O documento discute desafios no ensino de cinética química e a importância de abordar a história e filosofia da ciência. Professores têm dificuldade em ensinar conceitos como velocidade de reação. Estudos mostram que alunos têm dificuldades conceituais e em aplicar modelos particulares. Abordar a história do desenvolvimento destes conceitos pode ajudar os alunos a compreendê-los melhor.

1. PIBID UNIFESP
DIADEMA
DANIELE PRADO DOS REIS
PROFª DRA. SIMONE MARTORANO
15/04/2014

2. Cap. 4:
“ A história e filosofia da Ciência no Ensino
de Química: Uma proposta para o Ensino de
Cinética Química”
Simone Alves A. Martonaro
Maria Eurice R. Marcondes

3. Situação problema
● Professores: “alunos não conseguem aprender alguns
conceitos de cinética química”
● Suposição: Iniciam o E. M. com falhas e lacunas.
● Exemplos de dificuldades: Interpretar gráficos/ tabelas/
dados experimentais/ enunciados/ exercícios.

4. Onde são relatados esses
problemas?
● Em diversas pesquisas.
(Just e Ruas, 1997; Van Driel, 2002; Kaya e
Geban, 2012; Cakmakci Etal, 2005 e 2010)
● O problema não é só no conceito, também no
comportamento da matéria (submicroscópico)

5. Segundo os autores citados...
● Dificuldade em entender a matéria como
descontínuo.
● Aplicar espontaneamente “modelo corpuscular”

6. Mas o que é “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 interacción entre sus
partículas.

7. Temas de difícil abordagem
● Cinética química (caráter empírico/ abstrato)
● Velocidade de reação química (interpretação
de dados experimentais/ caráter dinâmico da
partícula
● Macroscópico x Submicroscópico =
entendimento complexo. (Simone)

8. “O que o tema cinética química
proporciona aos alunos”
● Entendimento de processos no cotidiano;
Catalisador de indústria
● Consideração: Essas justificativas são insuficientes para
professores superarem dificuldades

9. Pesquisas no Ensino de Ciências
“Importante História e Filosofia da Ciência
(HFC) no processo de ensino e aprendizagem”
● Curiosidade:

10. A história da química como
auxílio/ e no currículo
● Para superar a dificuldade em “cinética química”
● Episódios históricos proporciona superação de
visões inadequadas
● Exemplo: “Não existe um único método científico”
● Em especial no curso de formação de professores;

11. Orientações da HC no ensino de
Química...
● HC para desvendar a química como “determinada/
pronta/ lógica / sem falhas”.
● HC → diferente explicação para mesmos fatos.
● HC em etapas, não como tópicos. Misturada para
fluir o conhecimento químico, facilitando a
compreensão/ mostrando o dinamismo na
elaboração da ciência.

12. Abordagem HC
● Não é simples.
● Falta de conhecimento específico da história da
Química.
● Desconhecimento de fontes/ matérias/
estratégias de HC.
● Visão inadequada de professores.
● Abordagem história é necessária.

13. Porque os professores tem uma
visão inadequada?
● Falta de discussões das diretrizes oficiais.
● Incompreendimento da visão sobre HC/
Documentos oficiais/ Aprendizagem dos
conhecimentos científicos.
● Falta de qualidade das fontes de informação de
HC.

14. ● HC como fomentadora de estratégias para o
ensino e aprendizagem.
● Mas de que forma induzi-la em um curso de
formação de professores?
● Quais as melhores abordagens para a inserção
da HC nas aulas de Química?
● Difícil integrar HC com educação.
Considerações do HC

15. Desafio
●
Qual visão sobre HC abordar? “Não basta juntas história e
ciência”
● HC nos livros valoriza “grandes cientistas” e esquecem das
ideias antigas/ revoluções.
● Nova historiografia da ciência: Análise pontual/ minuciosa,
identificando episódios e documentos, contemplando:
Contextualização das ideias/ significado no período
estudado;

16. Níaz, ideias que devem ser
incluídas no ensino (2009)
● Conhecimento científico (observação/ evidência experimental/
argumentos racionais/ ceticismo;
● Observações com teoria;
● Ciência como tentativa e erro;
● Não há uma maneira universal de fazer ciência;
● Leis/ teorias possuem funções diferentes;
● Progresso científico -> concorrência entre teorias;
● Cientistas interpretam mesmo dados, em diferentes caminhos;
● Cientistas são criativos (imaginação e especulação);
● Ideias cientificas afetadas pelo meio social e histórico;

17. Estratégias para abordar HFC no
ensino
Segundo Del pino:
● Paralelismo: Ideias de estudantes e concepções ao longo da HC;
● Resistências/ obstáculos que os cientistas tiveram;
● Aluno compreender problemas significados no HC;
● Promover Sit. aprendizagem com construção de conhecimento
científico;
● Evitar visões dogmáticas;
● Ciências como construção humana/ coletiva;
● Evitar ideia de “ciências por gênios/ masculino”;

18. Aluno com visão realista nas aulas
de ciências
O professor transmite além do contéudo, a imagem da
ciência;
● Criar oportunidade para o aluno ver a
teoria/conhecimento como não definitivo.
● Papel da comunidade cientifica na legitimação do
conhecimento/ resistência na mudança de paradigma;

19. Abordagem HFC (Gil Peres)
● Deve haver maior abordagem da HFC;
● Não fazer o aluno um pequeno cientista.
● HFC não como aspecto de ensino/ conteúdo, sim
como eixo que integra conhecimentos científicos;
● Estratégia abordando HFC baseado no modelo
de aprendizagem por investigação;

20. Aprendizagem por investigação
● Aluno como “cientista novato”;
● Professor como especialista que dirige a
investigação dos alunos;

21. Abordagem histórica “cinética
química”
● Processo de construção de teorias científicas
pelos cientistas;
● Papel da comunidade científica na aceitação/
rejeição de teorias;
● Troca de uma teoria por outra;

22. Proposta de abordagem “cinética
química a partir do estudo histórico”
● Dia a dia alunos com oportunidade de observar
no cotidiano reações químicas rápidas/ lentas.

23. Velocidade de reação química
● Variação de concentração reagente/ produto → Ideia não
espontânea;
● Grande dificuldade de entendimento dos alunos;
●
Dificuldades na interpretação de dados experimentais;
●
Dificuldade na interpretação do fenômeno;

24. ● No ensino de cinética é essencial habilidades
em leitura de tabelas/ elaboração de gráfico;
● Habilidades essenciais para entender o efeito
da variação da concentração de velocidade de
uma reação química;
● Estudantes possuem dificuldades em fazer transformações/ entender
estrutura da cinética química.

25. ● Cinética química → explicada pelo modelo de partículas
e representada/ quantificada em termos de modelagem
matemática.
● Estudantes tem dificuldades para encontrar explicações
satisfatórias para fenômenos/ evento.
● Muitos usam modelo macroscópico → diz pouco sobre a
natureza da velocidade da reação e descritivo.
●
Modelos de partículas e matemáticos → mais
explicações, quantificado e predito. Mas não são usados
em concordância com o aceito no currículo de química.

26. ● Ensino não proporciona aos alunos
oportunidades para se mover através da
representação verbal/ matemática/ simbólica
na química.
● O aluno ao entender como o conceito foi
construído, poderá entender o conceito de
velocidade, interpretar dados experimentais.

27. Texto histórico sobre período de
desenvolvimento da cinética química
● Estudo da velocidade de uma reação química.
● Elaborada pela autora e artigos sobre estudo
da cinética química;

28. ●
Documento histórico, traz à tona assunto específico/
dados para compreensão relacionadas a tendências
culturais/ pressões de variadas natureza.
O texto indicará:
● As razões do cientista para escolher linha de trabalho.
● Contexto histórico em que determinado conhecimento
científico foi desenvolvido.
● Problemas que o cientista esta investigando.

29. ● Até 1900 – cinética química era um assunto
empírico, com pequeno entendimento sobre
velocidade de uma reação, em termos de
movimentos moleculares.
Trabalho de Ludwig Ferdinand Wilhelmy
(1812-1864) sobre a velocidade da
reação da inversão da sacarose: O início
do estado quantitativo da velocidade de
uma reação química.

30. Ideias sobre reações químicas em 1900
● Já se tinha conhecimento do modelo (estrutura
da matéria) proposto por Dalton (1808)
● Hipótese atômica de Dalton não era aceita por
físico-químicos → conhecimento verdadeiro =
ser provado confirmado pela experimentação.

31. ● Séc. 19 → Muitos estudos experimentais foram
realizados. Observou-se que concentrações de
reagentes, influenciam a velocidade de uma reação.
● Somente em 1950, estudou-se a velocidade da
inversão da sacarose e a cinética química foi
reconhecida como um campo de estudo da química.

32. Sacarose (presença de ácido) sofre hidrólise formando glicose e frutose.
Sacarose desvia plano da luz polarizada para direita. → Frutose para esquerda.
1º motivo: Característica da reação da inversão da sacarose “reação lenta”
2º motivo: relação do equipamento experimental da época.

33. Equipamento da época: Polarímetro
Desenvolvimento técnico / comercial
ocorreu na França/ Alemanha.
Aliado na análise de açúcar refinado.
Ajudou no controle (taxa do açúcar refinado).

34. Wilhelmy, 1850:
“O giro do plano de polarização é proporcional
à concentração do açúcar em solução”
“Influência do tempo na reação química”
“A quantidade açúcar invertido por unidade de
tempo é proporcional à quantidade de açúcar
que continua sem ser invertido na solução”.

35. Estudo experimental de Wilhelmy
Duas etapas:
● Estudar a influência do tempo na velocidade da
reação de hidrólise da sacarose.
● Influência da quantidade de açúcar na
velocidade dessa reação.

36. 1º etapa – Influência do tempo
Acompanhou: reação de inversão da sacarose em meio ácido.
Anotava: valores da rotação da luz, a partir da equação,
relacionava rotação com concentração do açúcar inicial.
Conclusão: Quantidade de açúcar convertido, em um período
de tempo, era proporcional à quantidade de açúcar que não
era convertido → confirmou sua hipótese.

37. Tabela 1
Produto predominante:
frutose (rotação negativa)
Temperatura influencia na
quantidade de produto
formado.

38. Influência da quantidade de açúcar
Wilhelmy concluiu:
“[...] M é o valor médio da quantidade infinitamente
pequena da quantidade de açúcar, que são alterados
durante o tempo, pela ação de ácido. O coeficiente M é
independente da quantidade de açúcar [...]”
Calculou M (coeficiente de inversão) por intervalo de
tempo da reação da sacarose. (para confirmar sua teoria)

39. Confirmação de Wilhelmy
M corresponde a temperatura; → M permanece constante.
Quantidade de açúcar no líquido decai.
Para compreender o porque a quantidade decai, ele fez vários
experimentos.
Temperatura/ ácido nítrico/ água constante →variando somente
quantidade de açúcar.
Permaneceu-se constantes a variáveis e a rotação mudou.
Conclusão: M não sofre influência da concentração inicial do açúcar e
sim da temperatura.

40. Considerações finais (estudo de
Wilhelmy)
Elaborou novos conceitos:
1) Conceito de velocidade de uma reação química.
2) M não depende da concentração inicial dos
reagentes, e sim, da temperatura.
Crédito da comunidade científica somente 30 anos
mais tarde !

41. Reflexões finais
● Discutir texto de Wilhelmy em sala de aula:
→ Origem do conhecimento científico
→ Auxiliar alunos na construção de novos conceitos
relacionados a cinética química
→ Discussões sobre a natureza da ciência (trabalho
do cientista/ aceitação de uma nova teoria na
comunidade científica)

42. Reflexões finais
● Com o uso do modelo de esferas sólidas é possível explicar
porque a velocidade de uma reação diminui com o temo (macro
x submicroscópico)
● Alunos precisam entender que é necessário tempo para uma
reação química ocorrer.
● Tempo influenciado por temperatura/ concentrações.
● Subsidio para o professor entender a História da química.

43. Obrigada!!!

44. Referências
http://www.colegioweb.com.br/wp-content/uploads/2012/10/professores.jpg - acesso
em: 08 de abril de 2014.
http://cinemakers.com.br/wp-content/uploads/2013/04/idea_bulb.jpg - acesso em: 08 de
abril de 2014
https://31.media.tumblr.com/8b8ef1f209a6f582cc0f688c4cdb0713/tumblr_inline_n3k7bmA
w1b1rbonl5.gif
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- acesso em: 08 de abril de 2014.
http://www.irmaosbrain.com/wp-content/uploads/2008/07/magica2e.gif - acesso em: 08
de abril de 2014.
http://www.profesorenlinea.cl/ - acesso em: 08 de abril de 2014

45. Referências
● http://www.nutes.ufrj.br/Home%20LTC/atividad/projetos/conserv.gif - último acesso
em: 08 de abril de 2014.
● http://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2014/01/Catalisador-Do-Carro.jpg
- último acesso em: 08 de abril de 2014.
http://www.hotsitespetrobras.com.br/petrobrasmagazine/Edicoes/edicao56/pt/imgs/pt/i
neditismo_1.jpg
- último acesso em: 08 de abril de 2014.
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em: 08 de Abril de 2014.
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- acesso em: 09 de Abril de 2014.

46. Referências
http://estudiarfisica.files.wordpress.com/2008/09/dalton.gif - acesso em: 09 de Abril
de 2014
http://www.revista.vestibular.uerj.br/lib/spaw2/uploads/images/2012_qualificacao/Di
scursivo/Q9.PNG
- acesso em: 09 de Abril de 2014