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                    UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
CENTRO DE EDUCAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA

LORENA MARIA GOMES LISBOA BRANDÃO

PRODUTO TÉCNICO TECNOLÓGICO

ROTEIROS DE ESTUDO: UM GUIA PARA A ELABORAÇÃO

MACEIÓ
2023

LORENA MARIA GOMES LISBOA BRANDÃO

ROTEIROS DE ESTUDO: UM GUIA PARA A ELABORAÇÃO

Produto educacional apresentado à banca examinadora
como requisito parcial à obtenção do Título de Mestre em
Ensino de Ciências e Matemática, pelo Programa de Pósgraduação em Ensino de Ciências e Matemática da
Universidade Federal de Alagoas.
Orientadora: Drª. Adriana Cavalcanti dos Santos

MACEIÓ
2023

LORENA MARIA GOMES LISBOA BRANDÃO

Roteiros de estudo: um guia para a elaboração

Produto Educacional apresentado à banca
examinadora como requisito parcial para a
obtenção do Título de Mestre em Ensino de
Ciências e Matemática, pelo Programa de
Pós-Graduação em Ensino de Ciências e
Matemática do Centro de Educação da
Universidade Federal de Alagoas, aprovado
em 25 abril de 2023.

BANCA EXAMINADORA

Profa. Dra. Adriana Cavalcanti dos Santos
Orientadora
(Cedu/Ufal)

Prof. Dr. Adelmo Fernandes de Araújo
(Campus Arapiraca/Ufal)

Profa. Dra. Silvana Paulina de Souza
(Cedu/Ufal)

SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO................................................................................................................... 4
1 O QUE SÃO ROTEIROS DE ESTUDO?........................................................................... 5
2 COMO ELABORAR UM ROTEIRO DE ESTUDO? UM TUTORIAL PRÁTICO...... 6
2.1 ROTEIRO ELABORADO PELOS PROFESSORES DE CIÊNCIAS
COLABORADORES DA PESQUISA.................................................................................. 11
CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................................................. 36
REFERÊNCIAS..................................................................................................................... 37

4

APRESENTAÇÃO
Caro(a) Professor(a),
Este trabalho apresenta o produto educacional elaborado a partir da dissertação do
Mestrado Profissional em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade Federal de
Alagoas (PPGECIM/UFAL), intitulada “Formação Continuada Colaborativa: Uma intervenção
na construção de roteiros de estudo interdisciplinares.
No contexto pandêmico no qual realizou-se a pesquisa, o roteiro de estudo foi escolhido
pela Rede Estadual de Educação de Alagoas como o principal recurso pedagógico para
estabelecer uma comunicação professor-aluno-escola, visto que foi estabelecido o Ensino
Remoto Emergencial.
Percebendo as diversidades presentes em todo o estado, constatou-se que mesmo
utilizando o mesmo recurso pedagógico, a região na qual a escola estava inserida (baixo sertão
alagoano) influenciava o conteúdo e até mesmo os recursos presentes nos roteiros de cada
professor e escola.
A pesquisa desenvolveu-se com três professores de Ciências da Natureza da Escola
Estadual José Soares Filho, dos quais eu, a pesquisadora, faço parte, no município de São José
da Tapera, no sertão alagoano. A pesquisa definiu por objetivo geral investigar de que maneira
a Formação Continuada Colaborativa poderia auxiliar os professores de Ciências da Natureza
na compreensão da interdisciplinaridade para reelaboração de roteiros de estudo produzidos
durante o Ensino Remoto Emergencial.
O produto ora proposto nasce da necessidade de aprofundar os conhecimentos dos
leitores acerca do recurso didático roteiro de estudo pois, apesar da inclusão da
interdisciplinaridade nos roteiros ser o objetivo da pesquisa, o foco era compreender o papel da
colaboração entre os professores de Ciências da Natureza partícipes desta pesquisa neste
processo.
Este produto tem por objetivo apresentar informações sobre os roteiros de estudo de
acordo com a literatura, bem como um tutorial prático para a construção destes recursos
pedagógicos.

5

1 O QUE SÃO ROTEIROS DE ESTUDO?
De acordo Mendes, Dinato e Mattos (2020) os roteiros de estudo podem assumir diversas
nomenclaturas na literatura, tais como roteiro de aprendizagem, roteiros de aula, roteiros para
estudo dirigido, roteiro didático, roteiro pedagógico, guia de estudo, entre outras. Mas o que
são estes materiais?
Segundo Bacich e Moran (2018), roteiro de estudo é uma metodologia que permite a
contribuição para uma aprendizagem significativa pois, através da personalização da
aprendizagem, busca respeitar o ritmo e jeito mais adequado de cada aluno, que deve
proporcionar um ensino contextualizado, visando a articulação dos saberes e a compreensão do
processo de aprendizagem do estudante.
Para Manzini (2007), os roteiros de estudo podem ser utilizados como estratégias de
orientações capazes de proporcionar reflexões necessárias para uma compreensão efetiva de
significados e conteúdos, ao tempo que também permite ao docente uma observação e análise
dos processos cognitivos dos discentes.
Em consonância com as ideias do autor, Bacich e Moran (2018) compreendem essa
proposta metodológica como possível, acessível e tangível, visto que pode ser adaptável a
realidade da escola e multiplicável pelo educador. Para isso, classifica-os em quatro tipos de
roteiro de estudo: integrados, integrados intermediários, integrados de avanço e temáticos.
Os roteiros de estudo integrados devem explorar temas propostos pelo professor ou
pelos estudantes relacionados as áreas de conhecimento, portanto, partindo de uma perspectiva
interdisciplinar. Nestes são propostas atividades, pesquisas e reflexões que permitam aos
estudantes uma apropriação dos conhecimentos abordados a partir do tema proposto. De forma
semelhante, apresentam-se os roteiros integrados intermediários e integrados de avanço, que
podem partir dos mesmos temas dos integrados, mas são voltados para discentes que se
encontram no processo de alfabetização, utilizando-se de letras maiúsculas e textos resumidos
para que os alunos possam realizar os estudos com autonomia e consigam avançar na escrita e
na compreensão da base alfabética. Por fim, os roteiros temáticos surgem a partir de
acontecimentos relacionados a questões sociais, datas importantes, questões políticas e
econômicas relativas à comunidade, à cidade, ao país ou mesmo ao mundo em que estão
inseridos os discentes, propondo peças teatrais, debates, filmes, oficinas, de modo que são vistos
como complementares e não substitutos dos integrados (BACICH; MORAN, 2018).
Dessa forma, ao apresentar o que são os roteiros de estudo e quais os seus tipos, este
produto educacional trata pontualmente dos roteiros de estudo integrados.

6

2 COMO ELABORAR UM ROTEIRO DE ESTUDO? UM TUTORIAL PRÁTICO
Após entender o que é um roteiro de estudo, apresentaremos o processo de elaboração
de um destes materiais através do roteiro que foi produzido pelos professores de Ciências da
Natureza, em colaboração, durante a realização da pesquisa.
Inicialmente, o roteiro deverá apresentar uma capa ou layout introdutório com
informações que deixem explicito qual conteúdo ou conteúdos, de forma geral, serão
abordados. Observe na figura abaixo:
Figura 1 – Introdução ao roteiro de estudo

Fonte: Dados da pesquisa.

7

A figura 1 apresenta elementos que foram considerados essenciais para a construção de
um roteiro pela Rede Estadual de Ensino de Alagoas, são eles:
 Identificação da escola;
 Área de conhecimento a ser trabalhada;
 Componentes curriculares da referente área de conhecimento;
 Tema da atividade integradora (ou do roteiro);
 Habilidades a serem desenvolvidas;
 Atividades (referentes aos conteúdos a serem trabalhados por cada componente
curricular);
 Avaliação/instrumentos avaliativos.
Apesar de ser fornecido um modelo base de layout pela rede estadual, as informações
mudarão de acordo com cada instituição e professor(es) que o estiverem elaborando, pois este
recurso pedagógico pode ser utilizado tanto pelos professores das redes públicas e particulares
de ensino, como também de forma autônoma, a exemplo dos professores de reforço particular.
Para compreender esse processo, acompanhe o passo a passo a seguir:


DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

8



MENSAGEM AO ALUNO

9



APRESENTAÇÃO DA ÁREA DO CONHECIMENTO, COMPONENTES
CURRICULARES E DO TEMA DA ATIVIDADE INTEGRADORA (OU DO
ROTEIRO)

10



HABILIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS



ATIVIDADES

11



AVALIAÇÃO

Ao finalizar a elaboração das etapas demonstradas no passo a passo, de acordo com os
objetivos e necessidades do professor elaborador, iniciará a elaboração, de fato, do conteúdo
programático determinado por ele, no qual poderá ser inseridos textos, imagens, gráficos,
tabelas, organogramas, entre outros. O roteiro que foi elaborado pelos professores partícipes da
pesquisa à qual se refere esse produto educacional desempenhava a função de fonte única para
alunos que não possuíam acesso à internet ou a tecnologias digitais. A depender do público a
quem estiver destinado este material, poderá conter hiperlinks para vídeos e outras fontes de
informações, o que diminuirá a extensão dele por não possuir a necessidade de ser a única fonte
de conteúdo.
2.1 ROTEIRO DE ESTUDO ELABORADO PELOS PROFESSORES DE CIÊNCIAS
DA NATUREZA COLABORADORES DA PESQUISA
Após explicitarmos o processo de construção de um roteiro de estudo, com todos os seus
desdobramentos e características, apresentamos abaixo um roteiro de estudo completo,
elaborado por três professores da área de Ciências da Natureza, correspondentes a cada
componente curricular da área, os quais foram os colaboradores da pesquisa colaborativa que
originou este produto educacional. Este material foi pensado e elaborado para ser utilizado em
30 dias, equivalente à 8 horas para cada disciplina (carga horária mensal de cada uma delas).
Sendo a proposta da pesquisa a construção de um roteiro interdisciplinar, ao longo do roteiro

12

abaixo serão apontados momentos nos quais os professores participantes da pesquisa buscaram
estabelecer uma relação entre as diferentes disciplinas que ministram.

13

14

BIOLOGIA: CIÊNCIA QUE ESTUDA A VIDA
No passado, a Ciência era estudada de maneira ampla, isto é, um estudioso reunia
conhecimentos de Matemática, Física, Química e Biologia. Com o passar do tempo, devido às
características de cada uma, essas áreas foram separadas e passaram a ser estudadas de
acordo com suas especificidades. Para entender um pouco do que a Biologia estuda, considere
um organismo (a capivara) e observe o esquema a seguir.

15

→ Áreas: a Biologia é uma ciência complexa e que apresenta uma série de áreas de estudo. A
seguir, veremos algumas dessas e uma explicação simplificada a respeito do objeto de estudo
de cada uma delas:
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

Anatomia: tem como objeto de estudo a estrutura dos seres vivos;
Biofísica: enfoca os processos físicos que acontecem nos seres vivos;
Biologia Celular: é relacionada com o estudo das células;
Biologia Molecular: tem como objeto de estudo as interações bioquímicas que
ocorrem nas células;
Bioquímica: é responsável por estudar as reações químicas que ocorrem nos
organismos vivos;
Botânica: tem como objeto de estudo as plantas;
Ecologia: é responsável por estudar a interação dos seres vivos entre si e com o meio
ambiente em que vivem;
Embriologia: estuda o desenvolvimento embrionário dos seres vivos;
Evolução: preocupa-se em conhecer e compreender as mudanças que ocorrem nos
seres vivos ao longo do tempo;
Ficologia: tem como objeto de estudo as algas;
Fisiologia: estuda o funcionamento do corpo dos seres vivos;
Genética: tem como objetivo estudar os mecanismos da hereditariedade;
Histologia: estuda os tecidos;
Imunologia: estuda o sistema imunológico;
Microbiologia: estuda os micro-organismos, tais como os vírus e bactérias;
Zoologia: tem por objetivo estudar os animais.

A Evolução é uma área da Biologia que nos permite compreender melhor como os organismos mudaram ao longo do
tempo.

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ORIGEM DO UNIVERSO
De que é composto o Universo? Essa pergunta é curiosa e ao mesmo tempo comum,
afinal o que compõe as estrelas, a água, a terra, os seres humanos e tudo que os cerca? Tudo
provém da matéria e a matéria é constituída de átomos. Sobre o núcleo atômico sabe-se que
é constituído de prótons e nêutrons, aliás, essa teoria existe desde o ano de 1932, já nessa
época defendia-se a ideia de o átomo ser indivisível e recebeu a denominação de partícula
fundamental.
A teoria do Big Bang é uma tentativa da Física de explicar as origens do Universo. De
forma bastante simples, ela afirma que todo o Universo se iniciou a partir de
uma singularidade, que vem expandindo-se pelo menos há 13,8 bilhões de anos. A teoria foi
proposta pela primeira vez em 1920 pelo astrônomo e padre jesuíta Georges-Henri
Lemaître (1894-1966), à qual ele se referia como a “hipótese do átomo primordial”.
Posteriormente essa teoria foi desenvolvida pelo físico russo George Gamov (19041968). Uma de suas principais sugestões foi que a formação dos núcleos atômicos
(nucleossíntese) nos primórdios do Universo deveria deixar como rastro
uma radiação detectável, na faixa das micro-ondas.
● Aspectos principais da teoria do Big Bang: após o surgimento da teoria de Lemaître, as
observações astronômicas de Edwin Hubble (1889-1953) mostraram que as galáxias afastamse umas das outras em todas as direções do espaço e em altas velocidades. Essa evidência,
juntamente à descoberta acidental da radiação cósmica de fundo, em 1965, pelos
físicos Arno Penzias (1933) e Robert Wilson (1936), reforçou a aceitação da teoria do átomo
primordial.
O afastamento das galáxias foi considerado uma sugestão direta de um universo em
expansão, enquanto a detecção da radiação de fundo confirmou as previsões teóricas do
modelo de Gamov, sugerindo que o Universo teve um início, no qual os núcleos atômicos
foram criados em um dado momento pelo processo de nucleossíntese. Muitos pesquisadores
investiram nessa teoria, que mais tarde foi chamada de teoria do Big Bang. Confira a seguir
uma linha do tempo com as principais etapas da formação do universo de acordo com essa
teoria:
● O começo de tudo: apesar da sugestão do nome, o Big Bang não foi de fato uma explosão,
mas sim uma grande expansão (por razões desconhecidas) de um ínfimo ponto do espaço,
chamado de singularidade, com densidade e temperatura infinitamente altas.
● Período inflacionário: quando o Universo tinha uma idade de aproximadamente 1035 segundos,
durante
o período inflacionário,
o
seu
tamanho aumentou exponencialmente, dobrando cerca de 90 vezes. Ao final dessa expansão
acelerada, o Universo tornou-se mais frio e menos denso. Nesse período surgiram as forças
fundamentais da natureza, bem como o tempo e o espaço.
● Universo opaco: os elementos mais leves da tabela periódica (Hidrogênio e Hélio) surgiram
nos primeiros minutos de vida do universo por meio da combinação de prótons, dando
origem
aos núcleos atômicos mais leves.
Esse
processo
deixou

17

um rastro de energia detectável, proveniente de todas as direções do universo: a radiação
cósmica de fundo. Durante os seus primeiros 300-400 mil anos de idade, o universo era
tão denso que a luz não conseguia propagar-se, tudo era como uma névoa densa, que
absorvia toda a luz.
● Universo transparente: com a crescente expansão do universo e diminuição da temperatura,
os elétrons livres uniram-se aos núcleos atômicos, formando os primeiros átomos neutros, na
fase conhecida como “recombinação”. Nessa fase, a luz passou a se propagar com mais
facilidade pelo espaço, e o Universo tornou-se cada vez mais “transparente”.
● Colapso gravitacional: Cerca de 200 milhões de anos após a sua expansão inicial, as forças
gravitacionais começaram a aglutinar grandes porções de gás. Nessa época, a composição do
universo era de aproximadamente 75% de Hidrogênio para 25% de gás Hélio. Com o acúmulo
de átomos em pequenos volumes e sob altas temperaturas e pressões, iniciou-se o processo
de fusão nuclear dos átomos de Hidrogênio, dando origem às primeiras estrelas.
● Formação das galáxias: passados 500 milhões de anos desde o início do universo, a força
gravitacional uniu, lentamente, aglomerados de estrelas –as galáxias. Estas, em mútua
atração, formaram os primeiros clusters (galáxias em atração gravitacional), que, por sua vez,
formaram seus grupos locais.

● A teoria do Big Bang foi capaz de explicar algumas observações astronômicas importantes,
bem como responder de maneira satisfatória a algumas de nossas perguntas sobre a origem
do universo, no entanto, deixou na mesma medida uma série de questionamentos. Há muito
para se descobrir sobre a origem do universo, e os astrônomos continuam em busca de
respostas, escavando, cada vez mais fundo, a história do cosmos.

Concepção artística da formação do universo a partir de sua expansão inicial.

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QUÍMICA: ESTRUTURA DO ÁTOMO
As rochas, o ar, a água, os seres vivos - tudo que existe na Terra - é formado por
substâncias ou compostos resultantes de ligações entre os átomos. Estas ligações podem
gerar diversos tipos de interações, e formar uma diversidade de materiais presentes
naturalmente nos ambientes e nos seres vivos.
A partir do conhecimento sobre estas interações químicas, é possível presumir o
comportamento de uma substância e até mesmo a manipular para o desenvolvimento de
produtos, por exemplo, uma tinta à base de óleo que seja utilizada em pinturas externas, a
produção de um sabão ou de um metal leve e resistente.
Apesar de toda tecnologia existente, ainda é muito difícil observar átomos com
precisão, mesmo com o auxílio dos equipamentos mais modernos. Assim, os cientistas
dispõem de representações dos átomos, os chamados modelos atômicos.
Diferentes modelos foram concebidos durante a história, por meio de, por exemplo,
debates, observações e experimentações. A evolução destes modelos está diretamente ligada
à implementação e ao desenvolvimento de novas tecnologias, que permitem que a
comunidade cientifica atualize continuamente os modelos utilizados.
Os primeiros que imaginaram a existência dos átomos foram os filósofos gregos
Leucipo e Demócrito em, aproximadamente, 400 a.C. Segundo eles, tudo seria formado por
minúsculas partículas indivisíveis. Daí a origem do nome “átomo”, que vem do grego a (não)
e tomo (partes).
No entanto, essas ideias não puderam ser comprovadas na época, constituindo-se
apenas como hipóteses. Assim, outras teorias tomaram o seu lugar, e o pensamento de que
tudo seria composto por átomos ficou esquecido durante uma boa parte da história da
humanidade.
Mas, no século XIX, alguns cientistas passaram a realizar testes experimentais cada vez
mais precisos graças aos avanços tecnológicos. Com isso, não só se descobriu que tudo era
realmente formado por minúsculas partículas, mas também foi possível entender cada vez
mais sobre a estrutura atômica.

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Os cientistas usaram as informações descobertas por outros estudiosos para
desenvolver o modelo atômico. Dessa forma, as descobertas de um cientista eram
substituídas pelas de outros. Os conceitos que estavam corretos permaneciam, mas os que
comprovadamente não eram reais passavam a ser abandonados. Assim, novos modelos
atômicos foram criados. Essa série de descobertas da estrutura atômica até se chegar aos
modelos aceitos hoje ficou conhecida como a evolução do modelo atômico.
São quatro as principais teorias atômicas estudadas nessa evolução. Veja abaixo:


Modelo atômico de Dalton
Entre 1803 e 1808, Dalton retomou as ideias de Leucipo e
Demócrito e propôs o seguinte:
“A matéria é formada por átomos, que são partículas minúsculas,
maciças, esféricas e indivisíveis.”
Esse modelo fazia uma analogia à estrutura de uma bola de
bilhar. Todos os átomos seriam assim, diferenciando-se somente pela
massa, tamanho e propriedades para formar elementos químicos
diferentes.


Modelo atômico de Thomson
O cientista inglês Joseph John Thomson,
elaborando melhor as experiências feitas com
o tubo de raios catódicos (representado na
imagem ao lado), foi capaz de concluir, em
1897, que os raios catódicos são, na verdade,
constituídos pelo fluxo de partículas menores
que o átomo e dotadas de carga elétrica
negativa. Estava descoberta a partícula que
chamamos de elétron.
Elétron é uma partícula subatômica
dotada de carga elétrica negativa.
Após essa descoberta, estava provado
que um átomo não é indivisível como
imaginavam os filósofos gregos ou como
sugeria o modelo de Dalton.
Havia a necessidade de um novo modelo, e foi J. J. Thomson quem o propôs. O átomo,
segundo ele, deveria ser formado por uma esfera de carga elétrica positiva, possuindo, em
sua superfície, elétrons incrustados. Assim, a carga elétrica total de um átomo seria nula, pois
a carga negativa dos elétrons compensaria a carga positiva da esfera que os contém. Esse
modelo é chamado por alguns de “modelo do pudim de passas”.

20

“O átomo é constituído de uma partícula esférica de carga positiva, não maciça, incrustada
de elétrons (negativos), de modo que sua carga elétrica
total é nula.”
Entre 1909 e 1913, uma equipe de pesquisadores dirigida
pelo físico estadunidense Robert Milikan determinou a carga
do elétron. O valor aceito atualmente é -1,6.10-19C, no qual
o símbolo C representa a unidade coulomb, usada no
Sistema Internacional para expressar carga elétrica. Como
decorrência dessa determinação, e usando o valor da relação
carga/massa determinada por Thomson, foi possível concluir
que a massa do elétron é 9,109.10-31kg.
 Descoberta do próton
Modificações no tubo de raios catódicos, feitas pelo
cientista alemão Eugene Goldstein, conduziram à descoberta de outra partícula subatômica,
1.836 vezes mais pesada que o elétron e dotada de carga elétrica igual à dele, mas com sinal
positivo. Para essa nova partícula, foi proposto o nome próton.
Próton é uma partícula subatômica dotada de carga elétrica positiva e de massa 1.836 vezes
maior que a do elétron.
Assim, ao final do século XIX, com a descoberta do próton e do elétron, já estava
comprovado que o átomo não é indivisível e que mesmo o modelo de Thomson era
incompleto, uma vez que não levava em conta a existência dos prótons. Um novo modelo se
fazia necessário.
No início do século XX, diversos pesquisadores – como o irlandês Joseph Larmor, o japonês
Hantaro Nagaoka, o inglês John William Nicholson e o neozelandês Ernest Rutherford –
propuseram diferentes modelos atômicos buscando elucidar fenômenos experimentais que
estavam sendo observados. Entretando, nenhum desses modelos era capaz de explicar,
simultaneamente, todos os fenômenos observados.


Modelo atômico de Rutherford
Em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento em que ele
bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa (α) emitidas por uma amostra
de polônio (material radioativo) que ficava dentro de um bloco de chumbo com um pequeno
orifício pelo qual as partículas passavam.

21

Para saber se essas
partículas atravessavam
ou eram desviadas, ele
usou uma tela feita com
um material apropriado
(fluorescente) que emite
uma
luminosidade
instantânea
quando
atingida
por
uma
partícula alfa.
A
experiência
mostrou que a grande
maioria das partículas
alfa atravessava a folha.
Apenas algumas poucas
eram desviadas. Assim,
os átomos não poderiam
ser maciços, pois parte
das partículas alfa conseguiu atravessá-los.
Os resultados da experiência sobre espalhamento de partículas alfa permitiram a
Rutherford concluir que:
• o átomo não é maciço, apresentando mais espaço vazio do que preenchido;
• a maior parte da massa do átomo se encontra em uma pequena região central (que
chamaremos de núcleo) dotada de carga positiva, onde estão os prótons;
• na região ao redor do núcleo (que chamaremos de eletrosfera) estão os elétrons, muito
mais leves (1.836 vezes) que os prótons;
• a contagem do número de partículas que atravessavam e que eram desviadas, repelidas
pela carga positiva do núcleo, permitiu fazer uma estimativa de que o raio de um átomo de
ouro (núcleo e eletrosfera) é cerca de dez mil a cem mil vezes maior que o raio do núcleo.
Por meio dos resultados desse experimento, Rutherford percebeu que, na verdade, o
átomo não seria maciço como propôs os modelos de Dalton e Thomson. Veja o que ele propôs:
“O átomo é descontínuo e é formado por duas regiões: o núcleo e a eletrosfera. O núcleo
é denso e tem carga positiva, ou seja, é constituído de prótons. A eletrosfera é uma grande
região vazia onde os elétrons ficam girando ao redor do núcleo.”

22

A partir da experiência sobre espalhamento das partículas alfa, Ernest Rutherford pro pôs
seu modelo atômico, que ficou também conhecido como “modelo planetário”, uma vez que
nele o átomo se assemelha ao Sistema Solar, com os elétrons girando em torno do núcleo
como os planetas ao redor do Sol.
Em 1932, o inglês James Chadwick descobriu uma outra partícula subatômica de massa
muito próxima à do próton, porém sem carga elétrica. Essa partícula, que passou a ser
chamada de nêutron, localiza-se no núcleo do átomo, juntamente com os prótons.
Nêutron é uma partícula sub atômica sem carga elétrica e de massa praticamente igual
à do próton.



Modelo atômico de Rutherford-Bohr
O modelo de Rutherford, proposto em 1911, apesar de esclarecer satisfatoriamente os
resultados da experiência sobre a dispersão de partículas alfa, possuía algumas deficiências —
como, por exemplo, não explicar os espectros atômicos. Em 1913, Niels Bohr propôs um outro
modelo, mais completo, que era suficiente para explicar o espectro de linhas.
Em seu modelo, Bohr incluiu uma série de postulados (postulado é uma afirmação aceita
como verdadeira, sem demonstração):
• Os elétrons nos átomos movimentam-se ao redor do núcleo em trajetórias circulares,
chamadas de camadas ou níveis (designados por K, L, M, N etc.).
• Cada um desses níveis tem um valor determinado de energia.
• Não é permitido a um elétron permanecer entre dois desses níveis.
• Um elétron pode passar de um nível para outro de maior energia, desde que absorva
energia externa (ultravioleta, luz visível, infravermelho etc.). Quando isso acontece, dizemos
que o elétron foi excitado e que ocorreu uma transição eletrônica (veja a ilustração
esquemática A).
• Para o elétron retornar ao nível inicial, é necessária a liberação de energia na forma de
ondas eletromagnéticas (veja a ilustração B), por exemplo, como luz visível ou ultravioleta.

23

Uma novidade relevante da teoria de Bohr está na afirmação de a energia dos elétrons ser
quantizada, isto é, ter apenas alguns determinados valores.
Utilizando o modelo de Bohr podem-se explicar os espectros atômicos. Primeiramente os
elétrons são excitados na lâmpada de gás e, em seguida, ao retornarem aos níveis de menor
energia, liberam energia na forma de luz. Como a cor da luz emitida depende da diferença de
energia entre os níveis envolvidos na transição (veja a ilustração C) e como essa diferença
varia de elemento para elemento, a luz apresentará cor característica para cada elemento
químico. O modelo atômico de Rutherford, modificado por Bohr, é também conhecido como
modelo de Rutherford-Bohr.

24

- As cores, a visão e as chamas
A luz é uma onda eletromagnética. As ondas eletromagnéticas compõem o chamado espectro
magnético, uma organização das ondas em relação às suas frequências. Nossos olhos são
sensíveis apenas às ondas de comprimento equivalentes entre o vermelho (780 nm) e o violeta
(380nm).

Os olhos identificam os estímulos luminosos vindos do ambiente. A íris é formada por
músculos que controlam a abertura da pupila, o orifício central do olho. Ela é recoberta pela
córnea, e atrás dela está a lente. Após passar pela lente, a luz é direcionada para a retina, uma
camada que recobre parte do interior do fundo do olho. É na retina que a imagem vai se
formar, e as informações são levadas ao cérebro pelo nervo óptico.
Na retina existem dois tipos de células fotorreceptoras relacionados à percepção da
luz: os cones e os bastonetes. Os bastonetes são sensíveis à luz e os cones nos possibilitam a
visão de cores. Existem três tipos de cone, cada um com sensibilidade maior a determinada
frequência de luz: vermelha, verde ou azul. Devido a uma sobreposição na absorção dessas
cores, ao receberem estímulos luminosos, várias tonalidades podem ser interpretadas pelo
cérebro, resultando nas diferentes cores que percebemos.

25

A observação de cores é utilizada
como análise de resultados em diversos
testes químicos. Um deles é o teste da
chama, que consiste em introduzir uma
amostra de sal sob uma chama, e a partir
da cor emitida, identificar o elemento
químico presente neste sal.

ELEMENTO QUÍMICO E NÚMERO ATÔMICO
O núcleo atômico dificilmente tem a estrutura alterada por fatores externos.
Acontecimentos com mudanças do núcleo, chamados fenômenos nucleares, são estudados
pela Física e pela Química Nuclear e ocorrem, por exemplo, em estrelas e em usinas nucleares.
Em reações químicas, o núcleo dos átomos permanece inalterado. Quando um átomo se une
a outro, essa união acontece por meio de modificações na eletrosfera.

26

O número de prótons no núcleo é denominado número atômico e representado por
Z. Nas primeiras décadas do século XX, a partir de trabalhos teóricos do físico holandês
Antonius van den Broek e experimentais do físico britânico Henry Moseley, consolidou-se a
ideia de que o número de cargas positivas no núcleo, o número atômico, determina de qual
elemento químico é um átomo.
● Número atômico (Z):
Os diferentes tipos de átomos (elementos químicos) são identificados pela quantidade de
prótons (P) que possui. Esta quantidade de prótons recebe o nome de número atômico e é
representado pela letra Z.

Verifica-se que em um átomo o n.º de prótons é igual ao n.º de elétrons (E), isto faz com
que esta partícula seja um sistema eletricamente neutro.

● Número de massa (A):
Outra grandeza muito importante nos átomos é o seu número de massa (A), que
corresponde à soma do número de prótons (Z ou P) com o n.º de nêutrons (N).

Com esta mesma expressão poderemos também calcular o n.º atômico e o n.º de nêutrons
do átomo.

Os elementos químicos são representados por símbolos, que podem ser constituídos por
uma ou duas letras.
Quando o símbolo do elemento é constituído por uma única letra, esta deve ser maiúscula.
Se for constituída por duas letras, a primeira é maiúscula e a segunda minúscula. Alguns
símbolos são tirados do nome do elemento em latim. Veja uns exemplos abaixo:

É comum usarmos uma notação geral para representá-lo. Nesta notação encontraremos,
além do símbolo, o n.º atômico (Z) e o n.º de massa (A).

O n.º de massa poderá ficar no lado superior esquerdo do símbolo. Exemplo: 80Hg201
Um átomo pode perder ou ganhar elétrons para se tornar estável (detalhes em ligações
químicas), nestes casos, será obtida uma estrutura com carga elétrica chamada íon. Quando

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o átomo perde elétrons o íon terá carga positiva e será chamado de CÁTION e, quando o
átomo ganha elétrons o íon terá carga negativa e é denominado ÂNION. Assim:
● Fe3+ é um cátion e o átomo de ferro perdeu 3 elétrons para produzi-lo.
● O2– é um ânion e o átomo de oxigênio ganhou 2 elétrons para produzi-lo.
FÍSICA: NOTAÇÃO CIENTÍFICA
Notação científica é uma forma simplificada de escrever números muito grandes ou
muito pequenos. Ela é muito utilizada na astronomia, na física e na química pois podemos
representar números de moléculas, de átomos, distância entre corpos no espaço, entre outras
medidas. Vejamos por exemplo, como seria o número 1 trilhão em notação científica.
1.000.000.000.000=1⋅1012
A notação científica é sempre baseada em potências de 10. Então, podemos
generalizar a forma com que um número é escrito nesta notação:
a⋅10b
A constante a é chamada de mantissa e b é a ordem de grandeza. A mantissa de um
número em notação científica deve estar sempre no intervalo:
1≤a≤10
Já a ordem de grandeza pode ser qualquer número inteiro. Vamos à alguns exemplos:
Exemplo 1. A distância da terra até o sol é de aproximadamente 149.597.870,691 km. O que
nos dá em notação científica:
1,49597870691⋅108km
ou, por um arredondamento:
1,5⋅108km
Exemplo 2. A constante de Avogadro, muito utilizada na química, é da ordem de sextilhões.
Este número é representado por notação científica, onde o seu valor aproximado é de:
6,022⋅1023.
Note que nos exemplos acima, as ordens de grandeza são expoentes positivos.
Praticamente, se movermos a virgula do número decimal 8 vezes (no primeiro exemplo) ou
23 vezes (no segundo exemplo), obteremos a forma original da escrita deste número. O
contrário ocorre quando temos números muito pequenos onde a ordem de grandeza será um
inteiro negativo, o que representa um número decimal muito pequeno.
Exemplo 3. Uma unidade de massa atômica é da ordem de:

1,66054⋅10−24

Ou seja, o número é muito pequeno: 0,00000000000000000000000166054.

28

Outros exemplos
A massa de um elétron é de cerca de 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 910 938 22
kg.
Escrito em notação científica = 9,109 382 2.10-31kg.
A massa da Terra é de cerca de 5 973 600 000 000 000 000 000 000 kg.
Escrito em notação científica = 5,9736 . 1024kg.
A circunferência da Terra é de aproximadamente 40 000 000 m. Escrito em notação científica
= 4 . 107 m.
Em notação de engenharia, é de 40 .106 m.
No estilo de representação do SI = 40 Mm (40 megametro).
A carga elementar do próton ou elétron é cerda de 0,00000000000000000016C
Escrito em notação científica = 1,6 . 10-19C

O Sistema Internacional de Unidades (SI)
O SI especificou um conjunto de prefixos de unidades de medida, baseados em notação
científica. Quando usamos as palavras miligrama, mililitro, quilômetro, centímetro entre
muitas outras, estamos intrinsecamente falando em potências de 10. Veja a tabela abaixo: 102
Prefixo
Nome Símbolo

Escala Equivalente Numérico

iota

Y

1024

1 000 000 000 000 000 000 000 000

zeta

Z

1021

1 000 000 000 000 000 000 000

exa

E

1018

1 000 000 000 000 000 000

peta

P

1015

1 000 000 000 000 000

tera

T

1012

1 000 000 000 000

giga

G

109

1 000 000 000

mega M

106

1 000 000

quilo

k

103

1 000

hecto h

102

100

deca

101

10

da

29

Unidade

100

1

deci

d

10-1

0,1

centi

c

10-2

0,01

mili

m

10-3

0,001

micro µ

10-6

0,000 001

nano

n

10-9

0,000 000 001

pico

p

10-12

0,000 000 000 001

femto f

10-15

0,000 000 000 000 001

atto

a

10-18

0,000 000 000 000 000 001

zepto z

10-21

0,000 000 000 000 000 000 001

iocto

10-24

0,000 000 000 000 000 000 000 001

y

UNIDADES DE MEDIDA
As unidades de medida são modelos estabelecidos para medir diferentes grandezas,
tais como comprimento, capacidade, massa, tempo e volume.
O Sistema Internacional de Unidades (SI) define a unidade padrão de cada grandeza.
Baseado no sistema métrico decimal, o SI surgiu da necessidade de uniformizar as unidades
que são utilizadas na maior parte dos países.
Medidas de Comprimento
Existem várias medidas de comprimento, como por exemplo a jarda, a polegada e o
pé. No SI a unidade padrão de comprimento é o metro (m). Atualmente ele é definido como
o comprimento da distância percorrida pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de
1/299.792.458 de um segundo.
Os múltiplos e submúltiplos do metro são: quilômetro (km), hectômetro (hm),
decâmetro (dam), decímetro (dm), centímetro (cm) e milímetro (mm).
Medidas de Capacidade
A unidade de medida de capacidade mais utilizada é o litro (). São ainda usadas o galão,
o barril, o quarto, entre outras.
Os múltiplos e submúltiplos do litro são: quilolitro (kl), hectolitro (hl), decalitro (dal),
decilitro (dl), centilitro (cl), mililitro (ml).
Medidas de Massa

30

No Sistema Internacional de unidades a medida de massa é o quilograma (kg). Um
cilindro de platina e irídio é usado como o padrão universal do quilograma.
As unidades de massa são: quilograma (kg), hectograma (hg), decagrama (dag), grama
(g), decigrama (dg), centigrama (cg) e miligrama (mg). São ainda exemplos de medidas de
massa a arroba, a libra, a onça e a tonelada. Sendo 1 tonelada equivalente a 1000 kg.
Medidas de Volume
No SI a unidade de volume é o metro cúbico (m3). Os múltiplos e submúltiplos do
m3 são: quilômetro cúbico (km3), hectômetro cúbico (hm3), decâmetro cúbico (dam3),
decímetro cúbico (dm3), centímetro cúbico (cm3) e milímetro cúbico (mm3).
Podemos transformar uma medida de capacidade em volume, pois os líquidos
assumem a forma do recipiente que os contém. Para isso usamos a seguinte relação:
1 L = 1 dm3

31

ATIVIDADE DE BIOLOGIA
1. As moléculas que constituem as células são formadas pelos mesmos átomos que são
encontrados nos seres inanimados. Na origem e evolução das células, todavia, alguns tipos de
átomos foram selecionados para a constituição das biomoléculas. Noventa e nove por cento
da massa das células são formados de:
a. Hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio.
b. Oxigênio, sódio, carbono e hidrogênio.
c. Silício, sódio, carbono e alumínio.
d. Carbono, oxigênio, alumínio e sódio.
2. O desenho a seguir representa, de forma esquemática, o aparelho que Miller usou em suas
experiências, em 1953, para testar a produção de aminoácidos a partir de uma mistura de
metano, hidrogênio, amônia e água, submetida a descargas elétricas:

I. Com esta experiência, Miller demonstrou que havia produção de aminoácidos em condições
semelhantes às que havia na atmosfera primitiva da Terra.
II. Como a circulação do material por dentro do aparelho está completamente isolada do meio
externo, não houve possibilidade de contaminação com outras substâncias.
III. As substâncias resultantes das reações químicas acumularam-se em 3 e 4.
IV. Com esta experiência, Miller também descobriu a composição química da atmosfera
primitiva da Terra.
São corretas as afirmações:
a. I e II

b. II e IV

c. III e IV

d. I e III

e. II e III

3. Cite e dê uma breve explicação sobre as três hipóteses sobre a origem da vida.
4. Discorra, em linhas gerais, sobre a hipótese da evolução química heterotrófica e também
sobre a hipótese autotrófica; e os fundamentos para que cada uma fosse dada como correta.
5. Qual destas duas hipóteses é a mais aceita na atualidade? Por quê?

32

6. Na Biologia Celular, uma frase tornou-se muito famosa: “Omnis cellula ex cellula”, ou seja,
toda célula origina-se de outra célula. Essa popular afirmação constitui um dos pilares da
teoria celular e foi dita pelo pesquisador:
a) Schwann.
b) Darwin.
c) Schleiden.
d) Müller.
e) Virchow.
7. A Biologia Celular, ou citologia, é a parte da Biologia responsável por estudar o
funcionamento das células e suas estruturas. Analise as alternativas a seguir e marque aquela
que indica corretamente o nome do pesquisador que denominou essas estruturas funcionais
dos seres vivos de células.
a) Theodor Schwann.
b) Mathias Schleiden.
c) Rudolf Virchow.
d) Robert Hooke.
e) Walther Flemming.
8. A teoria celular, que afirma que todos os organismos são constituídos por uma ou mais
células, foi formulada a partir das ideias de três autores, que são:
a) Lamarck, Darwin e Wallace.
b) Mendel, Wallace e Rutherford.
c) Aristóteles, Darwin e Müller.
d) Schwann, Schleiden e Virchow.
e) Hook, Virchow e Darwin.

33

ATIVIDADE DE QUÍMICA
1. Relembre os dados e as hipóteses levantados por Rutherford em seu experimento com a
lâmina de ouro:
Dados experimentais:
I. A maioria das partículas (99%) atravessava a lâmina de ouro sem sofrer desvios.
II. Grandes desvios foram observados em apenas 1% das partículas.
III. Apenas 1 em casa 10 mil partículas se chocava com a lâmina e voltava.
Hipóteses
a) As partículas passavam muito próximo ao núcleo.
b) Isso ocorria devido à colisão de partículas com o núcleo atômico.
c) As partículas atravessavam a eletrosfera, constituída, predominantemente, por espaços
vazios.


Associe adequadamente os dados experimentais com as hipóteses.

2. Você já deve ter percebido as diversas cores presentes em fogos de artifício. Elas são
determinadas por diferentes tipos de sais presentes na composição dos fogos, cujos átomos
recebem grande quantidade de energia durante a explosão.

Agora, observe a imagem a seguir.

a) Que modelo atômico a imagem representa? Descreva-o.

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b) Este modelo consegue explicar a luz observada nos fogos de artifício? Justifique a sua
resposta.
c) Como conseguimos enxergar as cores dos fogos de artifício?

3. Observe a representação do átomo de oxigênio a seguir.

Preencha a tabela identificando o que se pede: use A = Z + N e lembre-se que em um átomo
neutro p = e.

4. Os alimentos fornecem ao organismo humano vários íons essenciais ao seu bom
funcionamento. Esses íons desempenham papéis específicos.
 Ca2+: formação de ossos e dentes;
 K+, Na+, Cl-, Mg2+: funcionamento dos nervos e dos músculos;
 Fe2+: formação de glóbulos vermelhos;
 I-: funcionamento da glândula tireoide;
 Co2+, Zn2+, Cu2+, Mg2+: atuação de enzimas.
Com relação a esses íons, dê o número atômico e de elétrons de cada um deles.

5. Dois jovens estudantes em fase de estudos para prova de química, tinham por hábito fazer
um resumo sobre a matéria. Na etapa de atomística veja o que cada um definiu.
Estudante A: Todo átomo é neutro, portanto, não há partículas com cargas em sua estrutura.
Estudante B: Todo átomo é neutro porque possui o mesmo número de prótons e elétrons em
sua estrutura.
Reflita sobre as afirmações dos estudantes e, concorde ou refute cada uma delas, justificando
sua decisão.

35

ATIVIDADE DE FÍSICA
1. As células da bactéria Escherichia coli têm formato cilíndrico, com 8 x 10−7 metros de
diâmetro. O diâmetro de um fio de cabelo é de aproximadamente 1 x 10−4 metros. Dividindose o diâmetro de um fio de cabelo pelo diâmetro de uma célula de Escherichia coli, obtém-se,
como resultado:
a) 125
b) 250
c) 500
d) 1000
e) 8000
2. A constante de Avogadro é uma importante grandeza que relaciona o número de moléculas,
átomos ou íons existentes em um mol de substância e seu valor é de 6,02 x 1023. Escreva esse
número em forma decimal.
3. Uma das menores formas de vida conhecida na Terra vive no fundo do mar e se chama
nanobe. O tamanho máximo que um ser desse pode atingir corresponde a 150 nanômetros.
Escreva esse número em notação científica.
4. Quantos segundos possui um dia?
5. Um ano bissexto possui 366 dias, sabendo disso quantos minutos possui um ano bissexto?
6. O dono de um mercado comprou uma caixa de latas de ervilhas contendo 20 unidades.
Sabendo que cada lata contem 220 g de ervilha, qual o peso da caixa em quilogramas?
7. Calcule a soma de 3 km + 20 m.
8. Determine quanto vale em Km 2500 m.

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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este produto educacional possui a finalidade de divulgar os roteiros de estudo como um
recurso pedagógico com um grande potencial de despertar o protagonismo e a autonomia do
estudante no seu processo de aprendizagem. Para tanto, esse material foi pensado para os
professores, de forma geral, para que possam compreender o que são roteiros de estudo e como
construí-los de acordo com sua necessidade, a realidade na qual está inserido e o público ao
qual será direcionado.
Salientamos que este material pode ser pensado e aplicado em diversos contextos pois,
apesar da pesquisadora ter o conhecido em um contexto pandêmico para ser utilizado como
fonte única de conteúdos, pode ser explorado em situações de ensino híbrido ou mesmo
utilizado como material complementar.

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REFERÊNCIAS
BACICH, Lilian; MORAN, José. Metodologias ativas para uma educação inovadora: uma
abordagem teórico-prática. Porto Alegre: Penso Editora, 2018.
GUERRA JÚNIOR, A. L. et al. A eficiência do roteiro de autoestudo como recurso didático no
ensino remoto. Research, Society and Development, v. 10, n. 13, 2021.
MANZINI, Neiva Irma Jost. Roteiro pedagógico: um instrumento para a aprendizagem de
conceitos de física. Ciência & Educação, vol. 13, núm. 1, abril, 2007, pp. 127-138.
MENDES, S. L.; DINATO, S. Z. A.; MATTOS, C. M. C. O uso de roteiros de aprendizagem
em aulas assíncronas na educação básica como recurso de engajamento e autonomia do
educando em época de pandemia. In: Simpósio Pedagógico e Pesquisas em Educação, 2020.