Plano de Aula | Metodologia Ativa | Átomos: Evolução dos Modelos Atômicos

Premissas: Este Plano de Aula Ativo pressupõe: uma aula de 100 minutos de duração, estudo prévio dos alunos tanto com o Livro, quanto com o início do desenvolvimento do Projeto e que uma única atividade (dentre as três sugeridas) será escolhida para ser realizada durante a aula, já que cada atividade é pensada para tomar grande parte do tempo disponível.

Objetivos

Duração: (5 - 10 minutos)

A etapa de objetivos é fundamental para estabelecer uma base clara do que será abordado durante a aula. Ao definir os objetivos, o professor guia os alunos para o que é esperado que eles aprendam e compreendam. Isso não só orienta os alunos em seu estudo prévio, como também ajuda a focar as atividades em sala de aula, garantindo que o tempo seja usado de maneira eficaz para explorar os conceitos mais importantes.

Objetivos principais:

1. Explicar a evolução dos modelos atômicos, desde os conceitos mais antigos até os modelos contemporâneos, destacando as principais características e mudanças de cada modelo.

2. Identificar e reconhecer as contribuições significativas de cientistas-chave na evolução dos modelos atômicos, como Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr.

Objetivos secundários:

1. Desenvolver habilidades de análise crítica para comparar diferentes modelos atômicos e avaliar suas validades e limitações dentro de contextos históricos e científicos específicos.

Introdução

Duração: (15 - 20 minutos)

A fase de introdução é projetada para engajar os alunos e ativar o conhecimento prévio obtido através do estudo em casa. Ao usar situações problema, os alunos são incentivados a pensar criticamente sobre como os modelos atômicos explicam fenômenos reais e cotidianos. A contextualização, por outro lado, visa mostrar a relevância dos modelos atômicos em várias aplicações práticas, aumentando assim o interesse e a motivação dos alunos para o assunto.

Situações Problema

1. Imagine que você é um cientista no final do século 19, tentando explicar por que certos materiais conduzem eletricidade e outros não. Como os modelos atômicos da época poderiam ajudar a explicar esse fenômeno?

2. Considere que você está tentando entender por que alguns elementos reagem quimicamente de maneiras muito explosivas, enquanto outros são bastante inertes. Que papel os diferentes modelos atômicos desempenham na explicação dessas diferenças?

Contextualização

Para entender a importância dos modelos atômicos, considere como o entendimento do átomo impactou não apenas a química, mas também a física, a medicina e até a engenharia. A evolução desses modelos nos ajudou a explicar desde a estrutura da matéria até a complexidade das reações nucleares. Por exemplo, a descoberta da estrutura do núcleo atômico por Rutherford permitiu avanços na medicina nuclear, que hoje salva milhares de vidas através de técnicas de diagnóstico e tratamento.

Desenvolvimento

Duração: (75 - 80 minutos)

A etapa de desenvolvimento no plano de aula é destinada a proporcionar aos alunos a oportunidade de aplicar o conhecimento prévio adquirido sobre modelos atômicos de uma maneira prática e interativa. Ao participar de uma das atividades propostas, os alunos trabalham em equipe para resolver problemas, construir modelos, ou investigar características dos modelos atômicos de forma criativa, consolidando assim seu entendimento do tópico de maneira divertida e envolvente.

Sugestões de Atividades

Recomenda-se que seja realizada apenas uma das atividades sugeridas

Atividade 1 - Viagem no Tempo Atômico

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Compreender a sequência histórica e as principais características dos modelos atômicos, reforçando o conhecimento sobre a contribuição de cada cientista.

- Descrição: Nesta atividade, os alunos serão divididos em grupos de até 5 pessoas e deverão criar uma linha do tempo tridimensional, representando a evolução dos modelos atômicos. Cada grupo receberá cartolinas, canetas coloridas, recortes de imagens de cientistas e seus modelos atômicos, e outros materiais de decoração. A linha do tempo deve começar com o modelo atômico de Dalton e avançar até o modelo atual, destacando os modelos de Thomson, Rutherford e Bohr.

- Instruções:

• Divida a turma em grupos de no máximo 5 alunos.

• Distribua os materiais para cada grupo.

• Oriente os alunos a pesquisar brevemente em seus notebooks ou tablets sobre cada modelo atômico, se necessário.

• Cada grupo deve construir uma linha do tempo tridimensional em cartolina, destacando os principais modelos atômicos e seus criadores.

• Cada modelo na linha do tempo deve ter uma breve descrição e uma representação visual (desenho ou recorte).

• Ao final, cada grupo apresentará sua linha do tempo para a classe, explicando as transições entre os modelos.

Atividade 2 - Detetives Atômicos

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Desenvolver habilidades de análise e síntese ao conectar características específicas com os modelos atômicos adequados.

- Descrição: Os alunos, em grupos, assumirão o papel de detetives científicos investigando um 'mistério atômico'. Cada grupo receberá um envelope contendo 'pistas' que são, na verdade, descrições de características dos diferentes modelos atômicos. Eles precisarão usar essas pistas para deduzir qual modelo atômico elas representam e montar um 'quadro de evidências' com as informações corretas sobre cada modelo.

- Instruções:

• Organize os alunos em grupos de até 5 pessoas.

• Entregue a cada grupo um envelope com pistas sobre diferentes modelos atômicos.

• Cada pista deve ser analisada e associada ao modelo atômico correspondente.

• Os alunos deverão montar um quadro de evidências, colocando as pistas no modelo atômico correto.

• Ao final, cada grupo apresentará seu quadro de evidências, explicando como chegaram às suas conclusões.

Atividade 3 - Construtores de Átomos

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Visualizar e entender as estruturas dos diferentes modelos atômicos, promovendo uma melhor compreensão de suas propriedades e limitações.

- Descrição: Esta atividade prática envolve a construção de modelos atômicos usando materiais diversos como bolas de isopor, palitos, elásticos e outros. Cada grupo será responsável por construir um modelo atômico específico (Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr) e explicar suas características e limitações em uma apresentação final para a classe.

- Instruções:

• Divida a classe em grupos de 5 alunos.

• Atribua um modelo atômico específico a cada grupo.

• Forneça materiais como bolas de isopor, palitos e elásticos.

• Os alunos deverão construir o modelo atômico, considerando as características científicas do mesmo.

• Prepare os alunos para apresentar seu modelo, destacando as principais características e limitações do modelo atômico correspondente.

Retorno

Duração: (15 - 20 minutos)

Esta etapa de retorno é essencial para consolidar o aprendizado dos alunos permitindo que eles reflitam sobre suas experiências e compartilhem descobertas com seus colegas. A discussão em grupo ajuda a reforçar os conceitos aprendidos, promove uma compreensão mais profunda através do diálogo e permite que os alunos vejam como diferentes grupos abordaram os mesmos problemas. Este feedback coletivo também oferece ao professor insights sobre o entendimento dos alunos e áreas que podem necessitar de mais exploração.

Discussão em Grupo

Inicie a discussão em grupo reagrupando todos os alunos na sala. Comece ressaltando a importância de compartilhar diferentes perspectivas e descobertas feitas durante as atividades. Encoraje os alunos a falar sobre os desafios enfrentados e como superaram, bem como insights interessantes que emergiram ao aplicar os modelos atômicos nas atividades práticas. Use as perguntas-chave para direcionar a conversa e garantir que todos os grupos tenham a oportunidade de expressar suas ideias e aprendizados.

Perguntas Chave

1. Quais foram os maiores desafios ao construir os modelos atômicos nas atividades e como vocês os superaram?

2. Como as características de cada modelo atômico ajudam a explicar fenômenos químicos e físicos?

3. O que vocês aprenderam sobre a evolução dos modelos atômicos que foi surpreendente ou inesperado?

Conclusão

Duração: (5 - 10 minutos)

A etapa de conclusão é crucial para reforçar o aprendizado e garantir que os alunos tenham uma compreensão clara e integrada dos conceitos discutidos. Esta seção permite que os alunos vejam o quadro completo da evolução dos modelos atômicos e sua importância prática, consolidando o conhecimento e incentivando a aplicação do aprendizado em contextos diversos.

Resumo

Resuma brevemente os principais pontos abordados na aula, destacando os modelos atômicos de Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr. Relembre as contribuições de cada cientista e como cada modelo evoluiu em resposta às descobertas e limitações do anterior.

Conexão com a Teoria

Explique como as atividades práticas realizadas pelos alunos ajudaram a conectar a teoria estudada com a prática, demonstrando a aplicabilidade dos modelos atômicos na explicação de fenômenos reais, como a condução de eletricidade e a reatividade química.

Fechamento

Finalize destacando a relevância do estudo dos modelos atômicos para a compreensão do mundo ao redor, desde a formação de materiais até aplicações em tecnologia e medicina. Enfatize como um entendimento profundo da estrutura atômica é fundamental para inovações em diversas áreas.