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Material Digital do Professor

Ciências – 8º ano

2º bimestre – Sequência didática 2

Construindo uma estação meteorológica

Duração: 3 aulas

Referência do Livro do Estudante: Unidade 2, Capítulo 5

Relevância para a aprendizagem

Procurar informações a respeito da previsão do tempo nos diversos meios digitais tornou-se

uma atividade comum da sociedade atual. Dados acerca da probabilidade de chuvas, ondas de calor

ou frio, por exemplo, são informações importantes para diversos setores governamentais na medida

em que se pode planejar e definir ações para proteger a sociedade dos efeitos relacionados ao clima.

Podemos destacar alguns fenômenos climáticos que afetam a sociedade, tais como furacões, chuvas

torrenciais com forte intensidade, aumento excessivo da temperatura e baixa umidade do ar. Nesse

sentido, observar a configuração de nuvens e compreender os conceitos de temperatura, pressão do

ar e ventos são fundamentais para identificar os fenômenos relacionados ao clima, bem como

desenvolver métodos por meio dos quais se pode fazer previsões de mudanças climáticas. Assim, esta

sequência didática tem por objetivo a simulação de uma estação de previsão do tempo, baseada em

investigação do clima local e na análise de algumas variáveis utilizadas na previsão do tempo por meio

de instrumentos construídos pelos próprios estudantes.

Para sistematizar esse estudo, a presente sequência foi organizada em três aulas, sendo uma

aula destinada à compreensão das variáveis envolvidas na previsão do tempo; a segunda, orientada

para a construção coletiva de instrumentos de medição dessas variáveis; e a terceira, destinada à

coleta, análise e representação dos dados na forma de um boletim de previsão do tempo. Elementos

como levantamento de hipóteses, observação, coleta e organização de dados e interpretação da

situação proposta são fundamentais para a realização das atividades sugeridas.

Objetivos de aprendizagem

• Identificar e compreender as variáveis relevantes para a previsão do tempo.

• Realizar observações acerca do clima local.

• Construir instrumentos de medida utilizados para a previsão do tempo (termômetro, barômetro, anemômetro), compreendendo o princípio de funcionamento de cada um deles.

• Desenvolver a prática da investigação científica.

• Elaborar a previsão do clima local por meio de observações e da análise dos dados coletados.




Competências gerais e específicas (BNCC)

Competências

Gerais

2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.

7. Argumentar com base em fatos, dados e informações confiáveis, para formular, negociar e defender ideias, pontos de vista e decisões comuns que respeitem e promovam os direitos humanos, a consciência socioambiental e o consumo responsável em âmbito local, regional e global, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si mesmo, dos outros e do planeta.

Específicas

1. Compreender as Ciências da Natureza como empreendimento humano, e o conhecimento científico como provisório, cultural e histórico.

2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.

3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.

4. Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho.

Objetos de conhecimento e habilidades (BNCC)

Objeto de conhecimento Habilidade

Clima (EF08CI15) Identificar as principais variáveis envolvidas na previsão do tempo e

simular situações nas quais elas possam ser medidas.

Desenvolvimento

Aula 1 – Temperatura e previsão do tempo

Duração: 1 aula (cerca de 45 minutos).

Local: sala de aula.

Organização dos estudantes: sentados em suas carteiras voltados para o professor, de modo a favorecer a visualização das

informações apresentadas e posterior discussão dos dados apresentados.

Recursos e/ou material necessário: quadro de giz, giz e um gráfico de previsão do tempo da cidade impresso. Se possível,

exibir o gráfico em um projetor multimídia.




Atividade 1 – Compreendendo os dados de previsão do tempo (25 minutos)

Inicie a aula solicitando aos estudantes que observem o aspecto do céu, através da janela da

sala de aula ou indo a uma área externa do colégio e, com base em suas observações, peça a eles que

realizem previsões do tempo, considerando temperatura, umidade do ar, possibilidade de chuva, etc.

Em seguida, apresente aos estudantes, de forma impressa ou projetada, um gráfico de

previsão do tempo referente a um período próximo, como a semana da aula, na localidade da escola.

Peça a alguns estudantes que falem a respeito do que eles entendem das informações apresentadas.

Divida o quadro de giz em espaços correspondentes às variáveis relevantes para a previsão

(observações do céu, temperatura, umidade relativa do ar, pressão e vento), escreva em cada parte o

nome das variáveis. Explique cada detalhe que aparece na imagem, como o que significa o símbolo °C,

as temperaturas mínima e máxima e a amplitude térmica. Esclareça que o símbolo °C representa uma

escala termométrica, no caso, a escala Celsius. Nesse momento, mencione que temperatura não pode

ser determinada por meio de nossas sensações fisiológicas (quente e frio), mas deve ser medida por

um instrumento de medida adequado, o termômetro.

Proponha que eles relacionem o valor da umidade relativa do ar apresentado no gráfico com

as observações acerca da possibilidade de chuvas feitas anteriormente. Informe-os que a Organização

Mundial de Saúde (OMS) estabelece que índices de umidade relativa do ar inferiores a 60% não são

adequados à saúde dos seres humanos, e que índices inferiores a 30% configuram estado de atenção.

Em seguida, cite que a unidade de medida de pressão nos gráficos de previsão do tempo é,

comumente, o hectopascal (hPa), que corresponde a 100 Pa, ou seja, 1 hPa = 100 Pa. Explique que

pascal, símbolo Pa, é a unidade de medida da grandeza pressão, no Sistema Internacional de Unidades

(SI). Informe que os dados referentes à pressão podem ser encontrados no site do Instituto Nacional

de Meteorologia (INMET), disponível em: <http://www.inmet.gov.br/webcdp/climatologia/normais2/

imagens/normais/planilhas/1961-1990/Pressao-Atmosferica_NCB_1961-1990.xls> (acesso em: out.

2018). Caso seja possível acessar esse site, solicite aos estudantes que verifiquem se o valor da pressão

apresentada no gráfico está abaixo ou acima do valor esperado. Mencione que esses valores podem

auxiliar na previsão do tempo, sendo que a pressão atmosférica baixa pode corresponder ao ar úmido

e quente, com instabilidade do tempo e possibilidades de chuva; já a pressão atmosférica alta pode

indicar ar seco e temperatura estável, sem chuvas.

Finalmente, solicite aos estudantes que relacionem a velocidade do vento apresentada na

previsão com valores de velocidade cotidianos. Por exemplo, a velocidade média de uma pessoa

comum correndo é 10 km/h. Pergunte a eles quais efeitos o vento com a velocidade indicada na

previsão pode causar. Informe-os que os efeitos do vento podem variar desde os mais suaves, que

movimentam folhas em uma árvore, até os mais fortes, que causam graves estragos, como derrubar

árvores, destelhar casas, derrubar postes de iluminação, destruir construções e devastar plantações.

http://www.inmet.gov.br/webcdp/climatologia/normais2/imagens/normais/planilhas/1961-1990/Pressao-Atmosferica_NCB_1961-1990.xls

http://www.inmet.gov.br/webcdp/climatologia/normais2/imagens/normais/planilhas/1961-1990/Pressao-Atmosferica_NCB_1961-1990.xls




Atividade 2 – Variáveis e seus instrumentos de medição (20 minutos)

Nesse segundo momento, pergunte aos estudantes se eles conhecem os instrumentos de

medição associados às variáveis discutidas anteriormente. Talvez eles citem o termômetro,

instrumento mais conhecido. Apresente o nome de outros instrumentos, informando-os que o

instrumento que mede a umidade relativa do ar é o psicrômetro, o que mede a pressão é o barômetro

e o que mede a direção e a intensidade dos ventos é o anemômetro.

Em seguida, com o auxílio do livro didático ou de imagens projetadas ou impressas desses

instrumentos, mostre aos estudantes alguns exemplos desses instrumentos.

Informe aos estudantes que na próxima aula eles construirão alguns instrumentos de medição

para auxiliá-los na elaboração da previsão do tempo local. Solicite a eles que se reúnam em grupos de

seis estudantes.

Aula 2 – Construindo um termômetro, um barômetro e uma biruta


Local: sala de aula ou laboratório de ciências e área externa.

Organização dos estudantes: reunidos em grupos de seis integrantes. Caso a escola não tenha laboratório, organizar os

grupos em plataformas de quatro carteiras, de modo semelhante a bancadas de laboratório.

Recursos e/ou material necessário: álcool isopropílico 92%, cilindro de graduação ou recipiente transparente, canudinho

transparente, corante de alimentos, massa de modelar, caneta marcador e plástico ou papel pardo para forrar as mesas,

caso as atividades sejam realizadas em sala de aula.

Após ter realizado a discussão a respeito da previsão do tempo e das variáveis envolvidas nesse

processo, os estudantes construirão três instrumentos de medição que poderão auxiliá-los na

elaboração da previsão de tempo da sua localidade. Escreva novamente no quadro de giz as variáveis

envolvidas na previsão (temperatura, umidade relativa do ar, pressão e características de ventos).

Recorde com eles que cada uma dessas variáveis pode indicar as condições do tempo local e, ainda,

quais instrumentos de medição correspondem a cada variável. Informe que, nessa aula, cada grupo irá

construir um termômetro, um barômetro e uma biruta.

Proponha aos estudantes que formem grupos de seis integrantes, definidos conforme a aula

anterior. Caso a escola não tenha laboratório de ciências, utilize a sala de aula, organizando as carteiras

de modo semelhante a bancadas de laboratório. Explique que cada grupo deverá construir três

instrumentos. Solicite aos grupos que se organizem, de modo que seja definido como construirão cada

instrumento, se todos participarão da construção de cada instrumento ou se haverá distribuição de

tarefas.

Escreva no quadro o material necessário e o procedimento para a construção de cada

instrumento.




Termômetro

Material necessário:

• 500 mL de álcool isopropílico 92%;

• 1 cilindro graduado (proveta) ou recipiente transparente, como uma garrafa PET de 500 mL;

• Corante de alimentos (vermelho ou verde);

• 1 canudinho de plástico (transparente ou branco);

• Caneta marcador (para graduar o recipiente caso ele não seja graduado);

• Massa de modelar;

• Material para vedar (massa de modelar, epóxi);

• Plástico ou papel pardo para forrar as mesas, caso a atividade seja realizada em sala de aula.

Procedimento:

1. Coloque o recipiente transparente sobre uma superfície horizontal. Caso não seja possível utilizar o cilindro graduado, use a régua para fazer marcas igualmente espaçadas de 1 cm.

2. Encha o recipiente transparente até um quarto de seu volume total com o álcool. Misture o corante ao álcool para facilitar a visualização da medida.

3. Insira o canudinho no recipiente, tapando-o (vedando) com a massa de modelar na parte do bocal do frasco. Isso impedirá a evaporação do álcool, contribuindo para valores mais confiáveis do termômetro.

4. Utilizando a massa de modelar na boca da garrafa, fixe o canudo na posição vertical.

Avits Estúdio Gráfico/Arquivo da editora

Esquema simplificado do termômetro.




Princípio de funcionamento:

• As variações de temperatura fazem com que o álcool dilate (aumento de temperatura) ou contraia (diminuição de temperatura). Esse efeito pode ser observado no volume de álcool do canudinho.

Barômetro


• 1 recipiente de vidro de boca larga (como os potes de conserva);

• 1 balão de borracha (balão de aniversário, bexiga);

• 1 canudinho de plástico;

• 1 elástico de borracha;

• Cartolina ou papelão;

• Material para fixar (cola ou epóxi);

• Canetinha;

• Régua.

Procedimento:

1. Corte o balão ao meio, de modo que fiquem separadas a parte com o bico para encher e a parte inferior. Descarte a parte do balão com o bico.

2. Envolva a boca do recipiente de vidro com a parte inferior do balão, prendendo com o elástico.

3. Fixe uma das extremidades do canudinho com cola ou epóxi no centro do balão esticado, de modo que o canudinho fique posicionado horizontalmente.

4. Dobre a cartolina ou o papelão, de modo que consiga ficar na vertical. Utilize a régua para fazer marcas horizontais igualmente espaçadas de 1 cm. Escreva “baixa pressão” abaixo da marca inferior e “alta pressão” acima da marca superior.

5. Posicione a cartolina ou o papelão próximo ao pote com o canudo.





Representação esquemática do barômetro.


• O aumento ou a diminuição de pressão atmosférica fará com que a superfície de borracha afunde ou suba, fazendo com que a extremidade do canudinho suba ou desça.

Biruta


• 1 cabo de madeira de aproximadamente 1 m de altura (como um cabo de vassoura);

• 1 pedaço de plástico flexível de 10 cm de largura e aproximadamente 50 cm de comprimento;

• Linha ou barbante;

• Bússola (há aplicativos de smartphone que desempenham essa função).

• Marcadores (podem ser pedras ou outros objetos).

Procedimento:

1. Escolha uma área no colégio na qual o instrumento poderá ser fixado. Essa área deve ser aberta e com circulação de ar. Fixe o cabo de madeira nessa área.

2. Utilizando a bússola, observe os marcadores para indicar os pontos cardeais por meio da posição escolhida para a biruta.




3. Com linha ou barbante, prenda as extremidades do pedaço de plástico no cabo de madeira.


Representação esquemática da biruta.


• O vento provoca o movimento do plástico, possibilitando verificar a direção do vento e inferir a intensidade aproximada de sua velocidade.

Acompanhe os grupos, verificando o andamento da atividade experimental e auxiliando em

dúvidas que possam surgir.

Ao final da aula, guarde cuidadosamente os instrumentos construídos, pois alguns deles são

sensíveis a mudanças de deslocamento. No caso da biruta, o equipamento pode ser retirado do local

onde foi fixado, sem causar alterações para medições posteriores, o que deverá ocorrer na aula

seguinte.

Aula 3 – Realizando medições e elaborando a previsão do tempo local


Local: sala de aula ou laboratório de ciências e área externa.

Organização dos estudantes: reunidos em grupos de seis integrantes, para que realizem o experimento proposto. Caso a

escola não tenha laboratório, organizar os grupos em plataformas de quatro carteiras, de modo semelhante a bancadas

de laboratório.

Recursos e/ou material necessário: álcool, cilindro de graduação ou recipiente transparente, canudinho transparente,

corante de alimentos, massa de modelar e caneta marcador.




Nessa aula, solicite aos estudantes que se organizem em grupos, mantendo a formação da aula

anterior. Informe-os que eles utilizarão os instrumentos construídos anteriormente para realizar

medidas e elaborar um boletim de previsão do tempo.

Proponha a eles que se organizem no grupo, de modo que possam efetuar as medições de

temperatura e de pressão do ar e do vento. Nesse momento, é interessante propor a rotatividade

entre os instrumentos, por exemplo, os estudantes que construíram o termômetro realizarão as

medições com o barômetro e assim por diante.

Entregue aos grupos os instrumentos construídos por eles. Solicite aos estudantes que

realizarem no mínimo três medições com intervalos de oito minutos, para que possam comparar e

aferir as medições. Peça que preencham tabelas, como a apresentada abaixo, com os dados coletados.

No caso do termômetro e do barômetro, as medições correspondem às marcações feitas no cilindro e

na cartolina ou no papelão. No caso da biruta, a medição corresponde à observação do movimento do

plástico.

Instrumento de medição:

Data:

Horário Medição/Característica

Para auxiliá-los na interpretação dos dados coletados, relembre-os da relação das variáveis

medidas e suas possíveis consequências no tempo local, por meio das tabelas a seguir.

Barômetro

Pressão atmosférica alta Ar seco e temperatura estável, indicação de ausência de

chuvas.

Pressão atmosférica baixa Ar úmido e quente, indicação de temperatura instável e

possibilidade de chuvas.




Biruta

Posição da fita Intensidade do vento

Fita na vertical, praticamente junto ao cabo. Sem vento

Fita com leve movimento, formando ângulo de até 45° entre o cabo e a fita.

Vento moderado

Fita agitada, formando ângulo de 45° a 90° entre o cabo e a fita.

Vento intenso.

Proponha aos estudantes que, em seus grupos, compartilhem os dados coletados e realizem uma

análise das possíveis implicações das observações no tempo local. Peça que observem o aspecto das nuvens

no céu, verificando quais tipos de nuvens estão presentes e o que eles indicam. Solicite que elaborem um

boletim de previsão do tempo utilizando as observações e medições realizadas. Como os instrumentos

construídos são rudimentares e não apresentam escalas absolutas, o boletim não precisa ter valores de

temperatura, pressão ou velocidade dos ventos, mas deve apenas mostrar previsões a respeito de

mudanças de temperatura, previsão de chuvas e indicação da intensidade de ventos.

Por fim, promova uma discussão sobre as previsões elaboradas e indague os estudantes se

houve dados e análises incompatíveis entre os grupos. Comente com a turma que outros instrumentos

poderiam auxiliar na elaboração do boletim de previsão do tempo, como o psicrômetro e o

pluviômetro, que fornecem medidas da umidade relativa do ar e do volume de chuvas em determinado

período, respectivamente. Destaque que as estações meteorológicas dispõem de diversos

equipamentos tecnológicos, tais como balões meteorológicos e computadores com alto potencial de

processamento que executam programas elaborados para simular e prever o tempo local.

Aferição do objetivo de aprendizagem

A avaliação do processo de aprendizagem pode ser realizada por meio das atividades

propostas nesta sequência didática e deve considerar o desenvolvimento individual dos estudantes.

Desse modo, promove-se o ato de avaliar a formação do estudante em todas as suas dimensões,

considerando seus aspectos procedimentais, atitudinais e elaboração de conceitos.

Em um primeiro momento, espera-se que os estudantes sejam capazes de compreender as

variáveis envolvidas na previsão do tempo e de identificar os instrumentos de medição que podem ser

utilizados para obter medidas correspondentes a essas variáveis. Em seguida, espera-se que os estudantes

sejam capazes de construir instrumentos de medição, mesmo que rudimentares, para a aferição de

algumas variáveis que interferem na previsão do tempo. Na continuação dessa atividade, espera-se que os

estudantes consigam coletar e analisar os dados relativos a essas variáveis, utilizando-os para a elaboração

de um boletim de previsão do tempo local. A realização da atividade experimental fomenta a investigação

científica por meio de coleta e análise dos dados, e posterior comparação entre as hipóteses elaboradas

pelos estudantes com dados reais, como a previsão do tempo informada por fontes confiáveis.




Além disso, as atividades aqui propostas possibilitam o levantamento de hipóteses, coleta e

organização de dados, bem como a mobilização de conceitos trabalhados ao longo das aulas de

Ciências. Isso contribui para a criatividade e o desenvolvimento científico do estudante. Finalmente,

destacam-se como elementos avaliativos o trabalho em equipe e o desenvolvimento das habilidades

sociais dos estudantes, por meio da rotatividade de funções no grupo, bem como a participação nos

debates e discussões.

Ademais, é possível promover uma autoavaliação dos estudantes com os seguintes

questionamentos:

• O que eu compreendi a respeito das variáveis envolvidas na previsão do tempo?

• Que outras variáveis poderiam ter sido consideradas para complementar a elaboração do boletim de previsão do tempo?

• Qual foi minha maior dificuldade na realização da atividade experimental?

Questões para auxiliar na aferição

Além das atividades propostas nesta sequência didática, algumas questões podem ser

utilizadas para aferir a aprendizagem dos estudantes em relação aos objetivos aqui explorados. Por

exemplo:

1. As interferências dos seres humanos nas paisagens rural e urbana, como desmatamento, queimadas, represamento de grande volume de água nas usinas hidrelétricas e desvio do curso natural de rios, podem gerar consequências que afetam os climas local e global. Pesquise acerca de interferências que ocorreram na localidade na qual você mora, considerando os últimos seis anos. Houve mudanças climáticas nesse período? Essas mudanças podem estar relacionadas às interferências dos seres humanos nessa localidade? Procure informar-se a respeito com pessoas que vivem a mais tempo nessa região.

2. A Etnometeorologia é uma área da ciência que estuda o conhecimento popular a respeito do clima e do tempo. Esse conhecimento é construído por meio de percepções e observações de diversos fenômenos, expresso às vezes por provérbios (ditados) populares. Os provérbios referentes ao tempo surgiram como resultado das observações realizadas por antepassados acerca das condições meteorológicas e foram transmitidos oralmente de geração em geração. Eles não são universais, uma vez que são resultado de observações realizadas em uma determinada região. Entretanto, é possível encontrar provérbios similares em países com climas semelhantes. Explique como o antigo provérbio português de marinheiro a seguir está relacionado a variáveis que influenciam o tempo: “Céu pedrento, chuva ou vento, ou qualquer tempo”. Há algum dito popular reproduzido na região onde você mora associado ao tempo?




Gabarito das questões

1. Espera-se que o estudante desenvolva uma pesquisa referente à sua localidade e apresente dados oriundos de fontes confiáveis e relatos de pessoas que já vivem na localidade há muito tempo. Por meio desses dados, espera-se que o estudante compreenda que interferências do ser humano no ambiente podem ter afetado as condições do tempo da região.

2. Espera-se que o estudante associe a expressão “céu pedrento” à presença de nuvens escuras, como as cúmulos-nimbos e nimbos, que indicam a possibilidade de chuvas fortes com ventos intensos. Espera-se também que alguns estudantes citem provérbios conhecidos por eles, relativos ao tema.

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