Disciplina de Física e Química A – 10º Ano

A disciplina de Física e Química A (FQA) constitui uma das três disciplinas da componente de Formação Específica do Curso Geral de Ciências Naturais e do Curso Geral de Ciências e Tecnologias do Ensino Secundário; o último, é o curso frequentado pelos alunos que foram sujeitos ao estudo de campo (ver capítulo 6).

Até agora, o ensino da Física e da Química tem-se desenrolado de um modo muito formal e desprovido de ligação à sociedade. Em tempos de mudança, o ensino passou a privilegiar o conhecimento em acção, conhecido por ensino CTSA (Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente), ou seja, subentende-se que o aluno compreenda o mundo em que vive na sua globalidade e complexidade. Para tal, é recomendado no programa que se escolham situações-problema do quotidiano e que, a partir destas, se organizem estratégias que promovam a consolidação de saberes no domínio científico e, paralelamente, o desenvolvimento de competências, atitudes e valores por parte dos alunos. Neste contexto, os conceitos são encarados como o ponto de chegada e não como o ponto de partida. Assim, os alunos conseguem compreender o papel do conhecimento científico nas decisões de foro social, político e ambiental, tornando-se cidadãos críticos e intervenientes na sociedade.

As actividades práticas (na sala de aula e no laboratório), sugeridas no programa, ganham também um papel de destaque, pois permitem o desenvolvimento de atitudes processuais e a progressão na aprendizagem, quer em grupo, quer trabalhando individualmente.

Outra sugestão metodológica diz respeito ao recurso das novas tecnologias. Quando as utiliza, o aluno, tem de proceder à análise crítica da informação recolhida, especialmente em termos de linguagem científica.

Tanto as actividades práticas, como as TIC, facilitam a criação de patamares de formação igual para todos os alunos portugueses e a aproximação aos seus colegas de países mais desenvolvidos (princípios orientadores da Revisão Curricular do ES).

O programa da disciplina de FQA do 10º ano é constituído por um Módulo Inicial (tem por finalidade consolidar) e duas unidades (têm por finalidade sensibilizar e aprofundar).

Na panóplia dos conhecimentos a adquirir, a Tabela Periódica é considerada, pelos autores do programa, uma ideia central e importante na Química, surgindo o seu estudo no Módulo Inicial e numa das unidades.

O Módulo Inicial “Materiais: diversidade e constituição” privilegia a sistematização dos conhecimentos previstos nos programas do Ensino Básico, destacando as competências conceptuais, processuais e atitudinais, que se consideram essenciais para a consolidação dos saberes na disciplina de FQA do 10º Ano.

Este módulo centra-se na diversidade dos materiais que nos rodeiam, incluindo mesmo o ser humano. Sendo assim, é crucial a interpretação do conceito de substância e de elemento químico. Como consequência do estudo da organização dos elementos químicos, surge, pela primeira vez no ES, uma abordagem, embora breve, sobre a Tabela Periódica. Com esta pretende- -se recordar o que são os elementos químicos, como se organizam e que existem átomos diferentes do mesmo elemento. Neste sentido, será reconhecido que se conhecem 115 elementos (25 foram obtidos artificialmente), cada um deles caracterizado pelo seu número atómico, não esquecendo que podem diferir no número de neutrões (isótopos). Também será analisada a contribuição das massas isotópicas relativas e da abundância de cada um dos respectivos isótopos naturais para a massa atómica relativa. No que diz respeito à Tabela Periódica em si, deve dar-se realce aos seguintes conceitos: número atómico, período e grupo. Para terminar, o estudo das fórmulas químicas deve ser associado à natureza dos elementos químicos que constituem uma dada substância, indicando algumas regras para a sua escrita.

A Unidade 1 – “Das estrelas ao átomo” desenvolve-se em torno de dois tópicos: história dos átomos, dos elementos e das partículas subatómicas e como o conhecimento das propriedades dos elementos foi organizado na Tabela Periódica.

Tudo começa com o Big Bang (teoria explicativa para a origem do Universo): a grande explosão deu origem ao que existe no Universo. Dos seus constituintes destacam-se as estrelas, que constituem o berço de formação dos vários elementos químicos a partir do elemento hidrogénio (elemento mais abundante no Universo). É neste contexto, que se vai desenrolar todo o estudo sobre os elementos químicos e sobre a sua distribuição no Universo: contando a história do nascimento, vida e morte das estrelas (nas estrelas ocorrem reacções nucleares, que dão origem a elementos de número atómico cada vez maior). No encadeamento, é propício o estudo da espectroscopia (ferramenta analítica que permite analisar a radiação emanada pelas estrelas) e do Modelo Quântico (modelo mais actual para o átomo).

O estudo da Tabela Periódica surge na tentativa de relacionar a estrutura do átomo e a organização dessa mesma tabela. Nesta fase, pretende dar-se especial atenção à evolução da estrutura da TP até à sua organização actual, analisar a posição dos elementos e relacioná-la com a configuração electrónica de cada um, estudar as propriedades dos elementos, em particular, do raio atómico e da energia de ionização, e das substâncias elementares correspondentes.

Então, para o tópico “Tabela Periódica – organização dos elementos químicos”, vêm definidos os seguintes objectivos de aprendizagem no Programa de Física e Química A - 10º Ano (2001):

- Interpretar a organização actual da Tabela Periódica em termos de períodos, grupos (1 a 18) e elementos representativos (Blocos s e p) e não representativos.

- Referir a contribuição do trabalho de vários cientistas para a construção da Tabela Periódica até à sua organização actual.

- Verificar, para os elementos representativos da Tabela Periódica, a periodicidade de algumas propriedades físicas e químicas das respectivas substâncias elementares.

- Interpretar duas importantes propriedades periódicas dos elementos representativos – raio atómico e energia de ionização – em termos das distribuições electrónicas.

- Identificar a posição de cada elemento na Tabela Periódica segundo o grupo e o período. - Distinguir entre propriedades do elemento e propriedades da(s) substância(s) elementar(es)

correspondente(s).

- Interpretar informações contidas na Tabela Periódica em termos das que se referem aos elementos e das respeitantes às substâncias elementares correspondentes.

- Relacionar as posições dos elementos representativos na Tabela Periódica com as características das suas configurações electrónicas.

- Reconhecer na Tabela Periódica um instrumento organizador de conhecimentos sobre os elementos químicos.

- Fundamentar, de forma simplificada, técnicas laboratoriais para a determinação de grandezas físicas (densidade, ponto de fusão, ponto de ebulição...).

- Aplicar procedimentos (experimentais, consulta de documentos...) que visem a tomada de decisão sobre a natureza de uma amostra (substância ou mistura).

(estes objectivos serviram de referência para a elaboração do Roteiro de Exploração, que segue no Anexo 2, para a aplicação multimédia “Tabela Periódica v2.5”)

Relativamente às actividades práticas de sala de aula que são sugeridas no programa uma, do tipo investigativo, recai sobre a Tabela Periódica.

Quanto às actividades prático-laboratoriais (AL), a que se intitula de “Identificação de uma substância e avaliação da sua pureza”, pretende dar cumprimento aos dois últimos objectivos acima indicados.

No programa é sugerido a ocupação de 3 aulas para a abordagem dos conteúdos (o estudo de campo desenvolveu-se numa dessas aulas, a qual está descrita no capítulo 6) e outras 3 para a realização da AL.