Confira a seguir os textos de apoio para o plano de aula publicado na edição de novembro de 2015 da Profissão Mestre.

Plano de aula completo de Física para o ensino médio

1. Tema 

  • Energia e transformações energéticas no cotidiano.

 

2. Objetivos 

  • Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.
  • Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico relativos à energia.
  • Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
  • Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
  • Conceituar fontes de energia limpas e não limpas e também fontes renováveis e não renováveis.

 

3. Conteúdos 

  • Energia, trabalho e potência – Conceituação de trabalho, energia e potência. Conceito de energia potencial e de energia cinética. Conservação de energia mecânica e dissipação de energia. Trabalho da força gravitacional e energia potencial gravitacional. Forças conservativas e dissipativas.

 

4. Duração 

A duração total da aula será de aproximadamente 6 horas-aula. Presencialmente, será 3 horas e 30 minutos (quatro períodos presenciais) + 2 horas e  38 minutos em casa – com o auxílio de videoaulas.

 

5. Recursos 

  • Computador associado ao projetor para passar um vídeo.
  • Placas com alternativas A,B,C,D e E ou aplicativo (Socrative Student) associado aos smartphones para identificar as respostas dos alunos.
  • Quadro branco e pincel.
  • Grupo em uma rede social.
  • Visualização de vídeos no YouTube.

 

6. Referencial teórico-metodológico

  • David Ausubel – Aprendizagem significativa
  • Eric Mazur – Peer instruction ou “Instrução pelos colegas”.

 

7. Metodologia 

            De acordo com David Ausubel, o aluno adquire aprendizagem significativa ancorando o futuro conhecimento no que ele já sabe. Para ele, o que o aluno possui de conhecimento prévio é chamado de subsunçor. A concepção sobre energia pode não existir e por isso são recomendados os organizadores prévios.

            Para Ausubel, a dinâmica da estrutura cognitiva ocorre por dois processos: a diferenciação progressiva e a reconciliação integradora. O subsunçor energia deverá ser refinado, mostrando que há diversas formas de energia, fazendo com isso a diferenciação progressiva. Após reconhecer as semelhanças e as diferenças entres os diversos tipos de energia, o aluno faz a reconciliação integradora.

 

AULA 1 (um período presencial = 50min)

Nessa aula usaremos o vídeo postado no YouTube, Caminhos da energia (www.youtube.com/watch?v=3j8DV2W1nWg), de 25 minutos de duração. Ele servirá como um material potencialmente significativo para introduzir o assunto. Após o término da exibição do vídeo, haverá uma discussão aberta sobre energia. As respostas dos alunos serão colocadas no quadro branco e as perguntas que serão feitas na ordem serão:

a)         Quais os tipos de energia foram mencionados no vídeo?

b)         Vocês conseguem identificar quais transformações energéticas foram mencionadas?

c)         Na opinião de vocês, os recursos energéticos disponíveis estão sendo usados de maneira racional? Comentem.

d)         Quais os tipos de usinas de eletricidade vocês lembram que foram citadas no vídeo.

e)         Das usinas de energia elétrica mencionadas, vocês acreditam que todas possuem preocupações ecológicas?

f)            Quais as vantagens de se usar um tipo de usina em detrimento de outra?

 

AULA 1 ( VIRTUAL) (1h 18min 23s) Tarefa de casa

No final da aula 1, será divulgado o nome do grupo na rede social que serão postados os links das aulas em vídeo sobre energia para o aluno assistir em casa. O aluno que não possuir rede social deverá pegar uma lista com o professor.

 

Energia Mecânica

Aula 170 - Energia mecânica introdução – 12min 11s

Aula 171 Energia mecânica Energia cinética e potencial – 15min 14s

Aula 172 Energia mecânica relação de trabalho e energia – 15min 37s

Aula 173 Energia mecânica Conservação de energia mecânica – 15min 31s

Aula 174 Energia mecânica sistemas não conservativos – 19min 50s

(As aulas devem ser acessadas no canal FábrisFísica, no YouTube: www.youtube.com/channel/UCciJ7c6-Lzaf6jU7NKbVu7A)

           

AULA 2 (presencial = 50min)

O Peer instruction ou instrução pelos colegas é uma metodologia de ensino que tem como principal objetivo tornar as aulas mais interativas, distanciando-se, assim, do ensino tradicional, no qual os alunos, em geral, são totalmente passivos em sala de aula. Conforme o próprio nome sugere, uma das ideias centrais do método é fazer com que os alunos interajam entre si ao longo das aulas, ensinando uns aos outros os conceitos estudados e tentando aplicá-los na solução das questões conceituais apresentadas. Com isso, o método tenta ao máximo envolver ativamente os alunos em sua própria aprendizagem.

Os alunos são dispostos em duplas e serão feitas perguntas de múltipla escolha para todos responderem (a resposta da dupla não precisa ser a mesma). Todos recebem um conjunto com as placas A, B, C, D e E com as alternativas das perguntas ou fazem a instalação do aplicativo que transmitirá as respostas, via WiFi ou bluetooth, ao computador do professor, que organizará as respostas. Caso não haja o aplicativo haverá um pedido para que todos levantarem suas respostas (A, B, C, D ou E). O professor fará a contabilização das respostas e as colocará no quadro (ex.: A=5, B=7, C=0, D=2, E=1) sem informar qual a resposta correta. Depois, será dado 3 minutos para a discussão das respostas entre a dupla. O objetivo é que, se houver divergência entre as respostas, cada aluno tente convencer o outro membro da dupla com seus argumentos. Em seguida, é feita nova votação da alternativa correta. O objetivo é estimular a participação e a argumentação dos alunos.

Os  5 minutos iniciais serão usados para a distribuição do material e também para explicar a metodologia da instrução pelos colegas. O tempo médio para cada questão será de 15 minutos, mas se exceder serão usadas apenas duas questões. O importante é a participação do aluno no processo de ensino-aprendizagem.

 

Figura: Quadro explicativo do método Peer instruction ou instrução pelos colegas, retirado originalmente do artigo publicado na RBEF

 

QUESTÃO 1 (ENEM/2010)  - 15 minutos

Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado.

Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental?

 

a)         Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração.

b)         Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia.

c)         Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população.

d)         Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local.

e)         Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.

 

QUESTÃO 2 (ENEM/2010)  - 15 minutos

Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigorna de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada.

Inovação Tecnológica. Disponível em: www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 7 de julho de 2010 (adaptado).

 

Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia:

 

a)         armazenada em um carrinho de montanha russa durante o trajeto.

b)         armazenada na água do reservatório de uma usina hidrelétrica.

c)         liberada na queima de um palito de fósforo.

d)         gerada nos reatores das usinas nucleares.

e)         acumulada em uma mola comprimida.

 

QUESTÃO 3 (ENEM/2010) – 15 minutos

No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No aspecto global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica.

Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia:

 

a)         térmica em mecânica.

b)         mecânica em térmica.

c)         química em térmica.

d)         química em mecânica.

e)         elétrica em luminosa.

 

 

AULA 2 (VIRTUAL) (1h 19min 50s) – Tarefa de casa

No final da aula 2, serão divulgadas duas listas de testes no grupo da turma, bem como os links para as resoluções dos testes. A lista 1 será composta de questões obrigatórias chamadas de Avaliando o Aprendizado. A segunda lista é complementar e se chamará Revisando o Conteúdo. O aluno que não possuir rede social deverá pegar uma lista com o professor.

Vídeos das resoluções das questões de Energia Mecânica.

Lista de testes obrigatórios – Avaliando o aprendizado (1h 19min 50s)

Aula 175 Energia mecânica avaliando o aprendizado parte 1  – 3min 11s

Aula 176 Energia mecânica avaliando o aprendizado parte 2 – 48min 39s

 

Lista de testes complementares – Revisando o conteúdo (1h 29min 19s)

Aula 177 Energia mecânica revisando o conteúdo ficha 1 – 14min 56s

Aula 178 Energia mecânicarevisando o conteúdo ficha 2 parte 1 – 23min 05s

Aula 179 Energia mecânica revisando o conteúdo ficha 2 parte 2 – 31min 08s

Aula 180 Energia mecânica revisando o conteúdo ficha3 – 20min 10s

(As aulas devem ser acessadas no canal FábrisFísica, no YouTube: www.youtube.com/channel/UCciJ7c6-Lzaf6jU7NKbVu7A)

 

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