sua função principal.
4. Escrevam a propriedade química que o torna o elemento mencionado na questão 3
uma boa opção.
5. Consultem o vosso manual e expliquem a que se deve a propriedade química
mencionada na questão anterior.
222
À descoberta dos
gases nobres
Folha 2
Lê o seguinte texto.
Desde que foram produzidas, em 1911, as luzes de néon tornaram-se rapidamente
populares para serem usadas como letreiros luminosos chamativos. Preenchem-se tubos
de vidro com um gás inerte chamado néon. Quando este gás é sujeito à passagem de
corrente elétrica, emite radiação visível.
A baixa reatividade destes gases é o que permite
que estes tubos luminosos tenham uma grande
duração de vida.
Figura 5 – Letreiro luminoso “Experience
Physics” de luzes néon.
Figura 4 – Letreiro luminoso “OPEN” de luzes
néon.
223
Parte A
1. Escrevam o significado das palavras que desconhecem.
2. Discutam em turma o seu significado.
3. Identifiquem o elemento que permite o funcionamento da tecnologia mencionada no
texto.
4. Escrevam a propriedade química que o torna esse elemento numa boa opção.
5. Consultem o vosso manual e expliquem a que se deve a propriedade química
mencionada na questão anterior.
224
À descoberta dos
gases nobres
Folha 3
Lê o seguinte texto.
As máquinas fotográficas normais utilizam o flash para se poderem tirar fotos, mesmo
estando escuro, iluminando a área pretendida no momento da captura. No entanto, para
casos especiais, em que se tem de tirar fotos a
acontecimentos com movimentos rápidos (como
balas, por exemplo) o tempo que o flash da câmara
deve estar ligado é o mínimo possível. Deste modo,
as fotos não ficam desfocadas.
Existe, para isso, um mecanismo de máquinas
próprio para capturar estes momentos sem a foto ficar
desfocada: os flashtube. Estes tubos de vidro são
preenchidos com um gás que deve ser pouco reativo.
Geralmente, o gás colocado é o xénon (um gás não-
tóxico), por ser um gás inerte.
Figura 6 – Fotografia tirada a uma
bala a alta velocidade com o
mecanismo das flashtube.
Figura 7 - Fotografia tirada a um
pássaro com o mecanismo das
flashtube.
225
Parte A
1. Escrevam o significado das palavras que desconhecem.
2. Discutam em turma o seu significado.
3. Identifiquem o elemento que permite o funcionamento da tecnologia mencionada no
texto.
4. Escrevam a propriedade química que o torna numa boa opção
5. Consultem o vosso manual e expliquem a que se deve uma das propriedades químicas
mencionadas na questão anterior.
226
Parte B
1. Discutam em turma e registem que características os elementos dos diferentes textos
que estiveram a investigar têm em comum.
2. Relacionem a configuração eletrónica de cada elemento com o período a que
pertencem. Escrevam a sua relação.
227
Reflexão
O que gostaste mais de aprender nesta tarefa?
O que gostarias de aprender mais sobres os gases nobres e as suas aplicações?
Que dificuldades sentiste? Tenta ser o mais explícito possível.
228
Apêndice B.5 – Tarefa 5 (Construção da tabela periódica)
Construção da Tabela Periódica
Na tarefa vamos, todos juntos, construir parte da Tabela Periódica. A cada um é
atribuído aleatoriamente um elemento químico.
Protótipo:
e e e e
e e e e
Aplicação do
elemento em
engenharia/
tecnologia.
p
Símbolo Nome
Zona 3: eletrões de valência
Zona 2: aplicações do elemento
Zona 1: informações do elemento
229
Para a construção da tua parte da Tabela Periódica tem
em conta…
1. Cor da cartolina: associada às categorias metal, semimetal ou não metal.
2. Pesquisar sobre o teu elemento: uma ou duas aplicações de engenharia e
tecnologia. Usa imagens e descreve como é que o elemento é usado
nessas aplicações. A tua folha é imprimida para depois ser recortada e
colada, por ti, na zona 2.
3. Planificação: desenhar as medidas e dividir as zonas 1, 2 e 3 com um lápis.
4. Zona 1: símbolo químico do elemento com letras bem visíveis e o seu
nome por baixo. Escreve também o número atómico no quadrado “p”.
5. Zona 2: informações sobre as aplicações tecnológicas e de engenharia do
teu elemento.
6. Zona 3: preenchida de acordo com o número de eletrões de valência do
teu elemento. Por exemplo, se o teu elemento tiver 2 eletrões na sua última
camada, deves preencher dois dos quadrados “e” da zona 3.
230
A importância da Tabela Periódica
1. Explica como está organizada a Tabela Periódica em relação aos seus grupos e
períodos.
2. Refere uma situação do mundo real em que a organização da Tabela Periódica
ajude na resolução de um problema.
231
Construção do paralelepípedo
3 cm
3 cm
6 𝑐𝑚 Zona 3
5 cm Zona 1
Zona 2
𝑥
𝑥
4 ≈ 4,7 𝑐𝑚
232
233
Apêndice C – Guião das entrevistas
Dimensões Objetivos Questões Notas
1. Domínio
conceptual
Saber quais as
aprendizagens
dos alunos acerca
dos conceitos
científicos
(reatividade e
eletrões de
valência).
1. O que aprenderam sobre a reatividade dos elementos da tabela periódica?
2. O que aprenderam acerca de como os eletrões de valência influenciam a reatividade dos
elementos da tabela periódica?
3. Que características das tarefas ajudaram na vossa aprendizagem (contextos familiares,
discussões em turma, discussões em grupo/pares, estrutura semelhante das tarefas,
aprendizagem por investigação) dos conceitos científicos?
O professor leva as tarefas
para apontar para as questões
pretendidas e para as suas
características, fazendo um
enquadramento dos objetivos
de aprendizagem.
Saber que
dificuldades os
alunos sentiram
na compreensão
de conceitos
científicos
(reatividade e
eletrões de
valência).
4. Que dificuldades sentiram a aprender sobre a reatividade dos elementos da tabela
periódica?
5. Que dificuldades sentiram acerca de como os eletrões de valência influenciam a
reatividade dos elementos da tabela periódica?
6. Que características das tarefas dificultaram a aprendizagem dos conceitos científicos?
2. Processos
de raciocínio
Saber que
dificuldades os
alunos sentiram
nas justificações
e generalizações
de conceitos.
7. Que dificuldades sentiram na justificação da reatividade dos elementos pertencentes ao
mesmo grupo?
8. Que dificuldades sentiram em generalizar para outros elementos do mesmo grupo?
Explicação: explicação
recorrendo a propriedades,
conceitos ou leis.
Generalização: propor uma
regra empírica que englobe
234
Saber como o
contexto STEM
ajudou os alunos
a saber justificar
e generalizar
conceitos.
(Falar dos contextos, mostrar tarefas)
9. Como é que os contextos das baterias dos telemóveis, das pedras da calçada, da água da
torneira e das lâmpadas e flashes e a construção da tabela periódica contribuíram para vos
ajudar a justificar a reatividade dos elementos estudados?
todos os elementos de cada
grupo.
Aprendizagens (planificação
e representação)
3. Domínio
processual
Saber que
dificuldades os
alunos sentiram
na planificação e
na representação.
10. Que dificuldades sentiram na planificação das atividades experimentais?
11. Que dificuldades tiveram na representação das reações químicas?
12. Como evoluíram essas dificuldades nas tarefas 1 e 2?
4.
Relevância e
articulação
STEM
Saber que
relevância os
alunos dão ao
ensino das
ciências devido
aos contextos
STEM
apresentados.
13. Como é que os contextos das baterias dos telemóveis, das pedras da calçada, da água da
torneira e das lâmpadas e flashes e a construção da tabela periódica vos ajudaram a tornar
os conceitos científicos mais relevantes?
14. Em que medida estes contextos contribuíram para desenvolverem competências para o
futuro?
15. De que formas estas tarefas contribuíram para a escolha da área que terão de fazer no
final do 9.º ano? (repararam que não se falou só de química?)
16. De que forma a articulação da ciência, da tecnologia, da engenharia e da matemática
presente nestas tarefas facilitaram/dificultaram as vossas aprendizagens?
17. Quais as características das tarefas que contribuíram para a articulação STEM?
18. Qual a relevância que atribuem à articulação STEM para a aprendizagem da tabela
periódica?
Relevância: competências
para o presente e o futuro;
contributo para agir
responsavelmente na
sociedade; orientação para o
possível futuro emprego.
(Perceber se os rapazes e as
raparigas têm a mesma
opinião)
Saber a opinião dos alunos
quanto a possibilidade da
articulação STEM dadas as
características das tarefas.
235
Apêndice D – Questionário
QUESTIONÁRIO
Este questionário tem o objetivo de saber qual a relevância que dás ao ensino das ciências
física e química.
1. Primeiro precisamos que nos fales de ti.
a) Ano de escolaridade: ___________________
b) Data de nascimento (mês/ano): ___________________/__________
c) Sexo: F____ M____
d) Já repetiste algum ano? (Assinala com um X a afirmação correta)
SIM _________ Quantas vezes? __________
NÃO _________
e) Escola: __________________________________________________
f) Turma: ___________________________________________________
g) Qual é a profissão do teu pai? ___________________
h) Qual é a profissão da tua mãe? ___________________
2. Agora, pretendemos saber o que pensas das ciências em geral e de algumas
disciplinas de ciências em particular.
Na página seguinte está uma lista de frases. Lê cada frase atentamente e depois faz um
círculo no número que corresponde à tua resposta. Apenas deves selecionar um número
por cada questão. Se quiseres alterar a tua resposta, faz um “X” por cima do círculo e
coloca um novo círculo no número que queres selecionar. Atenção: Não há respostas
certas ou erradas.
236
Totalmente
NÃO
Nem por
isso
Mais ou
menos
Em parte,
sim
Totalmente
SIM
Ciências Físicas e Químicas
1. Eu gosto de aprender Físico-Química. 1 2 3 4 5
2. Eu gosto de conversar sobre temas relacionados com
Físico-Química.
1 2 3 4 5
3. Eu gosto das atividades que realizo nas aulas de
Físico-Química.
1 2 3 4 5
4. Na escola, quando estou a realizar atividades de
Físico-Química, não dou pelo tempo passar
1 2 3 4 5
5. Os temas abordados nas aulas de Físico-Química são
interessantes.
1 2 3 4 5
6. Quando a matéria de Físico-Química é muito difícil,
eu desisto ou apenas faço o mais fácil.
1 2 3 4 5
7. Quando as atividades de Físico-Química são difíceis,
eu prefiro perguntar a outras pessoas, do que pensar por
mim mesmo.
1 2 3 4 5
8. As aulas de Físico-Química permitem-me aprender
coisas úteis e importantes para o dia-a-dia.
1 2 3 4 5
9. As aulas de Físico-Química são importantes porque
me ajudam a desenvolver o meu raciocínio.
1 2 3 4 5
10. A matéria que aprendo em Físico-Química ajuda-
me a tomar decisões acerca da minha saúde.
1 2 3 4 5
11. A matéria que aprendo em Físico-Química ajuda-
me a tomar decisões acerca de problemas ambientais.
1 2 3 4 5
12. Eu uso o conhecimento que aprendo nas aulas de
Físico-Química para alertar as pessoas para
determinados problemas relacionados com a saúde
1 2 3 4 5
13. Eu uso o conhecimento que aprendo nas aulas de
Físico-Química para alertar as pessoas para
determinados problemas relacionados com o ambiente
1 2 3 4 5
14. Gosto das aulas de Físico-Química porque aprendo
sobre como funcionam as coisas
1 2 3 4 5
237
Totalmente
NÃO
Nem por
isso
Mais ou
menos
Em parte,
sim
Totalmente
SIM
Ciência em geral
15. O conhecimento científico é útil para construir um
mundo melhor
1 2 3 4 5
16. Eu acho que a Ciência é importante para preservar o
nosso planeta.
1 2 3 4 5
17. Eu vejo programas sobre Ciência na televisão. 1 2 3 4 5
18. Eu gosto de ler revistas e histórias sobre Ciência. 1 2 3 4 5
19. Quanto mais aprendo sobre Ciência, mais curiosidade
tenho acerca do mundo em meu redor.
1 2 3 4 5
20. Eu acho que todos devemos ter uma opinião sobre
questões relacionadas com Ciência.
1 2 3 4 5
21. Gosto de compreender para que serve a Ciência 1 2 3 4 5
22. Gosto mais das disciplinas de Ciências do que das outras
disciplinas.
1 2 3 4 5
23. Nas aulas de Ciências aprendo a ser mais crítico em
relação às notícias sobre questões científicas apresentadas na
televisão, nos jornais e nas revistas.
1 2 3 4 5
24. Eu gosto de me envolver com assuntos relacionados com
o local onde vivo
1 2 3 4 5
25. Eu acho que dou um contributo importante para a
resolução de problemas da região onde vivo
1 2 3 4 5
26. Eu contribuo para informar a comunidade sobre os
problemas locais
1 2 3 4 5
27. Eu acho que todos os cidadãos devem participar na
resolução dos problemas locais e/ou da comunidade
1 2 3 4 5
28. Aquilo que aprendo nas aulas de Ciências (F/Q e/ou
ciências naturais) ajuda-me a dar um contributo importante
para a resolução de problemas da região onde vivo
1 2 3 4 5
29. Eu procuro informar-me sobre os problemas locais e de
que forma posso dar o meu contributo para a sua resolução
1 2 3 4 5
30. Aquilo que aprendo nas aulas de ciências (F/Q e/ou
ciências naturais) ajuda-me a compreender alguns dos
problemas locais e/ou da comunidade
1 2 3 4 5