Guia Didático do Professor Programa Conversa Periódica Composição Química da Atmosfera Química da Atmosfera Química 3ª Série Ensino Médio CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor Coordenação Didático-Pedagógica Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Redação Alessandra Muylaert Archer Revisão Camila Welikson Projeto Gráfico Eduardo Dantas Diagramação Isabela La Croix Revisão Técnica Nadia Suzana Henriques Schneider Produção Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Objetivo geral: Reconhecer a composição química da atmosfera. Realização Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação Ministério da Ciência e Tecnologia Ministério da Educação Vídeo (Audiovisual) Programa: Conversa Periódica Episódio: Composição Química da Atmosfera Duração: 13 minutos Área de aprendizagem: Química Conteúdo: Química da Atmosfera Conceitos envolvidos: atmosfera, ozônio, efeito estufa, poluição, gases de efeito estufa, inversão térmica. Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Objetivos específicos: Identificar as camadas da atmosfera; Justificar a ocorrência da inversão térmica e do efeito estufa; Identificar as características da atmosfera e de suas subcamadas; Reconhecer as causas do aquecimento global; Explicar o que é ciclo biogeoquímico; Reconhecer a importância da camada de ozônio para a vida na Terra. Pré-requisitos: Não há pré-requisitos. Tempo previsto para a atividade: Consideramos que uma aula (45 a 50 minutos cada) será suficiente para o desenvolvimento das atividades propostas.
Introdução A série de vídeos Conversa Periódica possui o formato de um programa de entrevistas, no qual especialistas de diferentes áreas são entrevistados em um clima descontraído e informal. O entrevistador conduz o bate-papo explorando ao máximo os temas tratados em cada episódio. No episódio Composição Química da Atmosfera, o entrevistado esclarece as características e diferenças das camadas da atmosfera e também outras questões relacionadas ao tema, tais como poluição, camada de ozônio, gases de efeito estufa e inversão térmica. Lembre-se que um clima de cordialidade transmite segurança aos alunos, favorecendo comentários, levantamentos de hipóteses etc. Estimule os alunos a fazer associações com circunstâncias e experiências prévias. professor! Tente criar um clima descontraído, que permita aos alunos se sentirem à vontade para trazer seus conhecimentos prévios. Audiovisual Programa Conversa Periódica Composição Química da Atmosfera Não se esqueça de verificar a disponibilidade dos recursos necessários para a exibição do vídeo. Reserve com antecedência os equipamentos um computador ou um equipamento específico de DVD conectado a uma TV ou projetor multimídia e lembre-se de ter uma atividade extra para a turma, para o caso de algum imprevisto.
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor 1. Desenvolvimento O episódio em questão aborda o subtema Composição Química da Atmosfera, dentro da temática Química da Atmosfera. É importante lembrar que esse conhecimento, devido a sua natureza, exige do aluno uma grande capacidade de abstração. Vale lembrar que, em teoria, os alunos do Ensino Médio já possuem a capacidade potencial de usar o raciocínio abstrato porque estariam na fase do pensamento operacional formal. Contudo, é importante ter em conta que, para pensar cientificamente, os alunos precisam exercitar a sua capacidade de criar hipóteses, saber analisar a influência de variáveis, questionar conclusões e defender ideias. Por isso, é importante usar recursos didáticos, como as animações presentes no vídeo, que possam apoiar a compreensão dos conteúdos que envolvam a abstração como o tema. Permita que os alunos participem ativamente do debate, expondo suas percepções, sinalizando dúvidas e formulando explicações. É importante destacar que o guia traz sugestões, informações e atividades a fim de possibilitar uma ampliação do uso pedagógico do vídeo. Porém, não é necessário explorar todo este material, pois cada professor irá adotar um planejamento de acordo com o trajeto curricular próprio. Neste guia, apresentamos algumas sugestões para você trabalhar o tema Composição Química da Atmosfera. A primeira é para que você inicie sua conversa com os alunos buscando verificar o que eles sabem sobre o tema. Boa leitura e bom planejamento da sua vídeo-aula! Atmosfera A atmosfera é uma camada que está subdividida em outras camadas. Entrevistado Explique para os alunos que as subcamadas da atmosfera são compostas principalmente de nitrogênio(n2), oxigênio(o2) e argônio(ar). Há na sua composição também água(h2o), dióxido de carbono (CO2) e outras substâncias em pequenas quantidades. Esclareça que a atmosfera terrestre protege os organismos vivos dos raios ultravioletas e também impede que o oxigênio escape. Ajude os alunos a distinguir quais são essas camadas e a diferença entre elas. 4
Uma boa estratégia é reapresentar o vídeo a partir do momento em que são apresentadas as explicações sobre as subcamadas e congelá-lo no momento desta apresentação. Aponte que a atmosfera terrestre consiste, da superfície até o espaço, das seguintes subcamadas: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. Estimule a turma a comentar sobre o tema e aproveite a participação espontânea dos alunos para prosseguir as explicações sobre cada uma das camadas da atmosfera superiores à troposfera: estratosfera, mesosfera e termosfera. Informe que nós vivemos na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera. Aponte para eles que na estratosfera está a camada de ozônio, chamada de ozonosfera, com aproximadamente 20 quilômetros de espessura. Audiovisual Programa Conversa Periódica Composição Química da Atmosfera Será que seus alunos sabem qual altura, mais ou menos, um avião alcança? Informe que o avião normal que temos atualmente alcança 10 km, enquanto os supersônicos chegam a 12 km. Inversão Térmica Quanto mais alto, mais quente? É isso que nós chamamos de inversão térmica? Apresentador Confirme que sim, quanto mais alto, mais quente. Mas reforce que essa é uma inversão térmica natural, ao contrário da que ocorre causada pela poluição. Assim como o apresentador faz no vídeo, cite o exemplo da cidade de São Paulo, explicando que, ao contrário do efeito estufa, esse é um fenômeno local e não global.
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor mais detalhes! Vale a pena ler o artigo de SILVA, Caio R. F. da; TIERA, Vera Ap. Oliveira; PATRE, Ieda Ap. e PLI- CAS, Lídia M. A. Práticas Educativas de Química Ambiental para o Ensino Médio: Inversão Térmica e Chuva Ácida. 30ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química. Sociedade Brasileira de Química (SBQ). Disponível em: https://sec.sbq. org.br/cdrom/30ra/resumos/t1845-2.pdf Explique que a inversão térmica provoca um aumento na quantidade de poluentes na troposfera, sendo um fenômeno meteorológico natural que se manifesta quando o ar quente retido nas altitudes impede a elevação do ar frio que, por ser mais denso e pesado, encontra dificuldades ainda maiores para subir. Desse modo, os poluentes lançados na atmosfera acabam retidos nela juntamente com o ar frio. A inversão térmica causada pela poluição acontece durante o ano todo, sendo mais baixa no inverno, em especial nos períodos noturnos. Efeito Estufa O efeito estufa é algo global, que acontece em volta do globo terrestre inteiro. Entrevistado É muito provável que os alunos tenham algum conhecimento prévio sobre o efeito estufa, então, estimule-os a elaborar explicações sobre o assunto; estimule também que participem. Explique que o efeito estufa é um processo que acontece quando uma parte da radiação solar refletida pela superfície terrestre é absorvida por determinados gases presentes na atmosfera. Em outras palavras, a radiação infravermelha, quando entra na atmosfera, reflete-se no solo. Ao se refletir no solo, volta para a atmosfera, encontrando os gases do efeito estufa, capazes de absorvê-la. O gás carbônico é capaz de absorver a radiação infravermelha, de forma muito intensa, e a molécula de água também absorve essa radiação. É por isso que o aumento gradual das concentrações médias de CO2 na atmosfera ocasionado pela poluição, decomposição da matéria orgânica, respiração de plantas e animais, queima de combustíveis, entre outros fatores, ao longo das últimas décadas tem sido associado ao aumento de temperatura média da biosfera, o chamado efeito estufa. Após a Revolução Industrial, houve um aumento significativo na taxa de CO2 na atmosfera. Ressalte que os combustíveis fósseis contribuem com mais de 75% desse gás. 6
Lembre aos alunos que o efeito estufa é vital em uma determinada faixa, pois garante a manutenção de vida ao manter o planeta aquecido. Isso é muito importante, pois muitas pessoas acreditam, equivocadamente, que o efeito estufa é uma consequência danosa da poluição e que deve ser combatido. Pergunte-lhes se já ouviram falar em aquecimento global e informe, em seguida, que o tão debatido e combatido aquecimento global é exatamente a ocorrência do agravamento do efeito estufa, desestabilizando o equilíbrio energético do planeta. Ciclo Biogeoquímico Antes de responder a essa pergunta é melhor falar sobre os ciclos biogeoquímicos. Entrevistado A partir do exemplo do aquário apresentado no programa, esclareça que o ciclo biogeoquímico pode ser compreendido como o movimento de trocas existentes no globo terrestre. Use o aquário como exemplo e peça para que os alunos o compreendam como um pequeno oceano, que tem ao seu redor, a atmosfera. O ciclo consiste no seguinte: a atmosfera recebe vapor de água do aquário do mesmo modo que, se poluída, deposita seus poluentes no aquário. Assim, há trocas tanto de vapores d água quanto de carbono (oriundo dos poluentes) entre o aquário e a atmosfera. mais detalhes! Para saber mais sobre a química envolvida nos fenômenos atmosféricos leia o artigo de TOLENTI- NO, Mario e ROCHA-FI- LHO, Romeu. A Química no Efeito Estufa. Química Nova na Escola, n 8, novembro, 1998. p.10-14. Disponível em: http:// qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc08/quimsoc.pdf Para saber mais sobre a química envolvida nos fenômenos atmosféricos leia o livro de SCHNEIDER, Nadia S. H. Alquimia da Vida. Santa Maria: o Autor, 2008. p. 112-115. Audiovisual Programa Conversa Periódica Composição Química da Atmosfera Ouça as dúvidas dos seus alunos e observe se a turma compreendeu. Desmembre o conceito, de modo a facilitar o entendimento dos alunos. Defina primeiro a palavra ciclo, como sequência de fenômenos que se renovam periodicamente (Dicionário Aurélio). Em seguida, explique a palavra biogeoquímico : bio = vida; geo = Terra; químico = elementos químicos. Portanto, o ciclo biogeoquímico é a circulação dinâmica dos elementos químicos entre os seres vivos e a Terra e vice-versa. 7
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor mais detalhes! Sugerimos a leitura de ADUAN, Roberto Engel; VILELA, Marina de Fátima e REIS JUNIOR, Fábio Bueno dos. Os Grandes Ciclos Biogeoquímicos do Planeta. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2004. www.cpac.embrapa.br/ download/339/t Essa troca permite que os ecossistemas vivam em equilíbrio e é desse modo que os elementos e compostos químicos são transferidos e reaproveitados entre os organismos e as diferentes partes do planeta. Ressalte que dentre os ciclos biogeoquímicos mais conhecidos e estudados estão os ciclos do carbono, do nitrogênio ou da fixação do nitrogênio, da água e do oxigênio. Protocolo de Kyoto Comente com os alunos sobre as características dos gases minoritários, apresentadas no programa no quadro Verdade ou Mentira. Reforce com eles que o metano é um vilão do efeito estufa, pois a capacidade de sua molécula em reter calor é 24 vezes maior do que a de uma molécula de dióxido de carbono. Pergunte-lhes se atentaram para quais são as principais fontes de emissão do metano: águas poluídas, plantações de arroz e gases produzidos pelos rebanhos de gado. dica! Para saber mais sobre o Protocolo de Kyoto acesse os links a seguir: http://www.youtube. com/watch?v=rda18coh 3n4&feature=player_embedded http://www.brasilescola. com/geografia/protocolo-kyoto.htm Outro vilão do efeito estufa é o gás nitroso. Informe que sua permanência na atmosfera é de mais de 85 anos e que seu potencial de reter calor é 270 vezes maior do que o de uma molécula de óxido de carbono. Esse gás é produzido principalmente pela decomposição natural de fertilizantes nitrogenados utilizados na agricultura. Provavelmente seus alunos já ouviram falar de alimentos orgânicos, ou seja, este é mais um bom motivo para comprá-los. Ressalte, entretanto, que a presença desses gases minoritários é fundamental para o equilíbrio da temperatura do planeta, embora o aquecimento global seja um problema e item de inúmeros debates e manifestações em todo o mundo. O Protocolo de Kyoto pretende resolver esse problema ou pelo menos reduzir as emissões desses gases do efeito estufa emitidos por todos os países. O objetivo é discutir e firmar acordos entre os países de modo a estabelecer metas de redução na emissão de gases de efeito estufa na atmosfera.
Ozônio Como o ozônio surge na atmosfera? O Povo Pergunta Todos já ouviram falar da camada de ozônio e do buraco na camada de ozônio, mas será que os alunos sabem como o ozônio surge na atmosfera e por que é tóxico para o ser humano? Explique que o ozônio é gerado na estratosfera, acima de 10 km. Nessa altitude, existe uma quantidade de radiação do sol que quebra a molécula de O2 e gera átomos de oxigênio. Esses átomos de oxigênio reagem com a molécula de O2, formando uma molécula de três oxigênios (O3), que é o ozônio. Informe, então, que o ozônio presente na estratosfera é bom, sendo vital para a vida na Terra, mas na troposfera é um poluente, sendo um gás muito oxidante, reagente e destrutivo. Agora que a turma já sabe um pouco mais sobre o ozônio, aborde o tema bastante comum sobre o buraco na camada de ozônio, esclarecendo que esse buraco é causado por alguns poluentes que são gerados na troposfera ou na estratosfera. Como exemplo, cite o gás clorofluorcarbono (CFC) que, quando chega à estratosfera, interage com a radiação solar e se quebra, formando átomos de cloro capazes de destruir o ozônio. dica! Procure oferecer aos seus alunos oportunidades de aprendizagem significativa! A interação de novos conhecimentos com conceitos já aprendidos é muito importante. mais detalhes! Não deixe de ler o artigo de MOZETO, Antonio A. Química Atmosférica: a Química sobre Nossas Cabeças. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola. Química Atmosférica, Edição Especial, Maio 2001, p.41-49. Disponível em: http://qnesc.sbq.org. br/online/cadernos/01/ atmosfera.pdf Audiovisual Programa Conversa Periódica Composição Química da Atmosfera
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor 2. a) b) c) d) 3. Atividades Divida a turma em grupos e peça aos alunos para realizarem um levantamento de reportagens de jornais e revistas sobre o efeito estufa. Em seguida, peça para cada grupo organizar um mural com o material recolhido. Proponha aos alunos uma pesquisa sobre as consequências do desmatamento para o efeito estufa. Dividida a turma em grupos, orientando-os para que cada um elabore uma apresentação sobre um dos seguintes temas abordados no vídeo: efeito estufa, camada de ozônio, ciclo biogeoquímico, atmosfera. Indique-lhes a audição do Almanaque Sonoro de Química que trata do tema Química na Atmosfera. Esse programa pode ser localizado no Portal do Professor (MEC). Marque um momento para comentar o conteúdo abordado. Avaliação Adote uma avaliação formativa durante o uso desses recursos audiovisuais pedagógicos, pois isso ajudará a orientar sua tomada de decisões em relação à dinâmica do processo de ensino-aprendizagem. A avaliação começa quando nos envolvemos com a definição de objetivos, a proposição de critérios e a atribuição de parâmetros geradores de conceitos e notas. Os momentos de avaliação do grupo constituem, também, excelentes oportunidades para analisar o seu próprio trabalho, assim como os objetivos propostos inicialmente, reformulando e repensando ações futuras. Os debates realizados após as projeções, mesmo sendo livres, são ocasiões importantes para considerar o desenvolvimento de níveis conceituais, procedimentais e atitudinais de seus alunos. Os questionamentos apresentados por eles também são importantes indicadores do ponto de alcance dos objetivos pretendidos ou da necessidade de aprofundamento de algum conhecimento. Questões baseadas no conteúdo apresentado no programa podem ser elaboradas e incluídas em instrumentos formais de avaliação, tais como provas e testes. 10
VÍDEO - AUDIOVISUAL EQUIPE PUC-RIO Coordenação Geral do Projeto Pércio Augusto Mardini Farias Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider Assistência Camila Welikson Produção de Conteúdos Arnaldo Alves Cardoso CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação Geral Gilda Helena Bernardino de Campos Coordenação de Audiovisual Sergio Botelho do Amaral Assistência de Coordenação de Audiovisual Eduardo Quental Moraes Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque Coordenação de Produção dos Guias do Professor Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Assistência de Produção dos Guias do Professor Tito Tortori Redação Alessandra Muylaert Archer Camila Welikson Gislaine Garcia Design Isabela La Croix Romulo Freitas Revisão Alessandra Muylaert Archer Camila Welikson