Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender o Conceito de Fração Molar: Os alunos devem ser capazes de entender o conceito de fração molar e sua importância na Química. Deve ser explicado que a fração molar de um componente em uma mistura é a razão entre o número de mols desse componente e o número total de mols na mistura.

2. Calcular Fração Molar: Os alunos devem ser capazes de calcular a fração molar de um componente em uma mistura. Isso envolve identificar a quantidade de mols de um componente específico e dividir pelo número total de mols na mistura.

3. Aplicar Fração Molar em Problemas Práticos: Os alunos devem ser capazes de aplicar o conceito de fração molar para resolver problemas práticos. Isso pode incluir a determinação da concentração de um componente em uma mistura, a partir da sua fração molar.

   Objetivos secundários:

   • Desenvolver Pensamento Crítico: Ao resolver problemas que envolvam a fração molar, os alunos devem ser incentivados a desenvolver o pensamento crítico, identificando os passos necessários para chegar à solução.

   • Promover o Trabalho em Grupo: O uso do modelo de aula invertida promove a interação entre os alunos, incentivando o trabalho em grupo e a colaboração.

   • Estimular a Aprendizagem Autônoma: Ao assumirem a responsabilidade por seu próprio aprendizado, os alunos são incentivados a desenvolver habilidades de estudo autônomo.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de Conteúdos Prévios:

   • O professor deve iniciar a aula fazendo uma breve recapitulação dos conceitos de mol e molaridade, já que estes são fundamentais para o entendimento do tópico atual.
   • É importante que os alunos compreendam bem esses conceitos antes de avançar para a fração molar. O professor pode relembrar os alunos de que o mol é uma unidade que representa uma quantidade de matéria e que a molaridade é a quantidade de mols de soluto dissolvidos em um litro de solução.

2. Situação Problema:

   • O professor pode propor duas situações problemas para instigar o interesse dos alunos e introduzir o tópico. Por exemplo:
     1. "Imagine que você tem duas garrafas, uma contendo 10 mols de CO2 e a outra 5 mols de H2O. Se você misturá-las, como você pode calcular a fração molar de cada componente na mistura resultante?"
     2. "Se você tem uma mistura de 20 mols de CO2 e 30 mols de H2O, como você pode calcular a fração molar de cada componente?"

3. Contextualização:

   • O professor deve explicar a importância da fração molar na química, ressaltando que ela é usada para expressar a concentração de um componente em uma mistura.
   • Pode-se mencionar exemplos práticos, como a determinação da concentração de oxigênio e nitrogênio na atmosfera terrestre, ou a determinação da quantidade de etanol e água em uma bebida alcoólica.

4. Introdução ao Tópico:

   • O professor pode introduzir o tópico da fração molar de forma atraente, por exemplo, mencionando que é como se estivéssemos "dividindo o bolo químico", ou "calculando a fatia de cada componente na pizza química".
   • Outra abordagem interessante é mostrar aos alunos que a fração molar é uma maneira de descrever a "participação" de cada componente em uma mistura, similar à forma como as ações em uma empresa podem ser descritas em termos de "participação percentual".

Ao final desta etapa, os alunos devem estar familiarizados com o conceito de fração molar, compreendendo que é uma razão entre o número de mols de um componente e o número total de mols na mistura.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade de Modelagem: "Dividindo o Bolo Químico"

   • Descrição: O professor irá propor a atividade "Dividindo o Bolo Químico", na qual os alunos irão representar uma mistura (o bolo) e os seus componentes (os pedaços do bolo) através do uso de massinhas de modelar de cores diferentes. Cada cor representará um componente diferente da mistura.

   • Passo a Passo:

     1. O professor deve dividir a turma em grupos de até 5 alunos e fornecer a cada grupo massinhas de modelar de 2 cores diferentes.
     2. Cada grupo deve criar uma mistura (o bolo) com as duas cores de massinha, sendo que cada cor representa um componente.
     3. Em seguida, os alunos devem calcular a fração molar de cada componente da mistura e representá-la através da divisão do bolo em partes iguais, de acordo com a fração molar calculada.
     4. Os alunos devem registrar as etapas do cálculo e o resultado final, anotando as frações molares em uma folha de papel.
     5. Ao final da atividade, cada grupo deve apresentar o seu "Bolo Químico" e explicar como calculou a fração molar de cada componente.

   • Objetivo do Aprendizado: Esta atividade tem como objetivo permitir que os alunos visualizem o conceito de fração molar e pratiquem o cálculo desta unidade de concentração de forma lúdica e significativa.

2. Atividade de Resolução de Problemas: "Pizza Química"

   • Descrição: O professor irá propor a atividade "Pizza Química", na qual os alunos irão resolver problemas de cálculo de fração molar em um contexto mais complexo e realista.

   • Passo a Passo:

     1. O professor deve fornecer a cada grupo uma lista de ingredientes de uma pizza (a mistura) e as quantidades de cada ingrediente (os componentes).
     2. Os alunos devem calcular a fração molar de cada ingrediente e anotar os resultados.
     3. Em seguida, o professor deve propor diferentes cenários, como "se adicionarmos mais queijo, como isso afetará a fração molar de cada ingrediente?" ou "se retirarmos o tomate, como isso afetará a fração molar de cada ingrediente?".
     4. Os alunos devem realizar novos cálculos de fração molar, levando em consideração as mudanças propostas.
     5. Ao final da atividade, cada grupo deve apresentar os seus cálculos e as conclusões obtidas.

   • Objetivo do Aprendizado: Esta atividade tem como objetivo permitir que os alunos apliquem o conceito de fração molar na resolução de problemas práticos, desenvolvendo a capacidade de pensar criticamente e de trabalhar em grupo.

Ao final desta etapa, os alunos devem ser capazes de calcular a fração molar de um componente em uma mistura e de aplicar este conceito na resolução de problemas práticos. Além disso, eles devem ter desenvolvido habilidades de pensamento crítico e de trabalho em grupo.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discussão em Grupo:

   • O professor deve promover uma discussão em grupo, onde cada grupo apresentará as soluções ou conclusões encontradas durante as atividades "Dividindo o Bolo Químico" e "Pizza Química".
   • O professor deve incentivar os alunos a explicarem como chegaram às suas soluções, quais foram as dificuldades encontradas e como as superaram.
   • O professor deve também esclarecer quaisquer dúvidas que possam ter surgido durante as apresentações.

2. Conexão com a Teoria:

   • Após as apresentações, o professor deve fazer a conexão entre as atividades práticas realizadas e a teoria da fração molar.
   • O professor deve reforçar o conceito de fração molar, explicando novamente que é a razão entre o número de mols de um componente e o número total de mols na mistura.
   • O professor deve também ressaltar a importância da fração molar na determinação da concentração de um componente em uma mistura.

3. Reflexão Individual:

   • O professor deve propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam durante a aula.
   • Para isso, o professor pode fazer perguntas como:
     1. "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?"
     2. "Quais questões ainda não foram respondidas?"
   • Os alunos devem ter um minuto para pensar e, em seguida, podem compartilhar suas respostas com a turma.
   • O professor deve ouvir atentamente as respostas dos alunos, pois elas podem fornecer feedback valioso sobre a compreensão dos alunos e sobre possíveis lacunas no aprendizado.

4. Feedback do Professor:

   • Com base nas respostas dos alunos e nas observações durante a aula, o professor deve fornecer feedback sobre o desempenho dos alunos.
   • O professor deve elogiar os acertos, destacar os pontos fortes e sugerir áreas que necessitam de melhoria.
   • O professor deve também responder às perguntas que ficaram sem resposta e esclarecer quaisquer dúvidas restantes.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter tido a oportunidade de refletir sobre o que aprenderam, de fazer perguntas e de receber feedback sobre o seu desempenho. Isso é importante para a consolidação do aprendizado e para a identificação de possíveis lacunas no conhecimento, que podem ser abordadas em aulas futuras.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo do Conteúdo:

   • O professor deve fazer um breve resumo dos principais pontos abordados na aula, reforçando o conceito de fração molar e como ela é calculada.
   • Deve-se destacar a importância da fração molar para a determinação da concentração de um componente em uma mistura.
   • O professor pode utilizar exemplos práticos novamente para ilustrar o conceito, como a determinação da quantidade de álcool em uma bebida alcoólica.

2. Conexão entre Teoria e Prática:

   • O professor deve enfatizar como a aula conectou a teoria da fração molar com a prática, através das atividades "Dividindo o Bolo Químico" e "Pizza Química".
   • Deve-se ressaltar como a compreensão do conceito de fração molar permitiu aos alunos resolver problemas práticos de maneira eficiente.

3. Materiais Extras:

   • O professor pode sugerir materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seu conhecimento sobre fração molar.
   • Estes materiais podem incluir vídeos explicativos, artigos científicos, exercícios adicionais, entre outros.
   • O professor deve disponibilizar estes materiais de forma que os alunos possam acessá-los facilmente, seja através de uma plataforma online, seja através de cópias impressas.

4. Importância do Assunto:

   • Por fim, o professor deve reforçar a importância do assunto apresentado para a vida cotidiana e para outras áreas do conhecimento.
   • Deve-se destacar que o conceito de fração molar é amplamente utilizado na Química, especialmente na área de soluções, e que a habilidade de calcular e compreender a fração molar é fundamental para quem deseja seguir carreira em ciências naturais, engenharia, medicina, entre outras áreas.
   • O professor pode também mencionar que a fração molar pode ser usada em situações do dia a dia, como na diluição de produtos químicos de limpeza ou na preparação de alimentos e bebidas.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter consolidado o seu entendimento sobre o conceito de fração molar e compreendido a sua importância na Química. Além disso, eles devem sentir-se motivados a continuar estudando o assunto, seja através dos materiais extras sugeridos, seja através da aplicação do conceito em situações do dia a dia.