Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreensão do conceito de fórmula molecular: O aluno deve ser capaz de definir fórmula molecular, entender sua importância e como ela é usada para representar a composição química de uma substância.

2. Aprender a calcular a fórmula molecular: O aluno deve ser capaz de aplicar os conceitos de fórmula empírica e massa molar para determinar a fórmula molecular de uma substância. Isso envolve a habilidade de manipular fórmulas químicas e usar a tabela periódica para obter as massas molares.

3. Desenvolver habilidades de resolução de problemas: Através da prática de cálculos de fórmula molecular, os alunos devem desenvolver habilidades de resolução de problemas, incluindo o pensamento crítico, a análise e a aplicação de conceitos.

Objetivos secundários:

• Incentivar a participação ativa: O professor deve encorajar a participação ativa dos alunos, fazendo perguntas, incentivando discussões e fornecendo feedback construtivo.

• Promover a aprendizagem autônoma: O professor deve orientar os alunos a estudarem e praticarem o conteúdo fora da sala de aula, através de leituras, tarefas e atividades online.

Introdução (10 - 12 minutos)

1. Revisão de conceitos anteriores: O professor deve iniciar a aula relembrando os conceitos de fórmula percentual e fórmula empírica, que são fundamentais para o entendimento do tópico da aula. Esta revisão pode ser feita através de perguntas diretas aos alunos ou de uma breve apresentação de slides. (2 - 3 minutos)

2. Situação-problema: O professor pode apresentar aos alunos duas situações-problema que irão direcionar o Desenvolvimento da aula. A primeira pode ser a determinação da fórmula molecular de uma substância a partir de sua fórmula empírica e sua massa molar. A segunda pode envolver a manipulação de uma fórmula molecular para encontrar a fórmula empírica. Estas situações-problema devem ser desafiadoras o suficiente para estimular o pensamento crítico dos alunos, mas não tão complexas a ponto de desmotivá-los. (3 - 4 minutos)

3. Contextualização: O professor deve então contextualizar a importância do tópico, explicando como a determinação da fórmula molecular é fundamental para a indústria química, a medicina, a farmácia, entre outros. O professor pode citar exemplos práticos, como a determinação da fórmula molecular de um medicamento para garantir a sua eficácia, ou a determinação da fórmula molecular de um polímero para controlar as suas propriedades físicas. (2 - 3 minutos)

4. Ganho de atenção: Para despertar o interesse dos alunos, o professor pode apresentar algumas curiosidades relacionadas ao tópico. Por exemplo, pode mencionar que a fórmula molecular mais longa conhecida é a do titin, uma proteína humana que possui 189,819 átomos e levaria cerca de 1,5 horas para ser pronunciada. Outra curiosidade é que a fórmula molecular do açúcar (C12H22O11) é a mesma para a sacarose, a lactose e a maltose, apesar de serem substâncias com propriedades químicas e físicas diferentes. (2 - 3 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade de Modelagem - "Montando Fórmulas" (10 - 12 minutos)

   • Preparação: O professor deve preparar antecipadamente uma série de cartões, cada um deles com um átomo e um número ao lado. Os átomos podem ser representados por suas iniciais (por exemplo, O para oxigênio, C para carbono, H para hidrogênio, etc.) e os números representam a quantidade de átomos daquele tipo na fórmula molecular (por exemplo, 2 para dióxido de carbono, 3 para trióxido de diantimônio, etc.). O professor também deve preparar uma tabela periódica para auxiliar os alunos na atividade.

   • Execução: Os alunos, divididos em grupos de até 5 pessoas, devem receber uma série de cartões aleatórios e a tarefa de, utilizando os cartões e a tabela periódica, montar a fórmula molecular de uma substância química. O professor deve orientar os alunos a começarem montando a fórmula empírica e, em seguida, a fórmula molecular, verificando a corretude do procedimento.

   • Discussão: Após concluírem a atividade, os grupos devem apresentar suas fórmulas moleculares para a classe e discutir o processo de montagem, destacando quaisquer dificuldades encontradas e como foram resolvidas. O professor deve aproveitar a discussão para reforçar os conceitos de fórmula empírica e fórmula molecular, e a importância da tabela periódica e das massas molares.

2. Atividade Prática - "Determinando Fórmulas Moleculares" (10 - 12 minutos)

   • Preparação: O professor deve preparar antecipadamente uma série de problemas que envolvem a determinação da fórmula molecular a partir da fórmula empírica e da massa molar.

   • Execução: Os alunos, ainda divididos em grupos, devem receber os problemas e a tarefa de resolvê-los. Para isso, eles devem primeiro calcular a massa molar da fórmula empírica e, em seguida, multiplicar todos os subscritos da fórmula empírica pelo mesmo número (de forma que a soma dos subscritos seja igual ao número de 1). O resultado será a fórmula molecular.

   • Discussão: Após concluírem a resolução dos problemas, os grupos devem apresentar suas soluções para a classe. O professor deve discutir as soluções, esclarecer quaisquer dúvidas e fornecer feedback construtivo. O professor deve também destacar a importância de verificar a corretude das fórmulas moleculares obtidas, por exemplo, através do cálculo da massa molar.

3. Atividade Lúdica - "Desafio da Fórmula Molecular" (5 - 7 minutos)

   • Preparação: O professor deve preparar antecipadamente uma série de cartões com fórmulas moleculares de diversas substâncias químicas.

   • Execução: Os alunos, ainda divididos em grupos, devem receber os cartões e a tarefa de identificar as substâncias correspondentes. Para isso, eles devem manipular as fórmulas moleculares, por exemplo, removendo ou adicionando átomos, e verificando se a fórmula empírica e a massa molar coincidem com as da substância dada.

   • Discussão: Após concluírem a atividade, os grupos devem apresentar suas respostas para a classe. O professor deve discutir as respostas, esclarecer quaisquer dúvidas e fornecer feedback construtivo. O professor deve também destacar a importância de verificar a corretude das fórmulas moleculares obtidas, por exemplo, através do cálculo da massa molar.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Discussão em Grupo (3 - 4 minutos): O professor deve promover uma discussão em grupo com todos os alunos para compartilhar e debater as soluções ou conclusões encontradas por cada grupo durante as atividades práticas. Esta é uma oportunidade para os alunos aprenderem uns com os outros, esclarecerem dúvidas e refletirem sobre os processos de resolução dos problemas. O professor deve atuar como mediador, garantindo que todos os alunos tenham a oportunidade de falar e que a discussão permaneça focada nos Objetivos de aprendizagem.

   • Condução: O professor deve perguntar a cada grupo o que descobriu durante a atividade e como chegou àquela Conclusão. É importante que o professor faça perguntas abertas, que estimulem os alunos a explicar seus raciocínios e a justificar suas respostas. O professor deve também encorajar os alunos a fazerem perguntas uns aos outros e a oferecerem feedback construtivo.

2. Conexão com a Teoria (2 - 3 minutos): O professor deve então fazer a conexão entre as atividades práticas e a teoria. O professor deve explicar como a manipulação de átomos e fórmulas moleculares durante as atividades práticas está diretamente relacionada com a determinação da fórmula molecular na teoria. O professor deve também destacar o papel da fórmula empírica e da massa molar na determinação da fórmula molecular, e como estes conceitos foram aplicados durante as atividades práticas.

   • Exemplo: O professor pode explicar que, durante a atividade de "Montando Fórmulas", os alunos estavam, na prática, determinando a fórmula molecular de uma substância a partir de sua fórmula empírica. O professor pode também explicar que, durante a atividade de "Determinando Fórmulas Moleculares", os alunos estavam aplicando o conceito de massa molar para determinar o fator de multiplicação que transforma a fórmula empírica na fórmula molecular.

3. Reflexão Final (2 - 3 minutos): Por fim, o professor deve propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam na aula. O professor deve fazer perguntas que incentivem os alunos a pensar sobre os conceitos mais importantes, a identificar quaisquer dificuldades que ainda possam ter, e a planejar o que vão fazer para consolidar o aprendizado. O professor deve dar um minuto para os alunos pensarem silenciosamente e, em seguida, pedir que compartilhem suas reflexões.

   • Perguntas de Reflexão:

     1. Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?
     2. Quais questões ainda não foram respondidas?
     3. O que você planeja fazer para consolidar o que aprendeu hoje?

   • Condução: O professor deve pedir que alguns alunos compartilhem suas respostas com a classe. O professor deve escutar atentamente, elogiar as respostas pertinentes e fornecer feedback construtivo para as respostas que precisam de mais esclarecimento. O professor deve também reforçar a importância do estudo autônomo e da prática para a consolidação do aprendizado.

Ao final dessa etapa, os alunos devem ter uma compreensão clara do conceito de fórmula molecular e de como calculá-la, além de terem desenvolvido habilidades de resolução de problemas e pensamento crítico. Eles também devem ser capazes de identificar as áreas em que ainda têm dificuldades e de planejar o que vão fazer para superá-las.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo e Recapitulação (2 - 3 minutos): O professor deve iniciar a Conclusão da aula reforçando os pontos principais abordados durante a aula. Isso inclui a definição de fórmula molecular, a diferença entre fórmula empírica e fórmula molecular, e a importância da massa molar e da tabela periódica na determinação da fórmula molecular. O professor pode utilizar um resumo visual, como um diagrama ou uma apresentação de slides, para reforçar os conceitos e facilitar a compreensão dos alunos.

2. Conexão Teoria-Prática (1 - 2 minutos): O professor deve então explicar como a aula conectou a teoria e a prática. O professor pode destacar como as atividades práticas, como "Montando Fórmulas" e "Determinando Fórmulas Moleculares", permitiram aos alunos aplicar os conceitos teóricos de uma maneira concreta e significativa. O professor deve reforçar que a compreensão da teoria é essencial para a resolução eficaz de problemas práticos.

3. Materiais Complementares (1 - 2 minutos): O professor deve sugerir materiais de estudo adicionais para os alunos que desejam aprofundar seus conhecimentos sobre o tópico da aula. Isso pode incluir capítulos de livros-texto, vídeos educacionais, sites de química, e exercícios de prática online. O professor deve encorajar os alunos a explorarem estes materiais de forma autônoma e a buscarem o professor para esclarecer quaisquer dúvidas que possam surgir.

4. Importância do Tópico (1 minuto): Por fim, o professor deve reiterar a importância da determinação da fórmula molecular na vida cotidiana e em diversas áreas de estudo e trabalho. O professor pode citar exemplos práticos, como a fabricação de medicamentos, a produção de materiais plásticos, e a análise forense, para ilustrar como o conhecimento adquirido na aula é relevante e aplicável. O professor deve encorajar os alunos a perceberem a química como uma ciência prática e relevante para o seu dia a dia, e a continuarem a explorar e a questionar o mundo ao seu redor a partir de uma perspectiva química.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter consolidado seu entendimento sobre a determinação da fórmula molecular, estarem cientes de como a teoria se aplica na prática, e terem uma visão clara da relevância do tópico para a vida cotidiana e para a ciência em geral.