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Apresentação: A história e Filosofia da Ciência no Ensino de Química: Uma proposta para o ensino de cinética química

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  • PIBID UNIFESP DIADEMA

    DANIELE PRADO DOS REIS

    PROF DRA. SIMONE MARTORANO

    15/04/2014

  • Cap. 4:

    A histria e filosofia da Cincia no Ensino de Qumica: Uma proposta para o Ensino de

    Cintica Qumica

    Simone Alves A. Martonaro Maria Eurice R. Marcondes

  • Situao problema

    Professores: alunos no conseguem aprender alguns conceitos de cintica qumica

    Suposio: Iniciam o E. M. com falhas e lacunas.

    Exemplos de dificuldades: Interpretar grficos/ tabelas/ dados experimentais/ enunciados/ exerccios.

  • Onde so relatados esses problemas?

    Em diversas pesquisas.

    (Just e Ruas, 1997; Van Driel, 2002; Kaya e Geban, 2012; Cakmakci Etal, 2005 e 2010)

    O problema no s no conceito, tambm no comportamento da matria (submicroscpico)

  • Segundo os autores citados...

    Dificuldade em entender a matria como descontnuo.

    Aplicar espontaneamente modelo corpuscular

  • Mas o que modelo corpuscular

    http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=133169

    Un modelo corpuscular de la materia, el estado en que se encuentre una misma sustancia depende de su temperatura, la que determina la interaccin entre sus partculas.

  • Temas de difcil abordagem

    Cintica qumica (carter emprico/ abstrato)

    Velocidade de reao qumica (interpretao de dados experimentais/ carter dinmico da partcula

    Macroscpico x Submicroscpico = entendimento complexo. (Simone)

  • O que o tema cintica qumica proporciona aos alunos

    Entendimento de processos no cotidiano;

    Catalisador de indstria

    Considerao: Essas justificativas so insuficientes para professores superarem dificuldades

  • Pesquisas no Ensino de Cincias

    Importante Histria e Filosofia da Cincia (HFC) no processo de ensino e aprendizagem

    Curiosidade:

  • A histria da qumica como auxlio/ e no currculo

    Para superar a dificuldade em cintica qumica

    Episdios histricos proporciona superao de vises inadequadas

    Exemplo: No existe um nico mtodo cientfico

    Em especial no curso de formao de professores;

  • Orientaes da HC no ensino de Qumica...

    HC para desvendar a qumica como determinada/ pronta/ lgica / sem falhas.

    HC diferente explicao para mesmos fatos.

    HC em etapas, no como tpicos. Misturada para fluir o conhecimento qumico, facilitando a compreenso/ mostrando o dinamismo na elaborao da cincia.

  • Abordagem HC

    No simples. Falta de conhecimento especfico da histria da

    Qumica. Desconhecimento de fontes/ matrias/

    estratgias de HC. Viso inadequada de professores. Abordagem histria necessria.

  • Porque os professores tem uma viso inadequada?

    Falta de discusses das diretrizes oficiais.

    Incompreendimento da viso sobre HC/ Documentos oficiais/ Aprendizagem dos conhecimentos cientficos.

    Falta de qualidade das fontes de informao de HC.

  • HC como fomentadora de estratgias para o ensino e aprendizagem.

    Mas de que forma induzi-la em um curso de formao de professores?

    Quais as melhores abordagens para a insero da HC nas aulas de Qumica?

    Difcil integrar HC com educao.

    Consideraes do HC

  • Desafio

    Qual viso sobre HC abordar? No basta juntas histria e cincia

    HC nos livros valoriza grandes cientistas e esquecem das ideias antigas/ revolues.

    Nova historiografia da cincia: Anlise pontual/ minuciosa, identificando episdios e documentos, contemplando: Contextualizao das ideias/ significado no perodo estudado;

  • Naz, ideias que devem ser includas no ensino (2009)

    Conhecimento cientfico (observao/ evidncia experimental/ argumentos racionais/ ceticismo;

    Observaes com teoria; Cincia como tentativa e erro; No h uma maneira universal de fazer cincia; Leis/ teorias possuem funes diferentes; Progresso cientfico -> concorrncia entre teorias; Cientistas interpretam mesmo dados, em diferentes caminhos; Cientistas so criativos (imaginao e especulao); Ideias cientificas afetadas pelo meio social e histrico;

  • Estratgias para abordar HFC no ensino

    Segundo Del pino:

    Paralelismo: Ideias de estudantes e concepes ao longo da HC; Resistncias/ obstculos que os cientistas tiveram; Aluno compreender problemas significados no HC; Promover Sit. aprendizagem com construo de conhecimento

    cientfico; Evitar vises dogmticas; Cincias como construo humana/ coletiva; Evitar ideia de cincias por gnios/ masculino;

  • Aluno com viso realista nas aulas de cincias

    O professor transmite alm do contudo, a imagem da cincia;

    Criar oportunidade para o aluno ver a teoria/conhecimento como no definitivo.

    Papel da comunidade cientifica na legitimao do conhecimento/ resistncia na mudana de paradigma;

  • Abordagem HFC (Gil Peres) Deve haver maior abordagem da HFC;

    No fazer o aluno um pequeno cientista.

    HFC no como aspecto de ensino/ contedo, sim como eixo que integra conhecimentos cientficos;

    Estratgia abordando HFC baseado no modelo de aprendizagem por investigao;

  • Aprendizagem por investigao

    Aluno como cientista novato;

    Professor como especialista que dirige a investigao dos alunos;

  • Abordagem histrica cintica qumica

    Processo de construo de teorias cientficas pelos cientistas;

    Papel da comunidade cientfica na aceitao/ rejeio de teorias;

    Troca de uma teoria por outra;

  • Proposta de abordagem cintica qumica a partir do estudo histrico

    Dia a dia alunos com oportunidade de observar no cotidiano reaes qumicas rpidas/ lentas.

  • Velocidade de reao qumica

    Variao de concentrao reagente/ produto Ideia no espontnea;

    Grande dificuldade de entendimento dos alunos;

    Dificuldades na interpretao de dados experimentais;

    Dificuldade na interpretao do fenmeno;

  • No ensino de cintica essencial habilidades em leitura de tabelas/ elaborao de grfico;

    Habilidades essenciais para entender o efeito da variao da concentrao de velocidade de uma reao qumica;

    Estudantes possuem dificuldades em fazer transformaes/ entender estrutura da cintica qumica.

  • Cintica qumica explicada pelo modelo de partculas e representada/ quantificada em termos de modelagem matemtica.

    Estudantes tem dificuldades para encontrar explicaes satisfatrias para fenmenos/ evento.

    Muitos usam modelo macroscpico diz pouco sobre a natureza da velocidade da reao e descritivo.

    Modelos de partculas e matemticos mais explicaes, quantificado e predito. Mas no so usados em concordncia com o aceito no currculo de qumica.

  • Ensino no proporciona aos alunos oportunidades para se mover atravs da representao verbal/ matemtica/ simblica na qumica.

    O aluno ao entender como o conceito foi construdo, poder entender o conceito de velocidade, interpretar dados experimentais.

  • Texto histrico sobre perodo de desenvolvimento da cintica qumica

    Estudo da velocidade de uma reao qumica.

    Elaborada pela autora e artigos sobre estudo da cintica qumica;

  • Documento histrico, traz tona assunto especfico/ dados para compreenso relacionadas a tendncias culturais/ presses de variadas natureza.

    O texto indicar:

    As razes do cientista para escolher linha de trabalho.

    Contexto histrico em que determinado conhecimento cientfico foi desenvolvido.

    Problemas que o cientista esta investigando.

  • At 1900 cintica qumica era um assunto emprico, com pequeno entendimento sobre velocidade de uma reao, em termos de movimentos moleculares.

    Trabalho de Ludwig Ferdinand Wilhelmy (1812-1864) sobre a velocidade da reao da inverso da sacarose: O incio do estado quantitativo da velocidade de uma reao qumica.

  • Ideias sobre reaes qumicas em 1900

    J se tinha conhecimento do modelo (estrutura da matria) proposto por Dalton (1808)

    Hiptese atmica de Dalton no era aceita por fsico-qumicos conhecimento verdadeiro = ser provado confirmado pela experimentao.

  • Sc. 19 Muitos estudos experimentais foram realizados. Observou-se que concentraes de reagentes, influenciam a velocidade de uma reao.

    Somente em 1950, estudou-se a velocidade da inverso da sacarose e a cintica qumica foi reconhecida como um campo de estudo da qumica.

  • Sacarose (presena de cido) sofre hidrlise formando glicose e frutose.

    Sacarose desvia plano da luz polarizada para direita. Frutose para esquerda.

    1 motivo: Caracterstica da reao da inverso da sacarose reao lenta

    2 motivo: relao do equipamento experimental da poca.

  • Equipamento da poca: Polarmetro

    Desenvolvimento tcnico / comercial ocorreu na Frana/ Alemanha.

    Aliado na anlise de acar refinado.

    Ajudou no controle (taxa do acar refinado).

  • Wilhelmy, 1850:

    O giro do plano de polarizao proporcional concentrao do acar em soluo

    Influncia do tempo na reao qumica

    A quantidade acar invertido por unidade de tempo proporcional quantidade de acar que continua sem ser invertido na soluo.

  • Estudo experimental de Wilhelmy

    Duas etapas:

    Estudar a influncia do tempo na velocidade da reao de hidrlise da sacarose.

    Influncia da quantidade de acar na velocidade dessa reao.

  • 1 etapa Influncia do tempo

    Acompanhou: reao de inverso da sacarose em meio cido.

    Anotava: valores da rotao da luz, a partir da equao, relacionava rotao com concentrao do acar inicial.

    Concluso: Quantidade de acar convertido, em um perodo de tempo, era proporcional quantidade de acar que no era convertido confirmou sua h