Produto Educacional Sequência didática - Ensino de eletroquímica em rotações.pdf
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                    UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
CENTRO DE EDUCAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS E MATEMÁTICA

PRODUTO EDUCACIONAL

SEQUÊNCIA DIDÁTICA
ENSINO DE ELETROQUÍMICA EM
ROTAÇÃO

EDILSON JOSÉ DA SILVA
Profª. Drª.MONIQUE GABRIELLA ANGELO DA SILVA

SUMÁRIO
PRODUTO EDUCACIONAL................................................................................... 100
1 APRESENTAÇÃO. ............................................................................................. 102
2 O PRODUTO ...................................................................................................... 103
2.1 Etapa 1: Abordagem Conceitual .................................................................... 104
2.2 Etapa 2: Rotação por Estações ..................................................................... 105
2.3 Etapa 3: Avaliando ........................................................................................ 106

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 107
REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 108
APÊNDICES .......................................................................................................... 109
Apêndice A - Planejamento da Etapa 2 ............................................................... 109
Apêndice B - Atividades propostas em cada estação .......................................... 110

102

1 APRESENTAÇÃO
Essa proposta de ensino foi desenvolvida para atender as exigências do programa
de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Universidade Federal de
Alagoas, sob a orientação da professora Drª Monique Gabriella Angelo da Silva. E, tem
o objetivo de apresentar, aos professores de Química da educação básica, uma
sequência didática para o ensino de eletroquímica, com o objetivo de promover ações no
tocante a uma aprendizagem efetiva e ativa dos alunos durante o processo de ensino e
aprendizagem.
Tradicionalmente, as aulas de Química sempre foram extremamente expositivas,
o professor e a escola eram as únicas fontes de conhecimento. Mas, o mundo mudou e
com essa mudança vieram às tecnologias digitais, que avançaram rapidamente e se
tornaram de fácil acesso à grande parte da população.
Em 2016, 67,9% da população brasileira residia em domicílios com acesso à
internet. Em 2017, essa proporção passou para 74,8%. Entre os mais pobres, essa
elevação foi ainda mais intensa. Segundo a Pesquisa Nacional de Amostragem de
Domicílios (IBGE, 2016), 64,7% dos lares brasileiros possuíam acesso à internet em
2014. E desse total de lares, 94,6% se conectava por meio do telefone celular. O acesso
à informação através da internet e dos meios digitais passou a fazer parte do cotidiano
dos brasileiros de todas as classes sociais.
Em razão desse cenário atual, torna-se essencial e necessário que essas novas
tecnologias façam parte desse processo, sendo inseridas no contexto escolar, com a
finalidade de auxiliar no processo de ensino e aprendizagem, de diversificar o espaço de
construção do conhecimento e para modificar o relacionamento entre professores e
alunos (LEITE, 2015). Mas, a tecnologia digital por si só não ajudará no processo de
ensino e aprendizagem, é preciso planejar a sua utilização com relação às características
do conteúdo, dos alunos, do equipamento e da instituição de ensino. E, cabe ao
professor, de acordo com a sua realidade escolar, escolher o melhor dispositivo e o
melhor momento didático para inserir a tecnologia digital nas suas aulas (SANTOS,
2010).

103

Desse modo, optamos por inserir as ferramentas digitais nas estações de
aprendizagem da proposta metodológica de rotação por estações, que nos permite a
utilização de diversos objetos e estratégias educacionais.
A rotação por estações permite que o professor elabore quantas estações de
aprendizagem desejar, desde que pelo menos uma delas seja on-line, para ser
caracterizado como ensino híbrido 21, e que o tempo para cada estação seja suficiente
para alcançar o objetivo.
É importante que o professor acompanhe e avalie a participação individual e
coletiva dos estudantes durante as atividades (HORN; STAKER, 2015), levando em
consideração que em todas as etapas de uma sequência didática deve-se buscar a
aprendizagem dos conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais (ZABALA, 1998),
estimulando a autonomia, atitudes colaborativas e a participação crítica dos estudantes.
Nesse sentido, essa sequência didática visa unir a transmissão de informações
verbais, para a apresentação dos conceitos, com as ferramentas digitais, buscando uma
forma de ensinar mais dinâmica e um aprendizado com mais autonomia para o estudante.
2 O PRODUTO
Inicialmente, apresenta-se aos estudantes a sequência didática que será
estruturadas e articuladas para a realização de certos objetivos educacionais, que têm
1998, p. 18).
Desse modo, os estudantes são apresentados às atividades que serão
desenvolvidas, à programação das aulas, ao material que precisarão utilizar e às
metodologias que serão empregadas. Nesse momento, fez-se necessário explicar o que
é e como produzir um mapa conceitual, além do objetivo e o funcionamento de uma
rotação por estações. Uma sequência didática requer planejamento prévio e organização
das etapas a serem seguidas (OLIVEIRA, 2013). Desse modo, para fins de planejamento
e organização, a sequência didática apresentada se desenvolve em três etapas.
21

Segundo Moran (2015), é uma metodologia de ensino que se caracteriza por mesclar o ensino presencial
com o ensino on-line, que permite ensinar e aprender de diversas formas, em tempos e espaços variados,
unindo as tecnologias digitais com a metodologia tradicional.

104

Na primeira etapa, com duração de cinco aulas, são apresentados os conceitos
associados ao ensino de eletroquímica. Na segunda etapa, com duração de três aulas,
ocorre a atividade de rotação por estações. Finalizando, na terceira etapa, com duração
de duas aulas, uma avaliação dos conceitos abordados. Levando em consideração que
cada aula corresponde a 60 minutos, finalizamos com um total de 12 aulas de 60 minutos
cada, que pode variar de acordo com o ritmo de aprendizado da turma. O tempo de
execução apresentado nas etapas configura-se apenas como uma sugestão, podendo
ser modificado a critério do professor.
2.1 Etapa 1: Abordagem Conceitual
A sequência didática inicia-se com a exposição dos conteúdos iniciais. Assim,
nessa primeira etapa, ocorre a abordagem conceitual dos conteúdos de eletroquímica
indicados para o segundo ano do ensino médio, de acordo com a tabela abaixo (Quadro
1):

Quadro 1: Planejamento da Etapa 1
DURAÇÃO
TEMA
CONTEÚDOS
As
- A invenção da
transformações
pilha;
60 minutos
químicas e a
- Produção de
energia elétrica.
alumínio.

60 minutos

60 minutos

Ocorrência de
fenômenos
- Cálculo do número
espontâneos de de oxidação (Nox);
oxidação e
- Potencial da pilha.
redução.
Potenciais
padrão de
redução

OBJETIVOS
Compreender como os experimentos de
Galvani serviram de base para invenção da pilha;
Perceber a simultaneidade dos processos de
oxidação e redução.
Relacionar o número de oxidação dos átomos;
Identificar os agentes oxidante e redutor;
Entender o conceito de potencial de redução;

- Cálculo do potencial
Prever a espontaneidade de uma reação de
de redução de
oxirredução com base nos potenciais de redução
espécies químicas
das espécies químicas envolvidas.

Funcionamento
- Entendendo o
das pilhas e
funcionamento das
baterias e
pilhas;
120 minutos
maneiras de
- Pilhas e baterias
evitar ou retardar
atuais.
a corrosão
- Eletrólise
Elaboração: autor. Fonte: Atividade de Campo

Compreender a produção de energia elétrica a
partir de reações químicas por meio do estudo da
pilha de Daniell, usando-a como base para
entender o funcionamento de pilhas, baterias e
células a combustível.
Reconhecer a eletrolise como um fenômeno
inverso ao que ocorre na pilha;
Estabelecer relações proporcionais entre massa,
quantidade de matéria e carga elétrica em
processos eletroquímicos.

105

2.2 Etapa 2: Rotação por Estações
Diante das inúmeras vertentes apresentadas pelos modelos de ensino híbrido,
escolhemos a rotação por estações, na qual os alunos são organizados em grupos e a
sala de aula separada em espaços com atividades diversificadas sobre a mesma
temática. Esses espaços são chamados de estações e possuem objetivos específicos a
serem alcançados que colaboram com o objetivo central da aula.
As atividades de cada estação são independentes, de acordo com a tabela a seguir
(Quadro 2):
Quadro 2: Estações de Aprendizagem
ESTAÇÃO DE
ATIVIDADE
APRENDIZAGEM

CONCEITOS ABORDADOS

Simulação virtual
MoLEs22

Aspectos relativos a transferência de
elétrons e estrutura molecular.

Simulação virtual
MoLEs

Corrente elétrica e reação de
oxirredução.

Aplicativo23

Aplicativo Solution
Calculator Life24

Semi-reações de redução e oxidação,
potencial da célula.

Vídeo do YouTube25

Solubilidade, salinidade,
concentração.

Palavras cruzadas26

Resumo dos conteúdos abordados

Jogo de palavras cruzadas
Elaboração: autor.
Fonte: Atividade de Campo

E, os alunos trocam de espaço após cada intervalo de tempo determinado
inicialmente pelo professor, até que todos os grupos circulem por todas as estações. Para

O MOLEs (Molecular Level Laboratory Experiments) é um projeto de desenvolvimento de materiais
patrocinado pela NSF projetado para produzir simulações de computador baseadas na Web e atividades
de investigação complementares que exploram conceitos-chave no início da química. As simulações estão
disponíveis
em
inglês
no
endereço
eletrônico:
<https://introchem.chem.okstate.edu/DCICLA/electrolysis10.html>
Aplicativo disponível gratuitamente na Play Store para smartphones com sistema android.
24
YouTube é um repositório que permite que os seus usuários carreguem e compartilhem seus vídeos em
formato digital, disponível em<https://www.youtube.com/>.
YouTube é um repositório que permite que os seus usuários carreguem e compartilhem seus vídeos
em formato digital, disponível em<https://www.youtube.com/>.
26 O jogo de palavras cruzadas, utilizado nessa estação foi construído seguindo as instruções que
constam no endereço eletrônico: <https://www.educolorir.com/crosswordgenerator/por/>.

106

essa rotação, propomos um tempo mínimo de 20 minutos para que as atividades sejam
realizadas (Apêndice A).
Em cada estação os alunos recebem um roteiro demonstrando os passos que
devem seguir e as atividades a serem desenvolvidas (Apêndice B).
2.3 Etapa 3: Avaliando
Nessa etapa ocorre uma avaliação de todo o processo, estimulando os alunos a
socialização os pontos positivos e negativos, de modo a avaliar e planejar novas estações
de aprendizagem que englobem outros conteúdos associados ao ensino de Química.
Em seguida, para fins de avaliação, os alunos deverão construir um mapa
conceitual sobre os conteúdos de eletroquímica
om a função de
analisar e entender como o aluno é capaz de apresentar, organizar, estruturar e
diferenciar os conceitos.
De modo geral, mapa conceitual é um diagrama que representa relações de
integração e diferenciação entre conceitos (MOREIRA; MASINI, 1982). Devem ser
elaborados de tal forma que a relação entre os conceitos seja evidente e organizados
segundo a compreensão de quem está construindo.
Cada aluno construirá a sua estrutura baseado nos conceitos que foram
assimilados.
A construção de mapas conceituais (NOVAK e GOWIN, 1996) propõe que as
temáticas sejam apresentadas de modo diferenciado, progressivo e integrado. Assim, ao
avaliar os mapas conceituais produzidos pelos alunos, o professor irá analisar indícios
de aprendizagem, tais como: organização e hierarquização dos conceitos, além da
relação existente entre eles.
O mapa conceitual caracteriza-se, nessa sequência didática, como uma sugestão
de avaliação, que poderá ser modificado de acordo com as características da turma, do
conteúdo abordado e dos objetivos estabelecidos pelo professor.

107

3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalhou configurou-se como uma ferramenta cuja aplicação permitiu
aliar ao ensino tradicional metodologias ativa, promovendo a utilização de mecanismos
de superação de práticas tão obsoletas em atividades de participação efetiva dos
estudantes, através do uso de ferramentas digitais.
O direcionamento dos alunos nas estações pode ser realizado seguindo uma
ordem pré-estabelecida, ou, como proposto nesse produto educacional de forma
aleatória, fortalecendo a tomada de iniciativa e a autonomia dos estudantes.
As questões propostas nos roteiros de cada estação podem ser modificadas,
abordando outros pontos que cada docente possa avaliar como significativo. O número
de aulas para o desenvolvimento de cada etapa da sequência didática corresponde ao
número mínimo de aula necessária para execução da proposta didática, podendo ser a
cargo de cada docente elevar esse número, sem prejuízo algum para sequencia didática.
A escolha do aplicativo, bem como dos simuladores estão diretamente ligados ao
conteúdo abordado, a praticidade, a aplicabilidade e a disponibilidade nas principais
plataformas digitais; no entanto existem diversos outros, que podem ser usados nas
estações, alcançando resultado satisfatório.
Enfim, as ferramentas digitais, apresentam inúmeras alternativas para alcançar
objetivos educacionais, promovendo atividades colaborativas e dinâmicas através do
ensino on-line/off-line, contribuindo diretamente para a promoção da autonomia dos
estudantes.

108

REFERÊNCIAS
BACICH, L.; TANZI NETO, A.; TREVISANI, F. M. (orgs) Ensino híbrido: personalização
e tecnologia na educação. Porto Alegre: Penso Editora Ltda, 2015.
HORN, M. B.; STAKER, H. Blended: usando a inovação disruptiva para aprimorar a
educação. Porto Alegre: Penso, 2015.
IBGE. Síntese de indicadores sociais: uma análise das condições de vida da população
brasileira. Número 34. Rio de Janeiro, 2014.
LEITE, B. S. Tecnologias no ensino de química: teoria e prática na formação docente.
Curitiba: Annris, 2015.
MORAN, J. Educação híbrida: um conceito-chave para a educação, hoje. In: BACICH, L.;
TANZI NETO, A.; TREVISANI, F. M. Ensino híbrido: personalização e tecnologia na
educação. Porto Alegre: Penso Editora Ltda, 2015. p. 27-45.
MOREIRA, M. A. A teoria da aprendizagem significativa e sua implementação ema
sala de aula. Brasília: Editora Universidade de Brasília, 2006.
MOREIRA, M. A. Mapas conceituais e aprendizagem significativa. São Paulo:
Centauro, 2010.
MOREIRA, M. A; MASINI, E. F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David
Ausubel. São Paulo: Moraes, 1982.
NOVAK, J.D.; GOWIN, B. Aprender a aprender. 2.ed. Lisboa: Plátano, 1999.
OLIVEIRA, M. M. Sequência didática interativa: no processo de formação de
professores. Petrópolis, RJ: Vozes, 2013.
POZO, J. I; CRESPO, M. A. G. A aprendizagem e o ensino de ciências: do
conhecimento cotidiano ao conhecimento científico. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.
ZABALA, A. A Prática Educativa: como ensinar. Tradução: Ernani F. da Silva. Porto
Alegre: Artmed, 1998.

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APÊNDICES
Apêndice A - Planejamento da Etapa 2
DURAÇÃO: 600 minutos
TEMA: Rotação por estações
CONTEÚDOS ABORDADOS
Todos os conteúdos anteriores;
OBJETIVOS
Realizar todas as atividades propostas em cada estação
RECURSOS
Computadores ou notebooks;
Smartphones dos próprios estudantes;
Cronômetro;
Acesso à internet sem fio.
DESENVOLVIMENTO
Estabelecer o espaço na sala de aula para as cinco estações;
As atividades de cada estação são independentes;
Pedir para a turma formar 5 grupos com a mesma quantidade de participantes,
caso seja possível;
Estabelecer como os grupos irão rotacionar após cada intervalo de 20 minutos;
Cada estação deve apresentar, para o estudante, um roteiro das atividades que
deverão ser realizadas (apêndice2);
Cronometrar o tempo e anotar os grupos que passaram em cada estação.
AVALIAÇÃO
Participação nas atividades da sala.

110

Apêndice B - Atividades propostas em cada estação
ROTEIRO ESTAÇÃO SIMULAÇÃO

1. No site MoLEs Project (http://genchem1.chem.okstate.edu/ccli/CCLIDefault.html)
você pode encontrar várias simulações. Nessa aula, iremos utilizar a simulação chamada

2. Clique na guia pop-out esquerda para metais e selecione prata. Clique na guia esquerda
da pop-out para soluções e selecione AgNO3(aq). Use as guias à direita e selecione Cu e
Cu(NO3)2(aq). Clique no botão de energia do medidor de voltagem. Observe a ação da
simulação. Use o seguinte desenho para esboçar e rotular o que está acontecendo e
responder às seguintes perguntas.
3. Qual é a voltagem (E°) gerada pela reação química?
4. Em que direção os elétrons estão fluindo?
5. O que acontece com os elétrons que estão ligados ao eletrodo de metal Ag?
6. O que acontece com os elétrons que estão ligados ao eletrodo de metal Cu?
7. Escreva a equação iônica líquida representando o que está acontecendo no copo
esquerdo (isso é chamado de meia reação).
8. Escreva a equação iônica líquida representando o que está acontecendo no copo direito
(isso é chamado de meia reação).

111

ROTEIRO ESTAÇÃO APLICATIVO
1. Se você possui um smartphone com sistema operacional Android, acesse a Play
Store e instale o aplicativo Voltaic Cell Lab.
2. Na aba Half Cells, escolha o metal Níquel (Ni) a direita, em seguida a esquerda
escolha o metal Zinco (Zn); após pressione a aba GETDATA.
3. Escreva a notação da pilha
4. Quem é o cátodo? Quem é o ânodo?
5. Quem oxida? Quem reduz?
6. Determine a equação global da pilha
7. Qual é o potencial da pilha

112

ROTEIRO ESTAÇÃO SIMULADOR ELECTROLYSIS
1_No site MoLEs Project(http://genchem1.chem.okstate.edu/ccli/CCLIDefault.html), você
pode encontrar várias simulações. Nessa aula, iremos utilizar a simulação chamada de
elétrica através de uma solução. Você pode controlar a tensão e a corrente (em amperes).
Você pode medir a quantidade de tempo que a eletricidade é passada pela solução.
2_Clique nas abas do menu pop-out direito e esquerdo para metais e selecione prata
para cada. Clique na guia pop-out de soluções e selecione AgNO3 (aq). Especifique uma
voltagem de 0,20 volts e uma corrente de 0,50 ampères. Defina o temporizador para a
fonte de energia em 5 minutos e 00 segundos. Registre as condições iniciais na tabela a
seguir. Clique no botão liga/desliga para iniciar a reação. Registre sua observação
enquanto a reação prossegue. Quando o tempo tiver passado, registre suas condições
finais no quadro a seguir.
Tentativas

Massa Ag
(esquerda)
Antes

1
2
3
4
5
6

10 g
10 g
10 g
10 g
10 g
10 g

Massa Ag
(direita)
Depois

Massa Ag
(logo)
antes

Massa Ag
(logo)
depois

10 g
10 g
10 g
10 g
10 g
10 g

Voltagem
e (E)

Corrente
(ampères)

Tempo
(s)

0,20 v
0,20v
0,20v
0,40v
0,20v
0,20v

0,50 amps
0,50 amps
1,00 amps
0,50 amps
1,50 amps
0,50 amps

300
600
300
300
600
300

3_Clique em New Trial. Repita a reação com as condições especificadas para os testes
restantes na tabela anterior e registre seus dados.
4_Usando os mesmos procedimentos da questão 2. Colete dados para a eletrólise do Zn
em solução de Zn(NO3)2 (aq). Use as condições especificadas na tabela a seguir.
Registre seus dados.
Tentativas

Massa Zn
antes

Massa Zn
depois

Massa Zn
antes

Massa Zn
depois

Voltagem
(E)

Corrente
(ampères)

7

5_Em que sentido se movimentam os íons na solução eletrolítica?
6_Qual o sentido do fluxo de elétrons ao longo do fio condutor?

Tempo
(s)

113

ROTEIRO ESTAÇÃO VÍDEO
1. Com o seu celular, faça a leitura do código QR27 apresentado.

2. Assista ao vídeo direcionado.
3. Discuta o conteúdo do vídeo com os colegas.
4. Escolha entre 3 e 5 palavras-chave que identifique o conteúdo apresentado no

vídeo.

27

O código QR foi criado utilizando as instruções que constam no endereço eletrônico:
<https://qrcode.trustthisproduct.com/free-qr-code-generator.php?lang=pt>

114

ROTEIRO ESTAÇÃO 5
1. Responda a atividade de palavras cruzadas presente na estação.

2. Compare suas respostas com as respostas dos colegas.
3. Discuta sobre as divergências de respostas encontradas.