Ao adotar a perspectiva interdisciplinar relacionando os aspectos científicos, tecnológicos e sociais do tema ENERGIA, buscamos aproximar as ciências e seus desdobramentos na vida e no ambiente. Assim, elegemos, em cada área algumas habilidades que serão promovidas com a abordagem didática dos muitos aspectos que podem ser estudados e desenvolvidos na Exposição Científica Interdisciplinar.
As Competências e Habilidades foram selecionadas a partir da Matriz do ENEM 2009 e pretendem integrar Conceitos, Procedimentos e Atitudes no processo de Ensino.
EXPOSIÇÃO
CIENTÍFICA INTERDISCIPLINAR
Tema: Energia
– Conservação e Transformação
Semana de
planejamento
TERESINA, 05 a 09 de julho
DE 2010
LISTA
DE COMPETÊNCIAS BÁSICAS A SEREM DESENVOLVIDAS ATRAVÉS DAS DIFERENTES ETAPAS DA
EXPOSIÇÃO
1.
COMPETÊNCIAS DA EXPOSIÇÃO EM FÍSICA
Energia e potência associadas aos movimentos
•
Identificar formas e transformações de energia associadas aos movimentos reais,
avaliando, quando pertinente, o trabalho envolvido e o calor dissipado, como,
por exemplo, em uma freada ou em uma derrapagem.
•
A partir da conservação da energia de um sistema, quantificar suas
transformações e a potência disponível ou necessária para sua utilização,
estimando, por exemplo, o combustível gasto para subir uma rampa ou a potência
do motor de uma escada rolante.
•
Acompanhar a evolução dos processos de utilização de potência mecânica e as implicações
sociais e tecnológicas a eles associadas ao longo dos tempos (como, por
exemplo, na evolução dos meios de transportes ou de máquinas mecânicas).
O
calor na vida e no ambiente
• Compreender o
papel do calor na origem e manutenção da vida.
•
Reconhecer os diferentes processos envolvendo calor e suas dinâmicas nos fenômenos
climáticos para avaliar a intervenção humana sobre o clima.
•
Identificar e avaliar os elementos que propiciam conforto térmico em ambientes fechados
como sala de aula, cozinha, quarto etc., para utilizar e instala adequadamente
os aparelhos e equipamentos de uso corrente.
Energia: produção para uso social
•
Identificar as diferentes fontes de energia (lenha e outros combustíveis,
energia solar etc.) e processos de transformação presentes na produção de
energia para uso social.
•
Identificar os diferentes sistemas de produção de energia elétrica, os
processos de transformação envolvidos e seus respectivos impactos ambientais,
visando ás escolhas ou análises de balanços energéticos.
• Acompanhar
a evolução da produção, do uso social e do consumo de energia relacionando-os
ao desenvolvimento econômico, tecnológico e à qualidade de vida ao longo do
tempo.
Energia nuclear e radioatividade
•
Compreender as transformações nucleares que dão origem à radioatividade para reconhecer
sua presença na natureza e em sistemas tecnológicos.
• Conhecer
a natureza das interações e a dimensão da energia envolvida nas transformações
nucleares para explicar seu uso em, por exemplo, usinas nucleares, indústria,
agricultura ou medicina.
•
Avaliar os efeitos biológicos e ambientais, assim como medidas de proteção, da radioatividade
e radiações ionizantes.
2. COMPETÊNCIAS DA EXPOSIÇÃO EM BIOLOGIA
Os movimentos dos materiais e da energia na
natureza
Em
um dado ecossistema (uma mata preservada, um terreno baldio, um trecho de
praia, por exemplo), observar as condições do meio e os seres vivos aí existentes
para:
•
identificar as relações
alimentares estabelecidas entre esses organismos, empregando
terminologia científica adequada;
•
representar essas relações alimentares, utilizando esquemas apropriados;
•
interpretar as relações alimentares como uma forma de garantir a transferência de matéria e de
energia do ecossistema;
•
identificar a origem da
energia existente em cada nível de organização desse ecossistema;
• traçar o circuito de determinados elementos químicos como o carbono,
oxigênio e nitrogênio, colocando em evidência o deslocamento desses elementos
entre o mundo inorgânico (solo, água, ar) e o mundo orgânico (tecidos, fluidos,
estruturas animais e vegetais);
•
coletar material e realizar experimentos com a finalidade de observar a decomposição
da matéria orgânica e compreender que o reaproveitamento de materiais, que
ocorre naturalmente nos ecossistemas, impede o esgotamento dos elementos
disponíveis na Terra;
• representar graficamente
as transferências de matéria e de energia ao longo de um sistema vivo;
•
redigir um relatório, utilizando linguagem científica adequada para apresentar
as principais observações, conclusões e possíveis generalizações.
Desorganizando os fluxos da matéria e da
energia: a intervenção humana e os desequilíbrios ambientais
A
partir de diversas fontes de informação (textos científicos, reportagens
jornalísticas ou imagens) que discutam a exploração e o uso dos recursos naturais pela sociedade:
•
analisar a maneira como o ser humano interfere nos ciclos naturais da matéria
para recriar sua existência, retirando materiais numa velocidade superior à que
podem ser repostos naturalmente ou devolvendo em quantidades superiores às
suportadas pelos ecossistemas até que a degradação deles se complete;
•
analisar dados sobre intensificação do efeito estufa, diminuição da taxa de
oxigênio no ambiente e uso intensivo de fertilizantes nitrogenados,
associando-os às interferências humanas nos ciclos naturais dos elementos
químicos;
•
avaliar diferentes medidas que minimizem os efeitos das interferências humanas
nos ciclos da matéria;
•
descrever as características de regiões poluídas, identificando as principais
fontes poluidoras do ar, da água e do solo;
•
fazer um levantamento de dados relativos às condições do solo, da água e do ar
das regiões onde vivem os alunos e compará-los com outras regiões brasileiras;
•
propor, debater e divulgar junto à comunidade medidas que podem ser tomadas
para reduzir a poluição ambiental, distinguindo as de responsabilidade
individual e as de responsabilidade coletiva e do poder público.
3.
COMPETÊNCIAS DA EXPOSIÇÃO EM QUÍMICA
Produção e consumo de energia térmica e
elétrica nas transformações químicas:
entalpia de reação (balanço
energético entre ruptura e formação de novas ligações); reações de
óxido-redução envolvidas na produção e consumo de energia elétrica; potenciais
de eletrodo; energia de ligação.
•
Identificar a produção de energia térmica e elétrica em diferentes
transformações químicas.
•
Relacionar a formação e a ruptura de ligação química com energia térmica.
•
Compreender a entalpia de reação como resultante do balanço energético advindo
de formação e ruptura de ligação química.
•
Prever a entalpia de uma transformação química a partir de informações
pertinentes obtidas em tabelas, gráficos e outras fontes.
•
Relacionar a energia elétrica produzida e consumida na transformação química e
os processos de oxidação e redução.
•
Compreender os processos de oxidação e de redução a partir das idéias sobre a
estrutura da matéria.
•
Prever a energia elétrica envolvida numa transformação química a partir dos
potenciais-padrões de eletrodo das transformações de oxidação e redução.
•
Compreender a evolução das idéias sobre pilhas e eletrólise, reconhecendo as
relações entre conhecimento empírico e modelos explicativos.
•
Buscar informações sobre transformações químicas que produzem energia
utilizadas nos sistemas produtivos.
•
Avaliar as implicações sociais e ambientais do uso de energia elétrica e
térmica provenientes de transformações químicas.
Energia e estrutura das substâncias:
interações
eletrostáticas entre átomos, moléculas e íons nos sólidos e líquidos; ligações
covalentes, iônicas e metálicas como resultantes de interações eletrostáticas;
relação entre propriedades da substância e sua estrutura; as experiências de
Faraday (eletrólise) para explicar o consumo de energia, em quantidades iguais
a múltiplos de uma certa quantidade fixa de eletricidade; teorias da valência
par explicar a ligação covalente.
•
Identificar e compreender a energia envolvida na formação e na quebra de
ligação químicas.
•
Compreender os estados sólido, líquido e gasoso em função das interação
eletrostáticas entre átomos, moléculas ou íons.
•
Compreender as ligações químicas como resultantes de interações eletrostátic
entre átomos, moléculas ou íons.
•
Relacionar as propriedades macroscópicas das substâncias e as ligações química
entre seus átomos, moléculas ou íons.
Produção e consumo de energia nuclear:
processos de fusão e fissão nucleares; transformações nucleares como fonte de
energia.
•
Compreender os processos de fusão e fissão nucleares e a produção de energia
neles envolvida.
•
Reconhecer transformações nucleares como fonte de energia.
•
Buscar fontes de informação sobre geração e uso de energia nuclear.
•
Avaliar os riscos e benefícios dos diferentes usos da energia nuclear.
Ciclos biogeoquímicos na atmosfera:
oxigênio, nitrogênio e gás carbônico.
•
Compreender como a atmosfera participa dos ciclos do nitrogênio, oxigênio e gás
carbônico na natureza.
Os seres vivos como fonte de alimentos e
outros produtos:
composição,
propriedades e função dos alimentos nos organismos vivos: carboidratos,
proteínas, gorduras, lipídeos e outros nutrientes; medicamentos, corantes,
celulose, alcalóides, borracha, fermentação.
•
Reconhecer os componentes principais dos alimentos – carboidratos, lipídeos,
proteínas, suas propriedades, funções no organismo, e suas transformações
químicas.
• Entender
e avaliar os processos de conservação dos alimentos, analisando os
diferentes
pontos de vista sobre vantagens e desvantagens de seu uso.
•
Compreender as transformações químicas dos carboidratos, lipídeos e proteínas
na produção de materiais e substâncias como, por exemplo, etanol, carvão
vegetal, fibras, papel, explosivos, óleos comestíveis, sabão, elastômeros,
laticínios, lã, couro, seda, vacinas, soros, vitaminas, hormônios etc.
•
Avaliar a utilização da biomassa como fonte alternativa de materiais
combustíveis.
•
Aplicar idéias sobre arranjos atômicos e moleculares para entender a formação
de cadeias, ligações, funções orgânicas e isomeria.
Os materiais fósseis e seus usos:
combustíveis, indústria petroquímica e carboquímica.
•
Compreender as idéias que explicam a origem do petróleo, carvão mineral e gás
natural.
•
Compreender os processos de transformação do petróleo, carvão mineral e gás
natural em materiais e substâncias utilizados no sistema produtivo – refino do
petróleo, destilação seca do carvão mineral e purificação do gás natural.
•
Avaliar a produção e usos sociais dos combustíveis fósseis.
Ciclos biogeoquímicos e suas relações
com a biosfera: carbono, oxigênio e nitrogênio
•
Reconhecer a participação da biosfera nos ciclos do nitrogênio, oxigênio e
carbono.
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