Material de apoio para matemática, Notas de aula de Matemática

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Governador do Estado de Minas Gerais Romeu Zema Neto

Vice-Governador do Estado de Minas Gerais Mateus Simões de Almeida

Secretário de Estado de Educação Igor de Alvarenga Oliveira Icassatti Rojas

Secretária Adjunta Fernanda de Siqueira Neves

Subsecretaria de Desenvolvimento da Educação Básica Kellen Silva Senra

Superintendente da Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores Graziela Santos Trindade

Diretor da Coordenadoria de Ensino da EFE Tiago Vieira Lima

Produção de Conteúdo Professores Formadores da Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores

Revisão Equipe Pedagógica e Professores Formadores da Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores

Escola de Formação e Desenvolvimento Profissional de Educadores Av. Amazonas, 5855 - Gameleira, Belo Horizonte - MG

SUMÁRIO

TEMA DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA: INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA 6

TEMA DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA: HIDROCARBONETOS 17

TEMA DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA: EXTRATIVISMO E MATRIZ ENERGÉTICA 33

APRESENTAÇÃO DAS SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS:

Caros professores de Química,

Ao longo do ano letivo, somos constantemente desafiados a encontrar metodologias que não apenas transmitam conhecimento, mas que também envolvam os estudantes de forma significativa. Nesse contexto, as Sequências Didáticas surgem como uma ferramenta poderosa para o planejamento e a organização do ensino, oferecendo uma estrutura que orienta o professor na construção de aprendizagens mais eficazes e integradas.

Segundo Franco (2018), uma Sequência Didática é um conjunto de atividades, estratégias e intervenções planejadas e organizadas pelo professor com o objetivo de proporcionar aos estudantes o entendimento aprofundado de um tema específico. A construção e a aplicação de uma sequência didática têm o poder de agregar organização ao trabalho pedagógico, servindo como um norteador das metas a serem alcançadas. Ao planejar a sequência, o professor consegue estabelecer uma trajetória de ensino coerente e progressiva, que contribui para o desenvolvimento cognitivo dos estudantes.

A chave para o sucesso da Sequência Didática está em sua capacidade de integrar as metodologias ativas, que buscam o protagonismo do estudante no processo de aprendizagem. Como apontam Borges et al. (2010), o Ensino deve conceber e adotar novas metodologias, desenvolvendo uma cultura educativa inovadora, que reconheça e valorize a participação ativa dos estudantes na construção de seu próprio conhecimento. A Sequência Didática, com suas atividades planejadas e dinâmicas, é uma excelente oportunidade para implementar essas metodologias, incentivando os estudantes a serem protagonistas de sua aprendizagem, a construir hipóteses, formular questões e refletir sobre o conteúdo de maneira mais autônoma.

Outro aspecto essencial das Sequências Didáticas é o processo avaliativo, que não se restringe a uma prova final, mas é contínuo e abrangente. A avaliação começa na primeira aula e se estende por toda a sequência, sendo observada por meio da participação, postura e comprometimento dos estudantes nas discussões, atividades individuais e em grupo, e no embasamento das argumentações. A avaliação formativa é um instrumento importante para acompanhar o desenvolvimento dos estudantes ao longo da sequência, permitindo ajustes e intervenções pedagógicas, conforme necessário.

Portanto, o intuito é inovar as práticas e promover um ensino mais significativo e reflexivo. Através dessa estratégia que organiza o ensino, e também fortalece o protagonismo estudantil, permitindo um acompanhamento contínuo e eficaz da aprendizagem. Logo, temos a chance de transformar o ensino de Química, tornando-o mais próximo da realidade e mais relevante para o futuro de nossos estudantes.

do ciclo do carbono. Nesse intuito, medidas como os créditos de carbono e cálculo da pegada de carbono serão apresentadas. Portanto, através dessa abordagem, espera-se que os estudantes adquiram, não só o conhecimento científico inicial para o estudo da Química Orgânica, mas também uma compreensão crítica sobre os desafios ambientais contemporâneos, além de desenvolverem habilidades para analisar e refletir sobre o papel individual, coletivo e governamental na construção e aplicação de soluções mais sustentáveis para o futuro.

1ª AULA – TEMA: Integrando o ciclo do carbono a ações sustentáveis.

DURAÇÃO: 50 minutos.

MATERIAIS E RECURSOS NECESSÁRIOS: Multimídia, quadro e pincel.

OBJETIVOS DA AULA:

● Analisar o ciclo do carbono e as interferências humanas que o desequilibram; ● Diferenciar e abordar temas importantes e atuais relacionados à sustentabilidade; ● Provocar a conscientização ambiental e promover a disseminação de ações positivas, como o projeto “Conservador de águas” da cidade mineira de Extrema.

DETALHAMENTO DA AULA/DINÂMICA DA ATIVIDADE:

Primeiro momento: (5 minutos)

Inicie questionando os estudantes com perguntas como:

● Quando falamos de poluição, qual o primeiro gás poluente vem à memória de vocês? ● E esse gás pode ter origem de quais fontes? ● Existe um modo desse gás poluente diminuir sua concentração da atmosfera?

Segundo momento: (15 minutos)

Independente das respostas dos estudantes, exiba em multimídia a imagem contida no Anexo A e explique o ciclo do carbono ressaltando as diversas fontes de emissões, além dos processos de fotossíntese, respiração vegetal e animal.

Evidencie também, os prejuízos ambientais relacionados à interferência do homem no ciclo do carbono e entrelace como uma das causas do aquecimento global.

ANEXO A Ciclo do carbono.

Fonte: Arvoreagua (2023)

Terceiro momento: (15 minutos)

Logo após as explicações, exiba o vídeo disponibilizado no link https://globoplay.globo.com/v/10120189/.

2ª AULA – TEMA: É orgânico ou inorgânico?

DURAÇÃO: 50 minutos.

MATERIAIS E RECURSOS NECESSÁRIOS: Impressões e/ou cópias.

OBJETIVOS DA AULA:

● Diferenciar a Química Orgânica da Química Inorgânica; ● Organizar cronologicamente o surgimento da Química Orgânica; ● Trabalhar o conteúdo químico por meio da leitura, interpretação e trabalho em grupo.

DETALHAMENTO DA AULA/DINÂMICA DA ATIVIDADE:

Primeiro momento: (25 minutos)

Faça as correções da atividade da aula anterior, caso os grupos não tenham finalizado, destine alguns minutos para o término. Nas correções permita que todos os grupos expressem suas respostas a cada questão e complete o raciocínio dos estudantes sempre que necessário.

Segundo momento: (5 minutos)

Após as correções, explique aos estudantes que existem tantos compostos de carbono, que há um ramo da Química só para eles, a chamada Química Orgânica. Depois, organize a turma em 4 ou 5 integrantes e entregue o Anexo B disponível a seguir.

ANEXO B

COMO UM ELEMENTO DA URINA MUDOU O CONCEITO DA VIDA PARA SEMPRE

No final do Século 18, os químicos começaram a compreender que substâncias, materiais ou seres orgânicos no mundo que nos cerca - do ar à água, passando pelos metais, rochas e organismos vivos - são formados pelos mesmos ingredientes básicos, os elementos químicos. Começaram a compilar listas desses elementos básicos - como hidrogênio, oxigênio, carbono e metais como ferro, cobre e ouro.

E desenvolveram técnicas para identificar e medir as proporções dos elementos em substâncias mais complexas ou "compostos".

No começo do Século 19, compreenderam que cada elemento é feito por pequenas e indivisíveis partículas chamadas de átomos, e que os compostos eram feitos desses átomos em diferentes disposições e combinações.

Foi assim que nasceu a química moderna, que criou um sistema para explicar como tudo está formado.

Mas havia uma coisa que ainda era um mistério para a ciência: as substâncias orgânicas.

Os químicos estudavam os compostos encontrados em seres vivos - animais e plantas - e viam que a maioria continha os mesmos elementos - em particular, carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio.

Mas não conseguiam decifrar as complexas combinações e misteriosas proporções desses compostos orgânicos, produzidos por organismos vivos.

Por causa disso, era impossível para eles recriar substâncias orgânicas em um laboratório.

Ninguém entendia como funcionava a natureza e a crença era de que havia algo único nos organismos vivos, uma misteriosa "força vital" que lhes dava uma habilidade especial para sintetizar químicos.

Essa teoria ficou conhecida como "vitalismo", marcada pela diferenciação entre produtos naturais e aqueles que podiam ser fabricados em um laboratório.

Mas essa teoria foi virada de cabeça para baixo em 1828, graças a um químico alemão chamado Friedrich Wöhler.

Wöhler criou a primeira substância orgânica feita a partir de componentes inorgânicos e assim foi o primeiro em transformar uma matéria inerte em um produto vivo.

Qual foi esse produto milagroso? Curiosamente, foi a ureia, um dos principais compostos da urina.

Não foi uma criação intencional: Wöhler não queria reproduzir a urina.

A história de sua descoberta havia começado alguns anos antes, em 1823, quando o jovem cientista alemão se mudou a Estocolmo, na Suécia, para estudar com o famoso químico sueco Jons Jakob Berzelius.

Um ano mais tarde, Wöhler encontrou algo interessante. Descobriu que, ao misturar amoníaco com uma substância chamada cianogênio, feita de cianeto, podia produzir o composto ácido oxálico e alguns cristais brancos que não conseguiu identificar.

3ª AULA – TEMA: Características do carbono e suas cadeias.

DURAÇÃO: 50 minutos.

MATERIAIS E RECURSOS NECESSÁRIOS: Multimídia, quadro e pincel.

OBJETIVOS DA AULA:

● Apresentar as características do carbono, diferenciando-o dos outros elementos químicos; ● Apresentar as classificações do carbono e das cadeias carbônicas; ● Desenvolver e organizar o conteúdo aprendido em atividade dinâmica.

DETALHAMENTO DA AULA/DINÂMICA DA ATIVIDADE:

Primeiro momento: (10 minutos)

Promova uma breve discussão com os estudantes sobre o entendimento deles em relação ao texto. Logo após, relate que o químico alemão Friedrich August Kekulé elaborou a nova definição para a Química Orgânica como o ramo da Química que estuda os compostos do carbono. Cite também que nem todo composto que possui carbono é de fato um composto orgânico, pois não possui as características (propriedades) de tais compostos. Exemplifique com o gás carbônico (Dióxido de carbono) citado no início da sequência.

Segundo momento: (10 minutos)

Exiba no aparelho multimídia a imagem a seguir para auxiliá-lo nas apresentações das características que tornam o carbono esse elemento químico tão importante e diferenciado.

Imagem 1 - Características do carbono.

Fonte: Santos (2024)

Terceiro momento: (10 minutos)

Em seguida, exiba o vídeo “Classificação do CARBONO e Classificação das CADEIAS CARBÔNICAS | MAPA MENTAL” disponibilizado pelo link:

https://youtu.be/-wWBo-Vn7Lg?si=lWRuE2lDRU-Awe4e.

Quarto momento: (20 minutos)

Após a exibição do vídeo, divida a turma em grupos de 4 integrantes. Selecione algumas cadeias carbônicas e escreva no quadro:

→ Aberta ou Fechada → Normal ou Ramificada → Saturada ou Insaturada → Homogênea ou Heterogênea

Escreva uma das cadeias carbônicas no quadro e peça aos grupos para analisarem as classificações. Em seguida, convide um grupo para ir até o quadro é explicar suas escolhas. Logo após as explicações, pergunte se todos os outros grupos concordam, caso a resposta seja não, peça para eles explicarem seus pontos de discordância. No final, esclareça a resposta correta. Repita esse procedimento com outras cadeias carbônicas até o término da aula.

REFERÊNCIAS

CALCULE sua emissão de CO2. S.O.S. Mata Atlântica. São Paulo, [2024]. Disponível em: https://www.sosma.org.br/calcule-sua-emissao-de-co2. Acesso em: 11 dez. 2024.

CICLO do carbono. Arvoreagua. Infográfico, [S.l.], 06 out. 2023. Disponível em: https://arvoreagua.org/crise-climatica/ciclo-do-carbono. Acesso em: 10 dez. 2024.

CLASSIFICAÇÃO do carbono e classificação das cadeias carbônicas | mapa mental. [S. l.: s. n.], 13 de set. de 2021. 1 vídeo (8 min.). Publicado pelo canal Kifacil. Disponível em: https://youtu.be/-wWBo-Vn7Lg?si=lmHlbyL0NrIRXL1L. Acesso em: 10 dez. 2024.

COMO um elemento da urina mudou o conceito da vida para sempre. BBC News Brasil, Belo Horizonte, 8 jan. 2019. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/geral-46786310. Acesso em: 11 dez. 2024.

ENTENDA o que é o mercado de carbono. [S.l.;s.n.], 12 dez. 2024. 1 vídeo (12 min.). Publicado no site G1 - Globo rural pelo canal Globoplay. Disponível em: https://globoplay.globo.com/v/10120189/. Acesso em: 11 dez. 2024.

SANTOS, Tatiane A. F. IN CANVA. Características do Carbono. Belo Horizonte, 2024.

SANTOS, Tatiane A. F. Momentos e tarefas para pontuação da sequência didática

1. Belo Horizonte, 2024.

TEMA DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA: HIDROCARBONETOS

TEMPO DE EXECUÇÃO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA: 5 aulas de 50 minutos

OBJETOS DE CONHECIMENTO:

Função orgânica: Hidrocarbonetos: combustíveis tipos, consumo, petróleo, recursos e meios alternativos. Recursos não renováveis (gasolina, diesel) e renováveis (biodiesel, biogás, etanol) Propriedades físico-químicas de novos materiais como grafeno; uso de novas tecnologias com objetivos sustentáveis.

HABILIDADES:

(EM13CNT309) Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.

Esta Sequência Didática visa promover uma compreensão crítica sobre as funções orgânicas com foco nos hidrocarbonetos e seus impactos sociais, ambientais e econômicos. Serão abordados temas como os subgrupos que formam essa função, as cadeias carbônicas, o petróleo e seus derivados, os impactos ambientais, a necessidade e urgência da transição energética em prol do controle do aquecimento global e finalizando a questão dos plásticos e o uso do grafeno para promoção da sustentabilidade por meio da interferência nas propriedades físico-químicas.

Nessa finalidade, os estudantes inicialmente serão apresentados aos hidrocarbonetos e irão desenvolver o conhecimento adquirido e já organizado por meio de uma dinâmica em grupo na tentativa de trazer leveza e diversão a temática.

Para contextualizar o conteúdo, nada mais natural do que recorrer a sua mistura mais representativa, e, mundialmente conhecida: o petróleo. Para essa abordagem são explorados tanto os dados de propriedades físicas referentes a temperaturas de ebulição, densidade e solubilidade quanto às implicações relacionadas à grave questão ambiental e social promovida pelo uso constante e crescente desse material.

Nesse panorama, é exposto aos estudantes as diferentes aplicações do petróleo de acordo com a finalidade desejada e os produtos e/ou subprodutos almejados. Além disso, as consequências na utilização desses materiais petrolatos, seja pela poluição atmosférica gerando aquecimento global ou pelo aumento da poluição em terra e águas por materiais de decomposição lenta.

Para finalizar a sequência, não poderia deixar de ser abordado o tópico plásticos. Nessa

Terceiro momento: (25 minutos)

Ao término do vídeo, divida a turma em grupos de 4 a 5 integrantes e entregue uma cópia do Anexo A para cada grupo. Oriente-os a preencher o resumo, recorrendo ao livro didático quando ocorrer dúvidas. O resumo de cada subgrupo dos hidrocarbonetos deverá conter o tipo de cadeia, o tipo de ligação, a fórmula e a nomenclatura geral. Recolha o material ao término da aula.

ANEXO A

Resumo dos subgrupos dos Hidrocarbonetos.