Esta aula é a quarta de uma seqüência de 12 aulas que têm como objetivo geral integrar os conteúdos sobre a água, o ar e o solo com a fisiologia vegetal no ensino fundamental. Assim os conceitos centrais desses conteúdos são trabalhados de forma que os alunos possam compreendê-los como componentes abióticos dos ambientes que estão em permanente interação com os elementos vivos (componentes bióticos). A integração desses conteúdos se dá visando a compreensão da vida vegetal nas relações que as plantas estabelecem com a água, o ar e os solos para realizarem o processo da fotossíntese. Neste bloco de aulas a fotossíntese deve ser compreendida como um processo de transformação de substâncias do ambiente em matéria orgânica. Outro objetivo geral subjacente a este bloco refere-se à compreensão da Ciência como artefato humano. Assim, também são apresentados elementos de história da Ciência e experimentos, valorizando o confronto de idéias de antigos cientistas com a interpretação que os alunos fazem sobre o que observam durante as atividades práticas. No caso específico desta quarta aula o aluno poderá vivenciar o método científico ao revisitar uma clássica experiência realizada no século XVII, formular hipóteses e entender a importância da terra e da água para o desenvolvimento das plantas.

O aluno precisa saber que as plantas como todo ser vivo precisa de alimento (energia na forma de matéria) para se desenvolver. É importante que já tenha sido trabalhado as características do fazer ciência para que o aluno já saiba que os conhecimentos hoje disponíveis são fruto de um longo processo histórico, que as descobertas vão surgindo aos poucos, muitas delas por experimentação. É interessante que os alunos tenham realizado a atividade proposta na segunda aula desta seqüência A Água e as plantas I – Condução e Transpiração

No laboratório de informática – O professor pode começar relembrando algumas características do método científico das ciências naturais e questionar do que as plantas se alimentam (espera-se que apareça água e terra) para propor refazer ( virtualmente) os passos de Van Helmont.

Os alunos podem acessar um dos links a seguir para obter as respectivas imagens:

http://10-1-modulosrecorrente.blogspot.com/2008/02/fotossntese_20.html  

http://www.euita.upv.es/varios/biologia/Temas/tema_11.htm  

http://www.lmpc.edu.au/resources/science/livingthings/lesson7.htm  

Ele plantou uma muda de salgueiro em um vaso e pesou todo o conjunto (vaso+muda+terra) e obteve 5,5 Kg. Posteriormente tampou o vaso com uma placa de ferro perfurada que permitia apenas a passagem de água. Van Helmont regou a planta diariamente com água da chuva por 5 anos. Pesou novamente o conjunto (vaso+planta+terra) obtendo 78 Kg. A quantidade de terra não mudou quase nada nos 5 anos (diminuição de menos de 100g).

Elabore um roteiro para que os alunos preencham, questionando:
a) O que Van Helmont queria investigar? Qual era sua hipótese inicial?
Comentário: Cabe lembrar que no século XVII acreditava-se que as plantas desenvolviam-se se alimentando de terra pelas suas raízes. Partindo deste princípio, o experimento de Van Helmont buscava demonstrar que (hipótese inicial) o crescimento da planta correspondia ao consumo de terra.
b) Por quê ele pesou a planta e a terra no início da experiência?
Comentário: Van Helmont queria investigar a variação do peso da planta e da terra para estabelecer relações entre elas. Para isso era importante conhecer o valor inicial dessas duas variáveis (peso da planta e peso da terra). É importante ressaltar aos alunos que Van Helmont inovou ao incorporar o caráter quantitativo na observação.

c) Por quê ele colocou uma placa de ferro perfurada tampando a boca do vaso?
Comentário: Van Helmont colocou a placa para ter certeza que nada iria interferir no experimento, como por exemplo a queda de folhas de outras plantas ou insetos mortos no vaso. O professor pode ressaltar que uma das características deste método de fazer ciência é o isolamento das variáveis a serem quantificadas.
d) Qual era o peso da planta após 5 anos? E da terra?
Comentário: Peça para os alunos observarem atentamente o esquema do experimento e identificarem a variação no peso da planta e no peso da terra. Peça para retornarem à hipótese inicial e questione-os se o experimento a confirma ou a refuta.
e) O que Van Helmont pode concluir com esse experimento?
Comentário: Van Helmont postulava que caso a planta se alimentasse da terra, o crescimento da planta acarretaria em diminuição do peso da terra. Como isto não foi observado ( variação mínima da terra em relação ao crescimento da planta), ele concluiu que o desenvolvimento da planta ocorreu em função de outro elemento que estava sendo adicionado diariamente ao conjunto (vaso+terra+planta), a água. Van Helmont concluiu que as plantas se alimentam de água.

f) Relembrando os resultados da experiência que você fez na segunda aula dessa seqüência A Água e as plantas I – Condução e Transpiração, eles podem ser usados para apoiar ou refutar a conclusão de Van Helmont?
Comentário: O Experimento 1 da segunda aula contribui para discordar da conclusão de Van Helmont, uma vez que observamos neste experimento que boa parte da água que a planta incorpora por suas raízes é perdida para o ambiente através da transpiração.O professor pode ressaltar que o desenvolvimento da ciência é marcado p or embates entre teorias e hipóteses conflitantes. Com isto, pode fazer um gancho para apresentar a próxima aula, ao dizer que nela os alunos verão o experimento de um cientista que não foi tão facilmente convencido pelas conclusões de Van Helmont.( próxima aula: História da ciência e desenvolvimento das plantas II – O experimento de John Woodward)

Recurso: o professor pode consultar o material didático disponível em : http://www.cap.ufrj.br/material_didatico/BIOCIENF4.pdf

Livros:
Leitura Recomendada sobre história dos conhecimentos sobre Fotossíntese:

Baker, Jeffrey JW e Allen, Garland E. Fotossíntese. In: Estudo da Biologia Vol1. 1ed. Editora Edgard Blücher. 1975. São Paulo.

Artigos:

Leitura recomendada sobre abordagens de história da ciência e ideias dos alunos:

BIZZO, N. História da Ciência e ensino: onde terminam os paralelos possíveis. Em Aberto. Brasília. Ano 11. no. 55. jul/set. 1992.
Disponível em:
http://www.rbep.inep.gov.br/index.php/emaberto/article/viewFile/815/733

DRIVER, R.; ASOKO, H.; LEACH, J.; MORTIMER, E. F. & SCOTT, P. Construindo conhecimento científico na sala de aula. Química Nova na Escola 9 – maio 1999 (p. 31-39).
Disponível em: http://www.foco.lcc.ufmg.br/ensino/qnesc/pdf/n09/aluno.pdf

MOREIRA, M. A. & OSTERMANN, F. Sobre o ensino do método científico. Caderno Catarinense de Ensino de Física 10 (2). Florianópolis: UFSC, agosto de 1993 (p. 108-117).
Disponível em: http://www.fsc.ufsc.br/ccef/port/10-2/artpdf/a1.pdf  
MORTIMER, E.F. Construtivismo, mudança conceitual e ensino de Ciências: para onde vamos? REF?? Ver com aline
Disponível em:
http://www.if.ufrgs.br/public/ensino/N1/2artigo.htm

Artigo sobre Ensino por investigação:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc29/06-RSA-7306.pdf

O aluno pode ser avaliado pela participação e interesse durante a atividade. As respostas dadas ao roteiro da atividade podem ser recolhidas para a avaliação.