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ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM

SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

Potencializando a Aprendizagem Significativa no

Ensino Médio

2016

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APRESENTAÇÃO

Este material busca preencher a lacuna existente entre o imaginário de

professores acerca da eficácia da experimentação e a falta de subsídios para que estes

possam explorar de maneira consciente e deliberada as potencialidades desta

metodologia. Desta forma, não se trata de uma coleção de roteiros experimentais

rigidamente construídos e prontos para serem aplicados em sala de aula, nem tampouco

este material se limita em fazer uma discussão simplificada dos conhecimentos e

técnicas que os professores devem ter para usarem de forma plena a metodologia

experimental.

Pretendemos fazer uma discussão, orientada para professores da educação

básica, sobre as várias possibilidades de se usar metodologias experimentais nas aulas

de ciências, em especial, nas aulas de física. Aqui empregaremos o termo atividade

experimental pela consolidação histórica que este representa, muito embora o estejamos

usando numa visão mais abrangente, que envolve atividades práticas de forma geral.

Inicialmente faremos uma reflexão sobre o que vem a ser a atividade

experimental em aulas de ciências e quais aspectos o professor deve levar em

consideração para produzir, ou escolher, a atividade a ser desenvolvida. Buscaremos

mostrar a importância de esta estratégia estar associada a outras metodologias e, aqui

apresentaremos a possibilidade da experimentação fazer parte de uma sequência de

ensino, orientada de acordo com a teoria da Aprendizagem Significativa. Mostraremos

também uma sugestão de instrumento para avaliar atividades nessa proposta, que por ser

diferenciada, exige técnicas de avaliação diferenciadas.

Por fim, mostraremos alguns exemplos de sequências didáticas, em que as

atividades experimentais são parte integrante, para que possam ser usadas pelos

professores em suas aulas ou, que de posse dos conhecimentos e discussões trazidos

neste material, possam servir de parâmetro para que professores produzam suas próprias

sequências providas de atividades experimentais.

Este texto de apoio ao professor é o produto educacional desenvolvido a partir

da dissertação de mestrado profissional em ensino de física (MNPEF – Polo 37),

contendo discussões de caráter geral, que podem ser aplicadas em qualquer série da

educação básica, na área das ciências naturais (ciências, química, física e biologia) e na

Parte II, apresentamos exemplos de sequências didáticas elaboradas e aplicadas relativas

aos conteúdos de Cinemática e Física Térmica.

Esperamos que este material possa ser relevante para professores que já usam

experimentos em sala de aula e principalmente para aqueles que buscam uma melhor

formação para fazer uso desta metodologia.

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SUMÁRIO

Apresentação .......................................................................................................... 3

PARTE I

1. Atividades Experimentais em Sala de Aula ............................................................ 6

2. Como Produzir ou Escolher a Atividade Experimental? ........................................ 8

3. O que é Aprendizagem Significativa? ..................................................................... 18

4. Como Montar uma UEPS? ...................................................................................... 21

5. Mapas Conceituais como Instrumento de Avaliação .............................................. 23

PARTE II

6. Exemplos de UEPS ................................................................................................. 26

7. Considerações Finais ............................................................................................... 42

PARTE III

8. Anexos .....................................................................................................................

9. Aparelhos da Estação Meteorológica ......................................................................

44

64

10. Sugestões de Leitura ............................................................................................... 81

Referências ............................................................................................................. 82

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PARTE I

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1. ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SALA DE AULA

Quando falamos em experimentos executados em sala de aula, logo lembramos

de algumas opiniões comumente emitidas acerca deste tema: sinônimo de excelência na

sala de aula, dificuldade em sua implementação devido às limitações estruturais das

escolas, vivência do método científico pelo aluno (CACHAPUZ et al., 2011). Estas

opiniões podem revelar a importância dada pelos professores a esta metodologia.

Porém, para que a sua utilização possa ser feita de forma plena, é importante

refletir sobre algumas questões a ela associada.

O primeiro passo para a implementação de tais atividades em sala de aula, é

analisar tal metodologia em suas varias faces e definir o que queremos com ela: Como

será implementada?, Com quais objetivos?, Em qual espaço físico?. Como isso

normalmente não é feito, se carece de um modo de potencializar seu uso e de entendê-la

em sua plenitude. Esta tarefa não é simples, tendo em vista a complexidade das

interações entre os sujeitos (professor e estudantes), o conhecimento e a sociedade, em

sala de aula. Por este motivo, se torna bastante complexo definir os limites, muitas

vezes difusos, entre as facetas da experimentação.

Outra questão importante é a imagem que se faz da experimentação. Muitas

vezes ela é vista equivocadamente como uma estratégia de ensino fixa, imutável,

fazendo com que o professor que dela queira fazer uso, não tenha a iniciativa (ou em

muitos casos, a formação necessária) de fazer pequenos ajustes para adequá-la ao

contexto em que será aplicada. Assim, uma atividade desenvolvida em certa situação,

com grande potencial para ser explorada pelo professor, pode gerar experiências

insatisfatórias e desestimulantes em outras situações.

Experimento comparando um termômetro recém-construído com materiais alternativos e um

termômetro químico. Fonte: Sérgio Bezerra.

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Também se faz necessário perceber que a experimentação em sala de aula,

ainda que bem utilizada, por si só, não garante a aprendizagem de todos (HODSON,

1994). Em ambientes onde temos um número grande de estudantes, cada um com suas

particularidades, a aprendizagem deve ser buscada de forma coordenada com várias

metodologias.

Sendo assim, buscaremos discutir o uso da experimentação não como um fim,

mas analisar como podemos utilizá-la como um meio para atingir melhores resultados

nas aulas de Física e nas Ciências em geral.

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2. COMO PRODUZIR OU ESCOLHER A ATIVIDADE

EXPERIMENTAL?

É fácil perceber o universo de abordagens que podem ser desenvolvidas tendo

como foco principal o trabalho experimental em sala de aula. A análise destas

atividades, tanto pelos seus aspectos logísticos, metodológicos ou epistemológicos,

quanto pelo alto grau de complexidade que apresentam, deve ser feita cuidadosamente

de forma a contribuir para discussões acerca das reais potencialidades do trabalho

experimental nas aulas de ciências.

Para facilitar a escolha da atividade a ser desenvolvida, sugerimos que o

professor tome como referência os seis tópicos abaixo.

Cada tópico apresenta diferentes categorias, cada uma com suas

particularidades. Isto não significa dizer que não seja possível a mescla de categorias de

um mesmo tópico, dependendo dos objetivos estabelecidos pelo professor.

Esta classificação em tópicos tem o objetivo de auxiliar o professor na

adequação de atividades experimentais já existentes em livros, revistas e sites às suas

necessidades e, sobretudo, ajudar o professor a ganhar autonomia para produzir suas

próprias atividades experimentais.

Quanto à autonomia do estudante frente ao experimento:

1. Demonstrativo pelo professor: Pouca autonomia mecânica e intelectual.

Aqui se enquadram as práticas em que o professor manipula os objetos,

geralmente em uma mesa no local de destaque da sala de aula. O estudante não tem

contato físico com os aparatos experimentais e se busca com que ele siga o raciocínio

do professor que está à frente da atividade. O professor é quem executa o experimento e

explica para os estudantes o que está acontecendo durante a execução.

Nesta perspectiva é comum não relacionar o conhecimento científico com

outras formas de conhecimento, sendo difícil levar em conta os conhecimentos prévios

apresentados pelos estudantes. A ciência se configura como ponto de partida e chegada

do processo e de forma recorrente se admite que o estudante aprenda por repetição e

memorização passiva. (AMARAL, 1997).

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2. Demonstrativo pelo estudante: Grande autonomia mecânica e pouca intelectual.

Nesta abordagem os estudantes manipulam os objetos. Normalmente se

reproduz um experimento simples, que pode ser baseado em livros ou internet, em que

os estudantes, individualmente ou em equipes, têm o controle total do que ocorrerá. A

reflexão acerca dos princípios científicos envolvidos é pequena, pois as explicações são

baseadas naquelas fornecidas pela fonte de onde o experimento foi retirado.

Este tipo de abordagem, assim como a anterior, pode provocar a falsa

impressão que o experimento tem um propósito em si mesmo, ou seja, que o

compromisso de quem o executa é com que o experimento dê certo. Isto diminui as

reflexões em torno do fenômeno e conceitos científicos nele tratado.

3. Redescoberta: Grande autonomia mecânica e pouca intelectual.

Aqui o experimento é executado pelos estudantes, baseados em roteiros

previamente construídos. A utilização destes roteiros abre margem para a realização de

experimentos mais complexos. Porém, como o estudante segue os passos previamente

estabelecidos por quem os construiu, sua autonomia intelectual ainda é relativamente

baixa.

Embora esta abordagem seja muito interessante para familiarizar os estudantes

ao manuseio de algumas técnicas e aparelhos de medida, problemas como a não

delimitação adequada do problema inicial; falta de precisão na coleta de dados e;

hipóteses formuladas de maneira insatisfatória não aparecem, uma vez que tudo isso já

foi pensado previamente por quem desenvolveu o roteiro. Assim se cria uma imagem

caricaturada do trabalho científico, com este tendo pouca relação com o contexto

histórico e praticamente imune as limitações humanas. (AMARAL, 1997).

4. Projetos de investigação: Grande autonomia mecânica e intelectual.

Aqui se enquadram situações que se caracterizam, por sua natureza aberta, ou

seja, o professor juntamente com os estudantes definem um tema ou problema a ser

investigado e só então começam as discussões sobre possíveis formas de se executar a

atividade.

Nem o que fazer e nem como fazer estão de antemão definidos. Isto exige um

papel ativo dos estudantes tanto para manusear equipamentos e construir experimentos,

quanto para pensar em como fazer, elaborar e testar hipóteses. Aqui aparece um espaço

privilegiado para se levar em conta os conhecimentos prévios dos estudantes, que

naturalmente irão influenciar as formas que eles irão propor a solução dos problemas

durante a execução da atividade. Tudo isto, com a supervisão ativa e apoio do professor.

Outro aspecto importante é a necessidade de se conviver de maneira

propositiva com o erro. Este deve ser visto como fonte de estímulo para novas

possibilidades de desenvolvimento das tarefas (SÉRÉ, 2002).

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Este tipo de abordagem necessita um tempo maior para o seu desenvolvimento,

já que se faz necessário respeitar o tempo de maturação das ideias trabalhadas e a

execução das estratégias pensadas pelos estudantes e professor, sendo este, talvez, o

principal entrave para que seja utilizada de maneira mais recorrente durantes as aulas.

Quanto ao momento a ser trabalhado:

1. Para introdução do tema a ser estudado: criação de uma situação problema.

Podemos utilizar uma atividade experimental para fazer a introdução de temas

que serão vistos no decorrer das aulas. Sendo assim, o trabalho com experimento

executado não necessita ter grande profundidade em suas discussões teóricas. Ele pode

servir como o momento de mobilizar a atenção dos estudantes e não tratar em detalhes

de conteúdos específicos.

Ao se utilizar um experimento no início de dado conteúdo, ou sequência de

ensino e aprendizagem, podemos identificar dois objetivos principais que este pode

desencadear: a criação de situações problema que sirvam como base de sustentação para

o conteúdo a ser visto; e um ambiente propício à externalização dos conceitos prévios

dos alunos sobre o tema a ser trabalhado. Em ambos os casos é recomendável que o

experimento seja executado em um ambiente onde se estimule a interação verbal entre

alunos e professor.

2. Durante uma sequência de ensino: reconciliação integrativa.

Ao utilizar um experimento durante uma sequência didática, este poderá ser um

importante instrumento para estimular os estudantes a entender como os vários

conceitos trabalhados até o momento estão conectados e interagem entre si. Este tipo de

atividade é importante, pois, ajuda a internalização de vários conceitos, dando a eles um

significado dentro de um corpo teórico mais complexo. Isto também ajuda a preparar a

turma para os conceitos que ainda virão pela frente, no decorrer do desenvolvimento do

restante da sequência (MOREIRA, 2014).

Também é possível que a atividade experimental seja planejada para durar

toda, ou quase toda, a sequência de ensino. Desta forma, ela servirá como pano de fundo

para as demais atividades que irão ocorrer durante a sequência.

3. No final de uma sequência: consolidação.

Para a consolidação de certo conteúdo, formado por vários conceitos

científicos interligados, é importante a proposição de atividades que exijam a utilização

destes de forma conjunta. Isto pode ser realizado através da execução de experimentos,

ocorridos ao final de uma sequência de ensino, que busque trabalhar a consolidação do

que foi visto. Atividades como esta tendem a ser mais complexas que as demais.

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Tal complexidade não estará, necessariamente, na execução dos experimentos,

mas poderá estar na profundidade das discussões que o acompanham, tendo em vista o

grande número de conceitos que podem ser abordados ao final de uma sequência

didática (MOREIRA, 2014).

Quanto aos conteúdos que podem ser trabalhados:

1. Conceitual: os conceitos que fazem parte dos tópicos da disciplina.

O conteúdo conceitual (COLL et al. 2000) diz respeito aos conceitos

científicos em si (calor, velocidade, corrente elétrica, força, onda, campo, etc.). Ainda

que o professor trabalhe em suas aulas apenas com metodologias consideradas

tradicionais, como as aulas expositivas, este tipo de conteúdo sempre estará presente.

A utilização de experimentos para se trabalhar conteúdos conceituais é

importante, pois ajuda o entendimento por parte dos estudantes de que os conceitos

criados pelas ciências tem o propósito de explicar algo para além dos problemas por ela

mesma criados. Situações cotidianas, envolvendo conceitos científicos para seu

entendimento, podem ser uma boa estratégia de uso de experimentos para o trabalho de

conteúdos conceituais.

2. Procedimental: o manuseio de técnicas e instrumentos da ciência.

Aqui se enquadram os procedimentos próprios das ciências (COLL et al.

2000). O manuseio de instrumentos simples (régua, compasso, termômetro, cronômetro,

etc.), assim como o de instrumentos complexos (microscópios, multímetros, algumas

vidrarias), e o entendimento de suas finalidades, seus princípios de funcionamento e os

procedimentos que devem ser adotados para sua utilização, fazem parte dos conteúdos

procedimentais.

Uma forma interessante de abordar tais conteúdos é propor que os estudantes

possam construir alguns desses aparelhos. Durante a construção de um eletroscópio de

folhas, por exemplo, inevitavelmente os estudantes deverão testar hipóteses para

solucionar problemas e escolher os caminhos adequados para obter êxito na finalização

do equipamento. Este tipo de conteúdo dificilmente é abordado em aulas que trabalhem

metodologias exclusivamente tradicionais.

3. Atitudinal: atitudes científicas.

Ao se estudar ciências, algumas atitudes devem ser estimuladas e não tolhidas,

como costumamos observar nas salas de aula. A curiosidade e o estímulo ao

questionamento são algumas das atitudes que profissionais da ciência devem ter. Estas

atitudes também devem ser encorajadas nos estudantes em geral, ainda que estes não

venham a seguir a carreira científica (COLL et al. 2000).

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Outras atitudes como o trabalho colaborativo e o estímulo a proposição de

soluções lógicas para problemas, que comumente encontramos os círculos científicos,

também devem ser estimuladas entre os estudantes. Este tipo de conteúdo facilita o

desenvolvimento de uma visão menos deformada do trabalho científico e ajuda os

estudantes incorporarem os aprendizados da escola em seu cotidiano.

Quanto aos objetivos do professor:

Neste tópico será bastante comum a mescla de mais de uma categoria, o que

não exclui a importância do professor refletir sobre qual, ou quais, os principais

objetivos a serem alcançados com a atividade experimental a ser desenvolvida.

1. Abordar conceitos.

Utilizada quando o professor vai introduzir pela primeira vez um conceito ou

grupo de conceitos, as atividades experimentais podem ser usadas quando os estudantes

irão ter o primeiro contato com um conteúdo, ou ao menos da forma em que ele será

tratado. O conteúdo trabalhado pode não ser novo para os estudantes, como a ideia de

energia que é discutida em varias séries do ensino médio, mas será abordado pela

primeira vez pelo professor na serie corrente.

2. Avaliar o entendimento dos estudantes individualmente ou em grupo.

Fazer a avaliação da aprendizagem de um estudante, ou grupo de estudantes,

normalmente é uma tarefa complicada. Vários são os fatores que se deve considerar

para aferir o que o aluno aprendeu durante o decorrer das aulas. Uma forma de fazer

esta avaliação é a aplicação dos conceitos partindo da realização de atividades

experimentais. Se bem planejada, esta forma de avaliação é muito interessante, pois

possibilita ao professor observar se os conteúdos trabalhados em aula são usados em

situações que extrapolam as questões teóricas. Isto pode ser um importante indício de

aprendizagem significativa.

3. Motivar os estudantes.

Talvez o relato mais recorrente feito por professores que utilizam a

experimentação seja a motivação que este tipo de atividade trás para as aulas. Numa

situação em que as aulas de física tendem a ser associadas à discussões difíceis e

desconectadas do cotidiano dos estudantes, esta característica da experimentação pode

ser um grande aliado do professor. Muito embora este aspecto seja muito importante, e

até desejável, há de se tomar cuidado para que a experimentação em sala de aula, que

em nosso caso deve ter um caráter centralmente didático, não se torne algo apenas

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lúdico, fazendo com que os estudantes não consigam tirar o proveito esperado pelo

professor que planejou a atividade.

Quanto aos materiais usados:

1. Baixo custo.

Boa parte dos experimentos sugeridos por livros didáticos e paradidáticos,

revistas da área de ensino e sites especializados indicam o uso de materiais encontrados

em sucata ou materiais reciclados e/ou reutilizados. Isto é interessante, pois deixa o

custo de uma aula experimental bastante acessível e permite a reposição de peças com

facilidade. Estes materiais podem ser conseguidos pelos próprios estudantes, o que

ajuda os envolverem na aula desde o seu início.

Eletroscópios montados com materiais de baixo custo. Fonte: Sérgio Bezerra.

2. Kits.

Com um custo muito variado, os kits desenvolvidos por empresas

especializadas podem ser um importante investimento para escolas e professores quando

se dispõe de verba para equipar a escola. Existem experimentos muito interessantes que

podem ser realizados com esses kits e, dependendo da disponibilidade e experiência do

professor, com os mesmos materiais presentes nos kits é possível pensar em

experimentos para além dos sugeridos pelo fabricante. Normalmente esses kits

acompanham roteiros para orientação dos experimentos e quase sempre estes roteiros

são desenvolvidos baseados no método da redescoberta. Por isso, uma vez que a escola

disponha destes materiais, um importante exercício para professores e grupo de

professores é utilizá-los para além dos roteiros preestabelecidos e os adequarem as suas

necessidades.

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3. Aparelhos e instrumentos profissionais (ou quase).

Algumas escolas dispõem de aparelhos que normalmente foram adquiridos

com verbas específicas (caso das escolas públicas) ou parcerias com universidades. São

microscópios, destiladores, telescópios, estufas, multímetros, etc. Como tais aparelhos

normalmente tem um alto custo de aquisição e manutenção, muitos professores

preferem não utilizá-los temendo que sejam danificados. Porém estes aparelhos tem

uma vida útil e devem ser usados antes que o tempo faça o seu trabalho. Além de

auxiliarem as atividades experimentais, o que normalmente é dificultado pelo fato de a

escola, quando possui, ter apenas uma unidade de cada um destes aparelhos, eles podem

servir como modelo para que em aulas experimentais se desenvolva aparelhos similares

de baixo custo, o que pode ser de grande valor pedagógico, já que durante a construção

de aparelhos é essencial que se estude e conheça seu princípio de funcionamento.

Quanto ao local:

1. Em sala de aula.

Devido à estrutura encontrada na ampla maioria das escolas brasileiras, após

décadas de ensino orientadas por abordagens ditas tradicionais, o uso da experimentação

na sala de aula talvez seja a única possibilidade do uso dessa metodologia, uma vez que

a maioria das escolas não apresentam outros espaços apropriados para esta finalidade.

Trazer este tipo de prática para um ambiente já familiar aos estudantes pode ser

interessante para evitar o desvio de atenção que pode ocorrer em ambientes novos. Por

outro lado, utilizar a sala de aula, com a pouca estrutura que elas normalmente oferecem

(somente mesas e cadeiras, ou simplesmente carteiras), pode dificultar a realização de

certos experimentos, devido o local ser inapropriado.

2. No laboratório da escola.

Nas escolas onde existe um espaço destinado ao trabalho prático de ciências,

tais atividades podem adquirir outro patamar de qualidade. Porém é importante que se

diga que é bastante improvável que esses espaços apresentem uma estrutura adequada

para a realização de qualquer experimento didático. Por mais bem planejado que sejam

esses espaços, o dinamismo das aulas experimentais, sempre mostrarão pequenas

adequações necessárias para potencializar as aulas experimentais. Tampouco devemos

prescindir de buscar espaços com instalações físicas adequadas para a realização de tais

atividades. Vale ressaltar que um laboratório didático bem equipado é importante,

porém não é suficiente para uma boa aula experimental, ficando essa centralidade na

formação do professor e no planejamento de tal atividade. Um cuidado que se deve

tomar com o uso dos laboratórios é que o fenômeno tratado nas atividades

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experimentais pode ser visto como exclusivo do ambiente de laboratório e não uma

reprodução de um fenômeno mais geral da natureza.

Laboratório de ciências escolar. Fonte: Sérgio Bezerra.

3. Ao ar livre.

Varias atividades experimentais podem ser pensadas para serem executadas em

espaços abertos, sejam nas dependências das escolas em pátios, áreas de recreação,

horta, etc. (quando esses espaços existirem), ou até mesmo fora das dependências da

escola, como praças e bosques. Este tipo de alternativa, se bem planejado, ajuda os

estudantes na compreensão de que a ciência é uma forma de conhecimento que busca

explicar fenômenos presentes em nosso cotidiano, e que não é apenas uma disciplina

escolar. Permite-nos também a problematização de certos fenômenos em loco. O

problema que podemos encontrar neste tipo de ambiente é a dificuldade em realizar

certos experimentos devido o local ser inapropriado para o uso de alguns equipamentos

de medida e coleta de dados, e o fato de nos tornarmos reféns do clima (chuvas, sol

excessivo, escuridão da noite).

4. Universidades, museus e centros de ciências.

Algumas cidades brasileiras possuem projetos educacionais vinculados a

instituições científicas, que tem como finalidade atender estudantes da educação básica.

Tais projetos se constituem em mostras científicas (fixas ou itinerantes), projetos de

extensão e até mesmo colônias de férias. Não é difícil encontrar instituições que tem

como diretriz de trabalho o estabelecimento de parcerias com as escolas e que podem

levar suas atividades até o local solicitado. Muito desses espaços contam com atividades

de caráter experimental que podem e devem ser usados como auxílio às aulas regulares

de ciências. É importante que, antes de visitar estes espaços o professor tenha em mente

os objetivos que pretende alcançar. Isto é fundamental para que a visita tenha uma

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função didática na formação dos estudantes e não se torne apenas um momento de

descontração.

5. Em casa.

Oura forma de realização de experimentos com caráter didático é a realização

destes, pelos estudantes, em suas casas. Com a popularização de mídias que nos permite

a interação mais rápida e de qualidade com o nosso interlocutor, uma forma que

podemos utilizar é a solicitação da realização de experimentos baseados em orientações

fornecidas pelo professor, vistas em livros ou sites na internet. Isto será possível se a

atividade tiver um grau moderado de dificuldade, que não necessite de professor para

orientação, e utilizar materiais de fácil aquisição. O registro de tais atividades em vídeo

pode ser uma forma interessante de produção de material para avaliação da atividade.

Sobre esta forma de uso da experimentação, o professor deverá ter cuidado redobrado

durante o planejamento para evitar que os estudantes corram riscos durante a execução.

______________________________________________________________

Como acabamos de mostrar, existem vários fatores que estão envolvidos na

execução de uma atividade experimental e a análise destes fatores é o primeiro passo

para o uso exitoso desta estratégia. Ainda que o professor desenvolva atividades

experimentais em suas aulas sem a prévia reflexão do que aqui foi discutido, não quer

dizer que ele, de maneira consciente ou inconsciente, não acabe por escolher algumas

dessas opções durante seu trabalho. Isto terá relação direta com suas concepções de

Ciência e Ensino. O que aqui estamos propondo é que este movimento de reflexão sobre

a própria prática seja feito de forma consciente, para potencializar os ganhos

educacionais de se utilizar este tipo de atividade. Portanto, o primeiro passo para a

implementação desta metodologia pode ser, após o conhecimento do que aqui foi

discutido, o preenchimento do quadro à seguir.

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PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Título:

Conceitos a serem abordados:

Quanto à autonomia do estudante

frente ao experimento:

Quanto ao momento a ser trabalhado:

Quanto aos conteúdos que podem ser

estudados:

Quanto aos objetivos do professor:

Quanto aos materiais usados:

Quanto ao local:

Como Avaliar a atividade:

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3. O QUE É APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA?

Proposta pelo psicólogo norte americano David Ausubel, a teoria da

Aprendizagem Significativa busca descrever, de maneira ampla, como ocorrem os

processos de assimilação e retenção significativa de determinados conhecimentos pela

estrutura cognitiva dos indivíduos (AUSUBEL, 2003).

No ambiente escolar, a aprendizagem significativa pode ser entendida como o

processo no qual um conhecimento novo se liga de forma não arbitrária e substantiva

(não-literal) à estrutura cognitiva do estudante. Não arbitraria, pois o novo

conhecimento não se relaciona com qualquer conhecimento previamente existente no

campo cognitivo do estudante, mas com aqueles que são especificamente relevantes.

Substantiva, pois se refere à substância/essência do conhecimento trabalhado, e não

necessariamente às palavras usadas para expressá-los (não-literal) (MOREIRA;

CABALLERO; RODRÍGUEZ, 1997).

Para que este tipo de aprendizagem seja concretizado também é necessária a

apresentação de um material potencialmente significativo. É considerado material

potencialmente significativo o conjunto de informações que encontre na estrutura

cognitiva do estudante ideias âncoras, os chamados subsunçores, com as quais seja

possível se relacionar o novo conhecimento. Desta forma só podemos falar em material

potencialmente significativo num contexto individual, já que o campo cognitivo de uma

pessoa é sempre único (MOREIRA, 2006).

Se tomarmos como exemplo uma turma de estudantes do 2º ano do ensino

médio é comum observar o contato prévio da turma com o conceito de energia,

normalmente abordado nos conteúdos trabalhados no 1º ano do ensino médio. Este

possível conhecimento prévio pode ser usado como subsunçor para a aprendizagem do

conceito de calor, já que ao apresentá-lo como uma forma de energia, esse novo

conceito irá se conectar a outros já existentes na estrutura cognitiva do estudante e isto,

possivelmente, ocorrerá segundo algumas relações que para ele parecem lógicas.

É fundamental reconhecer que este processo de aprendizagem significativa,

diferente da aprendizagem mecânica, não estabelece entre o novo conhecimento e os já

existentes uma relação simples de adição. Ao contrário, tanto o conhecimento recém-

adquirido pelo estudante quanto os já presentes em seu campo cognitivo tendem a

interagir de forma complexa durante o processo de assimilação, fazendo com que ambos

sofram modificações, ou até fusões.

O processo de assimilação pode ser melhor entendido a partir do esquema

abaixo:

Nova informação Subsunçor Produto da interação

a A a’A’

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Inicialmente uma nova informação potencialmente significativa a é

apresentada ao indivíduo. Essa informação tenderá se relacionar com um subsunçor A

pré-existente e a interação entre eles produzirá modificações em ambos, o que

apresentará como produto a’A’.

No transcorrer do tempo ocorrerá um segundo estágio do processo de

assimilação em que os componentes antes dissociáveis a e A, passarão a figurar como

uma nova unidade A’, com elementos residuais dos que lhe deram origem, porém com a

retenção do que para o indivíduo é essencial na relação entre eles. Este estágio

conhecido como assimilação obliteradora tem como características o abandono

(esquecimento) de informações desnecessárias (tendência de assimilação do que é o

mais importante da informação); indissociabilidade entre os conceitos inicialmente

apresentados e; a formação de um novo subsunçor A’.

Na Teoria da Aprendizagem Significativa é possível identificar dois princípios

programáticos, a saber, diferenciação progressiva e reconciliação integrativa

(MOREIRA, 2014).

Diferenciação progressiva se relaciona mais especificamente à aprendizagem

significativa subordinada. Ela trata da diferenciação sofrida por conceitos subsunçores

toda vez que este é mobilizado para a assimilação de um conceito novo, o que

progressivamente faz com que o subsunçor se diferencie do que ele era antes da

sequência de várias interações com conceitos novos (MOREIRA, 2014).

Ao abordarmos em sala de aula o conceito de temperatura, podemos buscar

como subsunçor a ideia que o estudante geralmente apresenta sobre os conceitos quente

e frio. Caso o estudante ainda não tenha discutido de maneira formal estes dois últimos

conceitos, provavelmente eles estarão relacionados às sensações térmicas vivenciadas

pelo indivíduo, a partir dos seus órgãos dos sentidos, ao longo de sua vida. Ao se

deparar com o conceito formal de temperatura, eles poderão sofrer mudanças

sucessivas, incorporando significados que sejam lógicos para o estudante e passarão a

um maior grau de abrangência e complexidade.

É importante destacar que o termo progressiva não deve ser confundido com

linear, pois, o conjunto de sucessivas transformações pode produzir como resultado um

conceito subsunçor que é essencialmente diferente daquele que lhe deu origem, e a

profundidade dessa diferença não pode ser relacionada com a quantidade de interações

que o subsunçor sofreu, ou seja, um subsunçor mais elaborado não é necessariamente

Produto da interação Novo subsunçor

a’A’ A’

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aquele mais antigo e que tenha passado por um número maior de interações. Isso revela

uma interação dialética entre os conceitos novos e os já existentes no campo cognitivo

do indivíduo, no sentido de que num mesmo processo os conceitos mudam, o outro e a

si mesmo, produzindo como resultado a síntese proveniente da assimilação obliteradora.

A reconciliação integrativa, por sua vez, está relacionada principalmente à

aprendizagem significativa subordinante e combinatória. Trata-se da reorganização das

informações assimiladas pelo indivíduo, o que pode gerar novos conceitos. Durante a

reorganização das novas informações, o indivíduo tende a acomodá-las de forma que

interajam de maneira lógica com informações mais generalizantes. Esse processo é

fundamental para apontar relações entre ideias, reconciliar discrepâncias e apontar

similaridades entre conceitos existentes no campo cognitivo do indivíduo (MOREIRA,

2014).

Neste contexto, embora aparentemente a teoria molecular (ideia de que toda

matéria é composta por átomos e moléculas) pareça mais simples, este conceito é muito

mais abrangente do que a ideia de temperatura, quente e frio, logo, caso esta teoria seja

apresentada ao estudante após ele ter aprendido esses três conceitos, eles ganharão um

novo significado e possivelmente serão mais facilmente percebidos como ideias

relacionadas e logicamente subordinadas à teoria molecular.

Ausubel parte de duas hipóteses, de que é mais fácil aprender algo mais geral e

posteriormente, de maneira paulatina, ir discutindo informações (aplicações) específicas

desse conceito e; a organização de uma disciplina se faz de forma hierárquica no campo

cognitivo do aluno, o que facilitaria a incorporação primeiro de ideias mais gerais e

posteriormente a incorporação de conceitos menos inclusivos e mais diferenciados. O

que, no exemplo em questão, significaria optar pela apresentação da teoria molecular no

início da sequência, para que em seguida fossem discutidos conceitos hierarquicamente

menos abrangentes.

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4. COMO MONTAR UMA UEPS?

Uma abordagem metodológica que utiliza de sequências didáticas são as

Unidades de Ensino Potencialmente Significativas – UEPS (MOREIRA, 2011), que

busca incluir os conceitos trabalhados dentro de um corpo coerente de conhecimentos

preexistentes no campo cognitivo do aprendiz. Partindo do pressuposto de que para

haver ensino deve haver, necessariamente, aprendizagem, essas unidades têm como

objetivo o desenvolvimento de sequências didáticas que sejam potencialmente

facilitadoras da aprendizagem significativa.

Segundo Moreira (2011, p. 2), as Unidades de Ensino Potencialmente

Significativas “são sequências de ensino fundamentadas teoricamente, voltadas para a

aprendizagem significativa, não mecânica, que podem estimular a pesquisa aplicada em

ensino, aquela voltada diretamente à sala de aula”.

Neste sentido, as UEPS tendem a apresentar características que se harmonizam

com esta visão, apresentando um grupo ideias centrais, dentre as quais podemos

destacar: a variável que mais influencia a aprendizagem é o conhecimento prévio do

aluno; cabe ao aluno decidir se quer aprender determinado conhecimento

significativamente; os materiais instrucionais introdutórios (organizadores prévios)

devem trazer, ainda que de forma incipiente, a relação entre novos conhecimentos e

conhecimentos prévios; a linguagem e a interação são à base para a apreensão de

significados e; o professor tem o papel de provedor de situações-problema que

desencadeiem a aprendizagem significativa e de organizador do ensino e mediador de

significados (MOREIRA, 2011).

Para o desenvolvimento de uma UEPS podemos seguir alguns passos que são

organizados de forma a fazer que nossa sequência didática esteja de acordo com o

referencial teórico à ela associada (MOREIRA, 2011). São eles:

1. Definição do assunto a ser trabalhado nas aulas, sendo importante para o professor

ter claro os aspectos procedimentais e declarativos que se deseja abordar.

2. Criação de situações que permitam os estudantes externalizarem seus conhecimentos

prévios sobre o assunto.

3. Proposição de situações problema em vários momentos ao longo da sequência, com

diferentes graus de complexidade, possibilitando a interação de conhecimentos prévios,

conhecimentos recém adquiridos e reelaboração conceitual.

4. Apresentação do conhecimento a ser trabalhado levando-se em conta a Diferenciação

Progressiva, fazendo ao longo do trabalho a retomada de aspectos mais gerais e

estruturantes para o tópico trabalhado.

5. Finalização da sequência com a retomada das características mais gerais, buscando a

Reconciliação Integrativa.

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Nas etapas que compõe a sequência, privilegia-se o desenvolvimento de

atividades colaborativas, mas não se excluem atividades de caráter individual. Por

buscarmos constantemente estimular a autonomia dos estudantes, em alguns casos eles

podem ser os propositores das situações problemas a serem analisadas, desde que isso

se dê no âmbito do tópico estudado.

Não obstante os pontos 1 e 5 acima sejam naturalmente associados,

respectivamente, ao início e ao final da UEPS, não devemos tomar os demais pontos

como uma receita linear e rígida. A diversidade do ambiente de sala de aula, a

experiência do professor responsável pela aplicação da sequência e, principalmente, o

retorno da turma durante as atividades devem ser observados e levados em conta para

possíveis correções/mudanças. Aqui é fundamental chamarmos a atenção para o fato

desta metodologia ser orientada à avaliação do processo, que se desenvolve durante toda

a sequência e não simplesmente do produto observado ao seu final.

Deste modo é importante utilizarmos parâmetros de avaliação da UEPS que

estejam em consonância com seu aporte teórico, ou seja, utilizar ferramentas que

consigam fornecer evidências de aprendizagem significativa por parte dos estudantes ao

longo do processo. Análise das discussões/argumentos em grandes e pequenos grupos,

análise de respostas de questionários abertos sobre problemas propostos, elaboração de

mapas conceituais produzidos individualmente ou em grupo e exposição em forma de

seminários de materiais produzidos ao longo das aulas, são algumas opções que podem

auxiliar o professor no processo de avaliação.

A diversificação das estratégias de ensino que deve ser um traço marcante

deste tipo de metodologia nos permite supor que a utilização de atividades práticas,

associadas ao laboratório didático, pode ser de grande auxílio na dinamização das

UEPS, estimulando ambiente propícios para a interação entre estudantes, professor e os

aspectos declarativos e procedimentais dos tópicos estudados.

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5. MAPAS CONCEITUAIS COMO INSTRUMENTO DE

AVALIAÇÃO

Mapas conceituais são diagramas que expressam a relação entre conceitos.

Apesar de em muitos casos estes mapas de conceitos serem parecidos com

organogramas ou diagramas de fluxo (os quais também podem expressar organização

hierárquica e até o uso de setas), não devem ser confundido com estes últimos, pois sua

estrutura não implica hierarquias de poder, ou temporalidade. Mapas conceituais têm

como propósito explicitar as relações significativas e de hierarquia entre conceitos, por

isto devem ser vistos como diagramas de significados. (MOREIRA, 2012).

Para a construção de um mapa conceitual não existe um roteiro com regras

fixas. Em alguns casos, podemos observar conceitos sendo expressos dentro de elipses

ou retângulos, para que se indique maior grau de importância. O uso deste artifício é

conjuntural, e não obrigatório. A utilização de figuras, ou ainda, o tamanho e forma das

linhas que ligam os conceitos, só terá significado se for previamente estabelecido.

Abaixo está um mapa conceitual produzido por um estudante, durante a

implementação da UEPS analisada neste trabalho:

Mapa conceitual construído por um estudante após a leitura e discussão do texto intitulado

Repensando sobre o clima e o tempo.

Sol

Solo Água Vegetação

Umidade do ar

Ventos

Pressão atmosférica

Temperatura

Radiação solar

Partículas de

gás

carbônico

Clima

Interfere

Homem

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Como a produção deste tipo de material expressa a compreensão individual de

quem o construiu, acerca do tema trabalhado, independente do formato das linhas ou

outros tipos de marcadores, o que se espera é que conceitos conectados na produção do

mapa tenham uma relação que o seu construtor seja capaz de explicar. Para melhorar o

entendimento do mapa, uma técnica que pode ser usada, não de maneira obrigatória, é a

introdução de uma ou duas palavras sobre as linhas que conectam os conceitos. Isso

pode ajudar a formar uma sentença que expresse com mais clareza a relação que se

queira mostrar.

Como cada mapa conceitual é único e representa externamente o pensamento

de quem o construiu, não é adequado atribuirmos as ideias dicotômicas de ‘certo’ e

‘errado’ a um determinado mapa. Sendo assim, devemos então estabelecer alguns

parâmetros que nos possibilitem avaliar os mapas conceituais, para que deles possamos

extrair as informações necessárias. Utilizaremos então, os critérios de avaliação

propostos por Moreira (2013), que são:

1. Presença dos conceitos mais importantes do tema abordado.

2. Hierarquização conceitual expressa de forma clara (conceitos mais importantes em

destaque).

3. De acordo com a matéria de ensino, as linhas conectando conceitos e as palavras de

enlace (os conectores) devem sugerir relações adequadas.

4. Existência, não apenas de relações verticais, mas de relações cruzadas, indicando

reconciliação integrativa.

Assim, é possível compreender que os mapas conceituais são instrumentos de

avaliação diferentes daqueles normalmente usados em aulas tradicionais, como provas e

testes de múltipla escolha. Eles estão orientados para uma avaliação qualitativa, o que

pode ser facilitada com o estímulo ao estudante de explicações orais ou escritas acerca

do seu mapa.

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PARTE II

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6. EXEMPLOS DE UEPS

Apresentaremos a seguir dois exemplos de UEPS que foram aplicadas em

turmas regulares de ensino médio na disciplina física. Em cada uma das turmas o

encontro semanal com o professor era composto de 3 aulas, com 45 minutos cada,

perfazendo um total de 2 horas e 15 minutos de atividades semanais na escola. Estas

UEPS podem ser aplicadas da forma que estão expostas ou servir de inspiração para que

os professores montem suas sequências, levando em conta suas necessidades

específicas.

______________________________________________________________

UEPS CINEMÁTICA:

Esta sequência foi desenvolvida para o trabalho dos conceitos de cinemática

com turmas de 1º ano do ensino médio. Foram abordados os conteúdos: elementos de

localização, conceitos fundamentais da cinemática, sistemas de referência, velocidade,

aceleração, movimento uniforme, movimento uniformemente variado, classificação dos

movimentos, gráficos e tabelas. Ainda que a abordagem escolhida tenha sido

prioritariamente conceitual, também foi feita a abordagem matemática dos movimentos

a partir do trabalho com equações, gráficos e tabelas. Abaixo segue a descrição da

sequência completa e a indicação dos anexos utilizados.

Primeira semana:

Atividade 1:

Título: Ajude seu amigo a encontrar nossa escola!

Objetivo: Essa atividade (individual) tem como objetivo coletar os conceitos

prévios dos alunos acerca de elementos de localização.

Orientação: Os estudantes recebem um material (ANEXO 1) com a seguinte

instrução: Você está conversando com um amigo pelo Watsapp e deve ajuda-lo

a encontrar nossa escola. Sabendo que você acabou de enviar para ele o mapa

abaixo, que texto você escreveria para ajuda-lo a chegar até aqui?

Observação: O Anexo 1 contém um mapa, retirado da internet, relativo à localização

da escola onde foi desenvolvida esta UEPS. Sugerimos que antes do início desta

atividade o professor troque o mapa por um relacionado à localidade da escola em que a

atividade será desenvolvida.

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Atividade 2:

Título: Elaborando o texto coletivamente.

Objetivo: Esta atividade coletiva busca estimular a colaboração entre os alunos

e o sequenciamento lógico de ideias.

Orientação: Cada aluno pode formular uma frase de até 5 palavras que serão

escritas no quadro pelo professor. Um após o outro, devem trabalhar de

maneira conjunta e colaborativa para construir o texto referente ao mapa

utilizado no Anexo 1. Apesar de cada aluno formular a sua frase, deve-se

estimular a interação dos alunos no momento da atividade. Ao final da tarefa,

será anotada pelo professor o texto completo para posterior análise.

Segunda semana:

Atividade 3:

Título: Conceitos iniciais da cinemática.

Objetivo: Iniciar o processo de formalização dos conceitos, alguns dos quais

podem ter aparecido na atividade anterior, com nomes diferentes dos usados na

cinemática.

Orientação: Aula expositiva e dialogada sobre conceitos iniciais de

Cinemática. Sugerimos a apresentação da definição dos conceitos de

Referencial, Espaço, Posição, Trajetória e Deslocamento. Sugerimos também

que sejam mostrados exemplos de como podemos os conceitos.

Atividade 4:

Título: Refazendo o texto da aula anterior.

Objetivo: Estimular a diferenciação progressiva de termos apresentados na

Atividade 1.

Orientação: Será devolvido o texto de cada aluno e será pedido para que eles

destaquem no texto original as palavras ou trechos referentes aos conceitos de

Referencial, Espaço, Posição, Trajetória e Deslocamento. Em seguida será

solicitado que cada aluno refaça seu texto levando em conta as discussões

feitas em sala até o momento.

Atividade 5:

Título: Qual a importância dos sistemas de referências?

Objetivo: Estimular a interação entre os estudantes e a explicitação de

situações do cotidiano em que os conceitos acima são importantes.

Orientação: Os alunos irão responder verbalmente a pergunta: qual a

importância dos sistemas de referências? O professor anotará no quadro as

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respostas e tentará construir uma síntese do pensamento da turma acerca da

questão levantada.

Terceira semana:

Atividade 6:

Título: Introdução dos conceitos de velocidade e aceleração.

Objetivo: Fazer o resgate dos conceitos vistos nas aulas anteriores e introduzir

os conceitos de Velocidade e Aceleração.

Orientação: Exposição e debate de vídeo sobre cinemática (sugestão:

www.youtube.com/watch?v=-soN1pXw-Jc).

Atividade 7:

Título: Conceitos de velocidade e aceleração.

Objetivo: Formalização dos conceitos de velocidade e aceleração.

Orientação: Aula expositiva e dialogada, no quadro ou recurso de projeção

(data-show), sobre a definição dos conceitos de velocidade e aceleração,

primeiramente com uma abordagem mais conceitual e mostrando vários

exemplos. Posteriormente deverá ser feita a diferenciação entre grandezas

instantânea e média. Também devem ser apresentadas as fórmulas de

velocidade média e aceleração média e por fim discutiremos a diferença entre

grandezas escalares e vetoriais.

Atividade 8:

Título: Resolução de situações problema/exercícios.

Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa dos conceitos vistos.

Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões

que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas

de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a

aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.

Atividade 9:

Título: Atividade para casa.

Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa dos conceitos vistos.

Orientação: O professor deve solicitar aos estudantes pesquisar na internet

(citar referências) três diferentes animais, suas velocidades médias de

locomoção e calcular o tempo gasto e a aceleração de cada um deles para

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percorrer uma distância de 500m partindo do repouso. Atividade individual e

que deverá ser feita no caderno.

Quarta semana:

Atividade 10:

Título: Tipos de movimento.

Objetivo: Formalização de conceitos.

Orientação: Aula expositiva e dialogada, no quadro ou recurso de projeção

(data-show), acerca da definição dos conceitos de movimento progressivo,

retrógrado, acelerado e retardado. Será feita uma abordagem conceitual e

mostrando vários exemplos.

Atividade 11:

Título: Teste individual com consulta ao caderno e livro didático (se houver).

Objetivo: Aplicação dos conceitos estudados até o momento em situações do

cotidiano.

Orientação: Os alunos devem ler e responder as perguntas do texto Fim de

semana com a família (ANEXO 2).

Atividade 12:

Título: Atividade para casa.

Objetivo: Aplicação dos conceitos estudados até o momento em situações do

cotidiano.

Orientação: Cada aluno deve fazer um texto, tomando como modelo o texto

trabalhado no teste feito em sala (ANEXO 2), com quatro perguntas ao final.

Esta atividade deve ser entregue na aula seguinte.

Quinta semana:

Atividade 13:

Título: MU E MUV.

Objetivo: Apresentação dos conceitos de MU e MUV e preparação para a

atividade experimental.

Orientação: Aula expositiva e dialogada, no quadro ou recurso de projeção

(data-show), acerca da definição de Movimento Uniforme (MU) e Movimento

Uniformemente Variado (MUV), primeiramente com uma abordagem mais

conceitual e mostrando vários exemplos. Serão apresentadas as fórmulas de

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MU e MUV e por fim discutido a diferença entre esses movimentos e os

demais tipos que normalmente não são estudados no ensino médio.

Atividade 14:

Título: Resolução de situações problema/exercícios.

Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa dos conceitos vistos.

Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões

que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas

de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a

aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.

Sexta semana:

Atividade 15:

Título: Estudando o movimento de bicicletas (Atividade Experimental).

Objetivo: Aplicação dos conceitos estudados até o momento em situações do

cotidiano e estímulo à reconciliação integrativa.

Orientação: Esta atividade poderá ser feita na quadra de esportes ou no pátio

da escola. Os alunos se organizam em equipes de 4 ou 5 membros e recebem

um roteiro (ANEXO 3) para auxiliar a execução da atividade. Analisando o

movimento de suas bicicletas, os alunos devem preencher as tabelas com as

informações solicitadas no roteiro e responder as perguntas contidas ao final.

Como as perguntas tem caráter aberto, sugerimos que as respostas sejam feitas

em casa e trazidas na próxima aula, assim o professor pode estimular as

equipes a pesquisar sobre o tema para responder corretamente o que está sendo

pedido. Sugerimos também que as questões sobre a produção de gráficos seja

feita em sala, com a ajuda e supervisão do professor, no encontro seguinte.

Realização da atividade na quadra de esportes da escola. Fonte: Sérgio Bezerra.

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Sétima semana:

Atividade 16:

Título: Trabalhando com gráficos e tabelas.

Objetivo: Formalização matemáticas dos conceitos de MU e MUV.

Orientação: Será feita a construção e análise, em sala, dos gráficos dos objetos

estudos na atividade experimental da aula anterior. Após essa atividade, as

equipes entregam os roteiros recebidos na atividade 15 devidamente

preenchidos.

Oitava semana:

Atividade 17:

Título: Discutindo a atividade experimental.

Objetivo: Analisar elementos de aprendizagem que possam ter sido

desencadeados pelo trabalho experimental.

Orientações: Será feita uma roda de discussão com toda a turma para que os

estudantes possam relatar suas impressões acerca da atividade experimental e

seu desfecho (produção de gráficos). O professor deve orientar este momento

de diálogo para que os estudantes expressem como eles observam à aplicação

dos conceitos estudados em sala na análise de uma situação do cotidiano, e

quais os pontos positivos e negativos de se incorporar a linguagem da física em

situações como esta.

Atividade 18:

Título: Resolução de situações problema/exercícios.

Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa e revisão final dos conceitos

trabalhados ao longo da UEPS.

Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões

que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas

de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a

aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.

Nona semana:

Atividade 19:

Título: Como produzir um mapa conceitual?

Objetivo: Explicar como se produz um mapa conceitual para ser utilizado

como instrumento de avaliação.

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Orientação: Esta aula terá início com a explicação do que é, e como construir,

um mapa conceitual. Durante as discussões, que serão baseadas em Moreira

(xxxx, mapas conceituais), serão mostrados à turma alguns exemplos de mapas

conceituais já prontos.

Atividade 17:

Título: Produzindo mapas conceituais.

Objetivo: Produção de mapas conceituais. Reconciliação integrativa.

Avaliação da aprendizagem.

Orientação: Será solicitado que cada aluno liste em seu caderno os conceitos

trabalhados durante as aulas. Em seguida será solicitado que um faça um mapa

conceitual acerca do entendimento sobre o que foi abordado ao longo da

UEPS.

Abaixo o quadro relacionado à atividade experimental desenvolvida na sexta semana da

UEPS sobre cinemática (atividade 15).

PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Título: Estudando o Movimento de Bicicletas

Conceitos a serem abordados: Movimento Uniforme e Movimento Uniformemente

Variado

Quanto à autonomia do estudante

frente ao experimento:

Redescoberta

Quanto ao momento a ser trabalhado: Durante uma sequência de ensino

Quanto aos conteúdos que podem ser

estudados:

Principalmente, Procedimental e

Conceitual

Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos

Quanto aos materiais usados: Baixo custo

Quanto ao local: Ao ar livre (quadra de esportes)

Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade; resolução

das questões propostas ao final do roteiro e; desempenho na aula seguinte que

necessitava, como pré-requisito, dos conhecimentos tratados durante o experimento.

Avaliação da aprendizagem na UEPS:

A avaliação deverá ser feita baseada nos materiais produzidos pelos estudantes

ao longo da UEPS, tentando identificar indícios de aprendizagem significativa e

mudança conceitual. A atividade correspondente ao anexo 1 deve ser avaliada de forma

à comparar os textos 1 e 2, observando os conceitos incorporados à estrutura

argumentativa da escrita do estudante. A resolução de problemas em sala de aula e em

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casa também deve ser levada em consideração para avaliação e o teste individual

proposto (ANEXO 2) será fundamental para identificar a diferenciação progressiva de

conceitos. O preenchimento do roteiro experimental, assim como a produção dos

gráficos deverá ser usado para avaliar a compreensão acerca da análise matemática dos

movimentos e o mapa conceitual deverá ser analisado à luz da reconciliação integrativa

dos conceitos.

______________________________________________________________

UEPS FÍSICA TÉRMICA

Esta sequência foi desenvolvida para o trabalho dos conceitos de física térmica

com turmas de 2º ano do ensino médio. Foram abordados os conteúdos: calor, princípio

da conservação da energia, calor específico, quantidade de calor sensível, capacidade

térmica, quantidade de calor latente, relação entre temperatura e pressão e mudanças de

fase. A abordagem escolhida foi prioritariamente conceitual, o que não exclui a

abordagem matemática de conceitos centrais. Foi utilizado o estudo do clima para a

aproximação dos conceitos de física ao cotidiano dos estudantes. Foram realizados

vários experimentos durante a sequência e um deles (construção de aparelhos de medida

de uma estação meteorológica) serviu como suporte para praticamente toda a sequência,

tendo sido desenvolvido de forma paralela às demais atividades. Abaixo segue a

descrição da sequência completa e a indicação dos anexos utilizados.

Primeira semana:

Atividade 1:

Título: Pensando sobre o clima.

Objetivo: fazer o levantamento de conceitos prévios sobre o tema.

Orientação: Como situação inicial, será pedido aos estudantes que respondam

a um questionário (ANEXO 4), contendo quatro perguntas abertas sobre

conceitos relacionados ao clima.

Atividade 2:

Título: Vídeo e debate.

Objetivo: Introdução de organizador prévio para o debate sobre clima.

Orientação: Será exibido um vídeo (série Cosmos, episódio 7) seguido de

debate aberto sobre o clima, a importância de conhecer os fatores que o

influenciam e como a ação antrópica pode gerar impactos em escala global.

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Segunda semana:

Atividade 3:

Título: Para compreender o tempo e o clima.

Objetivo: Apresentar e discutir como a medição das variáveis climáticas está

relacionada com os conceitos da física térmica, tais como, temperatura, calor, e

pressão.

Orientação: Será apresentado o texto (ANEXO 5) para leitura, seguido de

discussão aberta, orientada pelas perguntas contidas neste anexo, sobre os

conceitos de clima, tempo, aparelhos de medida de uma estação meteorológica

(EM) e, suas medições.

Atividade 4:

Título: Construindo Aparelhos de uma estação meteorológica (Atividade

Experimental).

Objetivo: Propor que os alunos construam aparelhos de medidas que farão

parte da atividade proposta e com isso se apropriem dos seus princípios de

funcionamento, das variáveis que estes aparelhos se propõe à medir e dos

conceitos de física térmica envolvidos neste processo.

Orientação: A turma será dividida em equipes e iremos propor a atividade

prática baseada no seguinte questionamento (situação problema): como

construir uma estação meteorológica? Será entregue a cada equipe um roteiro

(ANEXO 6) com orientações gerais de como proceder durante a execução da

atividade de construção da EM. Ao final desta aula, será solicitado às equipes

que façam uma pesquisa em livros e sites sobre quais aparelhos são possíveis

construir utilizando materiais alternativos e de baixo custo.

1ª Rodada de Orientações: Nesta semana ocorrerá a primeira rodada de orientação das

equipes no contra turno. Durante as reuniões será visto o que cada equipe pesquisou,

quais os tipos de aparelhos de baixo custo que eles viram em vídeos, sites e textos,

orientar quais as melhores opções para serem construídos e pedir pra que eles iniciem a

construção dos mesmos, pois na próxima rodada de orientação, eles já devem trazer

parte desses aparelhos montados para os primeiros testes de funcionamento.

Terceira semana:

Atividade 5:

Título: Processos de propagação de calor (Atividade Experimental).

Objetivo: Organizador prévio para a introdução dos conceitos de processos de

propagação de calor.

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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Orientação: A turma deverá ser dividida em equipes e cada uma realizará um

dos experimentos referentes aos processos de propagação de calor (ANEXOS

7, 8 e 9). Durante a execução dos experimentos, será solicitado que os alunos

tomem nota em seus cadernos, de acordo com as orientações contidas nos

roteiros. Não há problemas em mais de uma equipe realizar o mesmo

experimento. Como neste caso a atividade, que apesar de ter um roteiro para

orientação, apresenta um caráter aberto, o principal foco será nas discussões

que ocorrerão após a realização dos experimentos.

Estudantes realizando experimento sobre irradiação térmica no laboratório da escola. Fonte:

Sérgio Bezerra.

Atividade 6:

Título: Explicando os processos de propagação de calor.

Objetivo: Início da formalização dos conceitos de condução térmica,

convecção térmica e irradiação térmica. Reconciliação integrativa dos

conceitos vistos até o momento.

Orientação: A turma será novamente reagrupada e será pedido as anotações

que cada equipe fez durante a execução da atividade experimental. Antes de

começar as discussões, é importante que o professor explique a diferença entre

descrever e explicar um evento. Na sequência, será solicitado que cada equipe

faça um breve relato oral do experimento que realizou. Será estimulado que

durante esse relato as equipes não apenas descrevam o que viram, mas, que

tentem explicar o que aconteceu.

Atividade 7:

Título: Atividade para casa.

Objetivo: Internalização dos conceitos estudados e estímulo à explicação de

eventos baseados em observação do experimento.

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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Orientação: Será solicitado à cada equipe que reescreva suas impressões do

experimento, buscando explicá-los utilizando os conceitos construídos na

discussão com a turma. Orientá-los a utilizar, se necessários, o livro didático e

pesquisa na internet, e entregar suas anotações na aula seguinte.

Quarta semana:

Atividade 8:

Título: Quantidade de Calor Sensível e Quantidade de Calor Latente.

Objetivo: Introdução e formalização de conceitos. Diferenciação progressiva

do conceito de calor.

Orientação: Aula expositiva e dialogada sobre Quantidade de Calor Sensível e

Quantidade de Calor Latente. Nesta aula será importante ressaltar as unidades

de medida de calor, principalmente a usada no S.I. Na sequência, serão

resolvidos exercícios sobre os temas vistos.

2ª Rodada de Orientações: Nesta semana, ao irem à escola para as reuniões, as equipes

devem trazer seus aparelhos, ou parte deles, já montados. Se necessário serão feitos

pequenos ajustes. Também será discutido o princípio de funcionamento de cada

aparelho.

Quinta semana:

Atividade 9:

Título: Capacidade térmica e calor especifico.

Objetivo: Introdução de conceitos. Diferenciação progressiva do conceito de

calor.

Orientação: Uma breve Aula expositiva sobre capacidade térmica e calor

especifico.

Atividade 10:

Título: Construção de um calorímetro e determinação de calor específico e

capacidade térmica (Atividade Experimental).

Objetivo: Formalização os conceitos de capacidade térmica e calor específico.

Orientação: O experimento consiste em construir um calorímetro com

materiais de baixo custo, medir sua capacidade térmica e, calcular o calor

específico da parafina. É importante que se tenha uma balança de precisão ou

que a massa dos objetos usados seja previamente conhecida. Além das

orientações dadas pelo professor, cada equipe receberá um roteiro (ANEXO

10), para auxiliar a realização desta atividade.

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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Sexta semana:

Atividade 11:

Título: Temperatura e Pressão.

Objetivo: Introdução de conceitos e abordar a relação entre temperatura e

pressão. Organizador prévio para o tema discutido na aula.

Orientação: Iniciar a aula com a proposição de uma situação-problema

referente à relação entre temperatura e pressão. Por que na panela de pressão os

alimentos cozinham mais rapidamente?

Atividade 12:

Título: Relação entre temperatura e pressão (Atividade Experimental).

Objetivo: Diferenciação progressiva. Aprofundamento dos conceitos.

Orientação: Realizar o experimento (ver figura abaixo) demonstrativo sobre a

relação entre temperatura e pressão (balão de vidro com ladrão e pressão

interna variável), onde será abordada a fenomenologia do experimento e a

explicação teórica (diagrama de fases).

Com a seringa é possível alterar a pressão interna do recipiente fazendo variar a temperatura

de ebulição da água. Fonte: Sérgio Bezerra.

Atividade 13:

Título: Atividade para casa.

Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa e revisão final dos conceitos

trabalhados até o momento.

Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em casa questões que

abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas de

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a aplicação

em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.

3ª Rodada de Orientações: Nesta semana as orientações terão como objetivo fazer

pequenos ajustes no que ainda não está funcionando bem e orientar sobre a apresentação

da semana seguinte, incluindo a montagem dos slides em PowerPoint.

Sétima semana:

Atividade 14:

Título: Resolução de situações problema/exercícios.

Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa e revisão final dos conceitos

trabalhados ao longo da UEPS.

Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões

que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas

de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a

aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.

Oitava semana:

Atividade 15:

Título: Apresentação dos trabalhos.

Objetivos: Reconciliação integrativa.

Orientação: As equipes apresentam seus instrumentos de medidas montados.

Por sorteio, cada equipe explica o princípio de funcionamento dos aparelhos,

fala sobre a variável climática que ele se propõe a medir e demostra, quando

possível, o seu funcionamento em sala. Também deve ser explicada pelo

professor a relação entre as variáveis, a sensação térmica e o conforto térmico.

Instrumentos construídos por estudantes. Fonte: Sérgio Bezerra.

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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Nona semana:

Atividade 16:

Título: Como produzir um mapa conceitual?

Objetivo: Explicar como se produz um mapa conceitual para ser utilizado

como instrumento de avaliação.

Orientação: Esta aula terá início com a explicação do que é, e como construir,

um mapa conceitual. Durante as discussões, que serão baseadas em Moreira

(xxxx, mapas conceituais), serão mostrados à turma alguns exemplos de mapas

conceituais já prontos.

Atividade 17:

Título: Produzindo mapas conceituais.

Objetivo: Produção de mapas conceituais. Reconciliação integrativa.

Avaliação da aprendizagem.

Orientação: Cada aluno receberá um texto denominado Repensando sobre o

Clima e Tempo (ANEXO 11), e será solicitado que após a leitura eles

produzam um mapa conceitual acerca do entendimento sobre o texto e sua

relação com o que foi abordado ao longo da UEPS.

Abaixo os quadros relacionados às atividades experimentais desenvolvidas ao longo da

UEPS sobre física térmica.

PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Título: Construindo Aparelhos de uma Estação Meteorológica (Atividade 4)

Conceitos a serem abordados: calor, temperatura, pressão, trocas de calor, umidade

relativa do ar, índice pluviométrico, conforto térmico e sensação térmica.

Quanto à autonomia do estudante

frente ao experimento:

Projetos de investigação

Quanto ao momento a ser trabalhado: Durante uma sequência de ensino

Quanto aos conteúdos que podem ser

estudados:

Atitudinal, Procedimental e Conceitual

Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos

Quanto aos materiais usados: Baixo custo

Quanto ao local: Em casa e no laboratório da escola.

Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade; qualidade e

funcionalidade dos aparelhos construídos; apresentação dos trabalhos finais (Atividade

15).

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Título: Processos de Propagação de Calor (Atividade 5)

Conceitos a serem abordados: condução térmica, convecção térmica e irradiação

térmica.

Quanto à autonomia do estudante

frente ao experimento:

Redescoberta (roteiro com perguntas

abertas)

Quanto ao momento a ser trabalhado: Para introdução do tema a ser estudado

Quanto aos conteúdos que podem ser

estudados:

Atitudinal e Conceitual

Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos e motivar os estudantes

Quanto aos materiais usados: Baixo custo

Quanto ao local: Laboratório da escola ou em sala de aula

Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade e

profundidade da argumentação expressas nas respostas por escrito.

PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Título: Construção de um Calorímetro e Determinação de Calor Específico e

Capacidade Térmica (Atividade 10)

Conceitos a serem abordados: calor específico e capacidade térmica.

Quanto à autonomia do estudante

frente ao experimento:

Redescoberta

Quanto ao momento a ser trabalhado: Durante uma sequência de ensino

Quanto aos conteúdos que podem ser

estudados:

Conceitual e Procedimental

Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos

Quanto aos materiais usados: Baixo custo

Quanto ao local: No laboratório da escola.

Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade; coerência

dos valores encontrados e qualidade dos aparelhos (calorímetros) construídos.

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______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA

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PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL

Título: Relação entre Temperatura e Pressão (Atividade 12)

Conceitos a serem abordados: temperatura, pressão e mudanças de fase.

Quanto à autonomia do estudante

frente ao experimento:

Demonstrativo pelo professor

Quanto ao momento a ser trabalhado: Para introdução do tema a ser estudado

Quanto aos conteúdos que podem ser

estudados:

Conceitual

Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos

Quanto aos materiais usados: Aparelhos e instrumentos quase

profissionais.

Quanto ao local: Em sala de aula

Como Avaliar a atividade: Interação dos estudantes durante a execução do

experimento.

Avaliação da aprendizagem na UEPS:

A avaliação deverá ser feita baseada nos materiais produzidos pelos estudantes

ao longo da UEPS, considerando tarefas individuais e em grupo, tentando identificar

indícios de aprendizagem significativa e mudança conceitual. A atividade 4,

correspondente ao anexo 6, deve servir como parâmetro para a avaliação de indícios de

reconciliação integrativa entre os conceitos de Física Térmica e Física do Clima. As

atividades 5 e 6 devem ser avaliadas de forma à comparar os textos produzidos,

observando os conceitos incorporados à estrutura argumentativa da escrita das equipes.

A resolução de problemas em sala de aula e em casa também deve ser levada em

consideração para avaliação, tanto em relação à diferenciação progressiva, quanto à

reconciliação integrativa de conceitos. O preenchimento do roteiro experimental da

atividade 10 deverá ser usado para avaliar a compreensão acerca dos conceitos

relacionados à capacidade térmica, calor específico e conservação da energia. O mapa

conceitual, atividade individual, deverá ser analisado à luz da reconciliação integrativa

dos conceitos.

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7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

As orientações contidas neste Texto de Apoio não devem substituir o

planejamento das atividades por parte do professor. Assim como o livro didático é

utilizado como material de apoio (muitas vezes, o principal) para o planejamento

conceitual das aulas, sugerimos que este material seja utilizado como apoio ao

planejamento metodológico das atividades experimentais, estimulando a autonomia do

professor na elaboração de atividades que se adequem ao seu contexto de trabalho. Não

devemos perder de vista que a elaboração de hipóteses, medidas de variáveis, análise

dos resultados e a proposição de problemas e soluções práticas, além de ser apenas uma

parte do trabalho científico, são passos dinâmicos, de uma forma de conhecimento

também dinâmico. Por isso, o estudo experimental deve ser encarado como um dos

pilares do estudo das ciências, sempre acompanhado do pensamento racional.

A opção de apresentar o trabalho experimental como parte de uma sequência de

didática tem como propósito buscar integrar esta metodologia a um corpo maior de

conceitos. Assim o experimento não é visto de maneira isolada e com fim em si próprio,

mas integrado a várias outras metodologias, buscando abarcar uma variedade de

técnicas que podem ser usadas pelo professor. Usar como suporte a Aprendizagem

Significativa revela a opção pelo trabalho que privilegia a qualidade do que é abordado

em sala de aula, em detrimento da quantidade dos conceitos que são propostos em livros

textos regulares. As atividades práticas podem contribuir para os dois pilares centrais da

aprendizagem: o levantamento de conceitos prévios e a relação de conceitos novos aos

já existentes no campo cognitivo do estudante. Sendo assim, é importante que antes do

início do trabalho em sala o professor tenha claro quais conceitos centrais serão

trabalhados na UEPS, quais conceitos secundários serão discutidos e como fazer. Isto se

chama planejamento didático e é aqui que este livro pretende ajudar o trabalho do

professor (MOREIRA, 2011).

Esperamos que este material sirva de suporte às aulas experimentais de

professores da educação básica, em especial os que trabalham com disciplinas do campo

das ciências naturais. Ainda que isto não seja sempre evidente, a forma de se abordar os

conceitos em sala de aula está diretamente relacionado com as concepções

desenvolvidas pelo professor durante sua formação. Uma visão de ciência rígida e

linear, necessariamente fará com que o professor opte por trabalhar com metodologias

que reforcem esta visão. Sendo assim, o uso de atividades experimentais nas aulas de

ciências, em especial de física, deve trazer um processo de reflexão permanente por

parte do professor, para que este evite estimular em seus estudantes visões deformadas

do trabalho científico. (CACHAPUZ et al., 2011).

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PARTE III

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8. ANEXOS ______________________________________________________________ANEXO 1

AJUDE SEU AMIGO A ENCONTRAR NOSSA ESCOLA!

Você está conversando com um amigo pelo Whatsapp e deve ajudá-lo a encontrar nossa escola.

Sabendo que você acabou de enviar para ele o mapa abaixo e que ele se encontra no complexo

da Cidade Nova 8, que texto você escreveria para ajudá-lo a chegar até aqui?

TEXTO 1

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

TEXTO 2

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

MÉD

IO

PROF. ALUNO: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

LN

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______________________________________________________________ANEXO 2

FIM DE SEMANA COM A FAMÍLIA

Leia o texto abaixo com atenção e responda as questões a seguir.

Ao sair de casa com seus pais para um passeio de final de semana, João e sua família,

que moram na WE 32 da Cidade Nova IV entraram no carro e pegaram a SN 3 (Pista que passa

em frente à escola de idiomas ASLAN). Como o pai de João é um motorista muito prudente,

manteve a velocidade do seu carro constante e dentro do limite de 60 km/h.

Ao se aproximarem da lombada eletrônica localizada em frente ao Colégio Ideal, o pai

de João reduziu a velocidade do carro da família para 25 km/h, evitando desta forma uma

possível multa por excesso de velocidade. Em seguida acelerou um pouco e se manteve a 50

km/h até chegarem à rotatória da Praça da Bíblia, onde parou o carro e esperou pacientemente a

sua vez, para então entrar na rotatória e continuar seu trajeto pela Av. Três Corações. Chegando

ao semáforo na esquina da rodovia Mário Covas, o pai de João parou no sinal vermelho e o

esperou ficar verde. Sinal aberto, o motorista fez a conversão à esquerda e entrou na rodovia

Mário Covas, ganhando velocidade gradativamente até atingir 50 km/h, quando parou de

acelerar para que o carro permanecesse nesta velocidade, indo em direção à BR 316.

Após chegar a BR 316 o pai de João acelerou seu carro até atingir 60 km/h e se manteve

assim. Da frente da UNAMA até o sinal localizado nas proximidades do Hospital

Metropolitano, o pai de João manteve a velocidade do carro inalterada em 60 km/h, neste trajeto

que tem cerca de 500m (ou 0,5 km). Mais à frente, percebendo a aproximação de um sinal que

se encontrava amarelo, o pai de João que mantinha nesse momento o carro da família em 54

km/h, começou a frear lentamente até que depois de 200 m, a velocidade do seu carro era nula.

Após alguns instantes o sinal ficou verde e a família de João seguiu seu passeio.

Depois de mais alguns minutos chegaram ao seu destino, o Shopping Castanheira,

localizado na entrada de Belém, próximo ao início da BR 316. Graças à experiência e, sobretudo

a educação no trânsito do pai de João, ele e toda sua família chegaram em segurança ao destino

para assistirem a um filme e depois curtirem uma deliciosa pizza.

Responda as questões:

1. Transcreva um trecho do texto onde é possível afirmar que o carro da família de João

desempenhava um movimento uniforme (M.U.). Justifique sua resposta.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

MÉD

IO

PROF. ALUNO: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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2. Transcreva dois trechos do texto onde é possível afirmar que o carro da família de João

desempenhava um movimento acelerado.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Transcreva dois trechos do texto onde é possível afirmar que o carro da família de João

desempenhava um movimento retardado.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

4. Transcreva um trecho do onde se pode afirmar que o carro da família de João desempenha

um movimento retrógrado. Justifique sua resposta.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5. Qual a velocidade do carro do pai de João, em m/s, ao passar pela lombada eletrônica em

frente ao Colégio Ideal?

6. Qual o tempo gasto pelo carro para ir da UNAMA ao Hospital Metropolitano?

7. Calcule a aceleração do carro da família de João nos 200m antes de parar no sinal após o

Hospital metropolitano?

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______________________________________________________________ANEXO 3

ESTUDANDO O MOVIMENTO DE BICICLETAS

Nº ALUNO (A)

Objetivo Geral:

- A partir da observação do movimento de bicicletas, entender a diferença entre tipos de

movimento e os padrões que eles apresentam.

Objetivos Específicos:

- Construir gráficos e tabelas para identificar os padrões relacionados aos movimentos.

- Utilizando as fórmulas adequadas, calcular a velocidade média e a aceleração média das

bicicletas.

Introdução:

Quando um móvel se desloca com uma velocidade constante, diz-se que este móvel está

em um Movimento Uniforme (M.U.). Particularmente, no caso em que ele se desloca com uma

velocidade constante em trajetória reta, tem-se um movimento retilíneo uniforme.

Se existe variação em sua velocidade e essa variação de velocidade for sempre igual em

intervalos de tempo iguais, então dizemos que este é um Movimento Uniformemente Variado

(M.U.V., também chamado de Movimento Uniformemente Acelerado), ou seja, que tem

aceleração constante e diferente de zero.

Vale lembrar que:

Procedimentos Experimentais:

Você vai precisar de:

Caderno para as anotações.

Cronômetro (celular).

Lápis.

Bicicleta

Borracha.

Fita métrica ou trena.

Papel quadriculado.

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. ALUNO: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

Vm = ∆S ∆t

am = ∆v ∆t

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Como fazer:

1. Esta atividade deve ser feita em equipe (preferencialmente de 5 alunos) que deverão se

distribuir em 5 posições de acordo com a orientação do professor.

2. Cada aluno irá ocupar um local definido na quadra ao longo de uma linha reta. Estes locais

serão indicados pelo professor e serão escolhidos de forma a apresentarem as mesmas distâncias

entre si.

3. As equipes devem previamente definir as características do movimento de sua bicicleta.

4. Quatro alunos estarão dispostos ao longo da trajetória, quando o quinto membro da equipe

(aluno com bicicleta) passar pela posição 1, todos disparam seu cronômetros simultaneamente e

ao passar por cada aluno da equipe estes devem registrar o momento em que a bicicleta passou.

5. Todos os alunos deverão fazer as marcações com o máximo de precisão possível.

6. Repita o procedimento para três para cada situação (se necessário, repita o procedimento

mais de três vezes e discuta com seus colegas de equipe os melhores dados à serem utilizados).

7. Preencha as tabelas abaixo com os dados anotados pelos membros da equipe.

8. Com os valores das tabelas faça um gráfico Espaço X Tempo para cada situação, em uma

folha de papel quadriculado ou no seu caderno.

Situação 1 Aluno 1

(5m)

Aluno 2

(10 m)

Aluno 3

(15 m)

Aluno 4

(20 m)

Tempos

Situação 2 Aluno 1

(5m)

Aluno 2

(10 m)

Aluno 3

(15 m)

Aluno 4

(20 m)

Tempos

Agora, com a ajuda do professor, responda em seu caderno.

1. Analisando os dados coletados, quais as principais diferenças entre a situação 1 e a

situação 2?

2. Quais os valores, aproximados, da velocidade e aceleração das bicicletas? (apresente os

cálculos)

3. Analisando os gráficos construídos, em quais regiões eles se aproximam de gráficos do

Movimento Uniforme (M.U.) e em quais regiões eles se aproximam de gráficos do

Movimento Uniformemente Variado (M.U.V.)?

4. Cite duas situações cotidianas onde podemos observar o MU e o MUV,

respectivamente.

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______________________________________________________________ANEXO 4

PENSANDO SOBRE O CLIMA

Baseado nas informações que chega à você pelos jornais, telejornais, internet, etc., responda as

questões abaixo.

1. O que é mudança climática?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. O que é “efeito estufa” e qual a sua relação com o clima do nosso planeta?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3. Qual é a evidência sobre o aquecimento global?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

4. As temperaturas vão aumentar no futuro? Quais serão os impactos disso?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. ALUNO: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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______________________________________________________________ANEXO 5

PARA COMPREENDER O TEMPO E CLIMA

Tempo e clima são termos diferentes, designam fenômenos distintos, além de

apresentarem objetos de estudo de diferentes áreas do saber. Sendo assim, existe uma

diferenciação entre condições meteorológicas e climatológicas. A diferença principal entre

tempo e clima está na escala temporal que os envolve. O tempo é um estado momentâneo da

atmosfera, enquanto o clima é a configuração mais permanente ou referente a um período de

tempo maior.

Quando falamos na previsão e também na análise do tempo atmosférico, estamos

falando da meteorologia, ou seja, da ciência que estuda o comportamento imediato da

atmosfera. Por outro lado, o clima é referente à climatologia. Geralmente, o climatologista

utiliza-se do conjunto de dados fornecidos pelo meteorologista ao longo do tempo para realizar

conclusões amplas e definitivas sobre a atmosfera de um determinado local.

Vejamos com mais detalhes cada um desses conceitos.

Tempo

Todos se interessam pelo tempo. Na maior parte

dos países, boletins de previsão do tempo são os mais

populares programas de TV. Pessoas em todo o mundo

precisam saber como será o tempo hoje ou amanhã para

que possam saber as possibilidades de semeadura,

plantio e colheita, viagens marítimas ou por outro meio

de transporte, fazer preparativos contra perigos naturais

eminentes, como furacões. Querem saber as condições

para a prática de esportes ao ar livre ou atividades

recreativas ou, simplesmente, o que vestir ou se é

necessário levar consigo um guarda-chuva.

Os Serviços Meteorológicos Nacionais observam o tempo e o clima de forma contínua,

fornecendo um fluxo regular de dados que são transmitidos ao redor do mundo com o propósito

de previsões e planejamento. O tempo não respeita fronteiras nacionais, e o trabalho realizado

por meteorologistas, comumente nos bastidores, para nosso benefício e segurança é um trabalho

de equipe.

Em média, uma previsão de cinco dias hoje é tão confiável como uma previsão de dois

dias vinte anos atrás. Apesar desse progresso científico, desafios permanecem e a precisão de

previsões individuais ainda varia significantemente. Os desafios incluem caracterizar e

comunicar as incertezas mutáveis em previsões individuais e avançar em nossa habilidade de

previsão em áreas onde o progresso tem sido difícil (por exemplo, chuvas fortes e sua origem,

intensidade e estrutura de ciclones tropicais).

O tempo, portanto, refere-se ao estado da atmosfera no exato momento tratado. Veja

alguns exemplos:

- Faz muito calor agora em Belém, com ausência total de nuvens.

- Em Ananindeua, está muito úmido hoje.

- Choveu muito em São Paulo durante essa semana.

- Como vem fazendo calor nesses últimos dias.

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. ALUNO: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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Clima

Em um nível simples, o tempo é o que está

acontecendo na atmosfera em qualquer momento.

O clima, em sentido estreito, pode ser considerado

o "tempo médio", ou de uma forma

cientificamente precisa, pode ser definido como a

"descrição estatística em termos de média e

variabilidade de quantidades relevantes durante

determinado período de tempo". Em sentido amplo, o clima é o status do sistema de clima que

compreende a atmosfera, a hidrosfera, a criosfera, a litosfera de superfície e a biosfera. Todos

estes elementos determinam o estado e a dinâmica do clima da Terra.

A maior parte dos atlas tem mapas de temperatura e precipitação de todo o mundo,

alguns contém mapas de pressão atmosférica, ventos predominantes, correntes oceânicas e a

quantidade de gelo nos oceanos em determinado ano. Muitos países têm classificações mais

detalhadas por várias razões. Por exemplo, a média de data da primeira e última geada "de

morte" (uma geada forte o suficiente para matar plantações), informação esta importante para

agricultores e fazendeiros.

O clima, por sua vez, refere-se a condições comuns ou referentes a um período mais

amplo.

- Todo final de ano é a mesma coisa, chove muito em Belém!

- O inverno curitibano é sempre muito rigoroso.

- O aquecimento global deverá aumentar as temperaturas nas próximas décadas.

As Estações Meteorológicas e as Variáveis Estudadas

Os fenômenos meteorológicos são estudados a partir das observações, experiências e

métodos científicos de análise. A observação meteorológica é uma avaliação ou uma medida de

um ou vários parâmetros meteorológicos. As observações são sensoriais quando são adquiridas

por um observador sem ajuda de instrumentos de medição, e instrumentais, em geral chamadas

medições meteorológicas, quando são realizadas com instrumentos meteorológicos.

Uma estação meteorológica convencional é composta de vários sensores isolados que

registram continuamente os parâmetros meteorológicos (pressão atmosférica, temperatura e

umidade relativa do ar, precipitação, radiação solar, direção e velocidade do vento, etc), que são

lidos e anotados por um observador a cada intervalo e este os envia a um centro coletor por um

meio de comunicação qualquer.

Portanto, os instrumentos meteorológicos (termômetro, barômetro, anemômetro,

psicrômetro, etc.) são equipamentos utilizados para adquirir dados meteorológicos.

Fontes

http://www.inmet.gov.br/portal/

http://www.mundoeducacao.com/geografia/qual-diferenca-entre-tempo-clima.htm

http://www.estacao.iag.usp.br/instrumentos.php

PARA REFLETIR

1. Qual a principal diferença entre tempo e clima?

2. Quais as principais variáveis meteorológicas (parâmetros meteorológicos) e quais os

aparelhos de medida dessas variáveis?

3. Qual a relação entre os conceitos da física térmica e essas variáveis?

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______________________________________________________________ANEXO 6

CONSTRUINDO APARELHOS DE UMA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA

ORIENTAÇÕES GERAIS:

Equipes de 05 alunos.

Cada equipe construirá uma pequena Estação Meteorológica (EM) cujo princípio de

funcionamento de seus aparelhos tenham relação com os conceitos de física térmica.

Cada equipe fará uma pesquisa em livros e sites sobre quais as principais variáveis

meteorológicas e como construir aparelhos para sua medição.

Cada equipe deverá utilizar, preferencialmente, materiais de baixo custo e/ou sucata para

a produção dos aparelhos.

As equipes deverão marcar reuniões de orientação, no contra-turno, com o professor na

escola.

Caso a equipe julgue necessário, os equipamentos poderão ser construídos nas

dependências da escola (no laboratório de ciências ou espaço equivalente, caso exista),

usando como suporte as ferramentas e materiais disponíveis no local ou trazidos de casa.

QUANTO À APRESENTAÇÃO:

Serão apresentados os aparelhos já construídos e demonstrado o funcionamento destes.

Cada equipe deverá preparar uma apresentação, preferencialmente em PowerPoint, que

contenha o princípio de funcionamento dos aparelhos, descreva como ocorreu sua

construção, a variável meteorológica que eles medem, e sua relação para as previsões

climáticas e do tempo.

Os slides em PowerPoint devem ser entregues ao professor, em formato PDF, e constarão

como parte da avaliação.

DATA DE ENTREGA E APRESENTAÇÃO:

Dia __/__/__ será o dia da apresentação, com a mostra dos aparelhos de cada equipe e a

demonstração do funcionamento dos equipamentos.

CRITÉRIOS DE PONTUAÇÃO:

A nota será atribuída segundo os critérios descritos na tabela abaixo:

Critérios de avaliação

Domínio do conteúdo

(apresentação)

Clareza na explicação

(apresentação)

Sequência lógica

(apresentação)

Qualidade do

conteúdo e

formatação (slides)

Nota

Geral

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. EQUIPE: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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OBSERVAÇÕES:

Não deixe a construção dos equipamentos para as últimas semanas. Siga o cronograma

indicado pelo professor.

Trabalhos com qualidade elevada poderão ganhar pontuação extra.

Antes de começar a montagem dos equipamentos, peça ajuda ao professor para evitar

acidentes e gastos financeiros desnecessários.

CRONOGRAMA DE REUNIÕES DE ORIENTAÇÃO:

1ª rodada de reuniões de orientação (contra-turno): de __/__ à __/__.

Nesta semana ocorrerá a primeira rodada de orientação das equipes no contra turno.

Durante as reuniões, será visto o que cada equipe pesquisou, quais os tipos de aparelhos de

baixo custo que eles viram em vídeos, sites e textos, orientar quais as melhores opções para

serem construídos e pedir pra que eles iniciem a construção dos mesmos, pois na próxima

rodada de orientação, eles já deverão trazê-los montados para os primeiros testes de

funcionamento.

2ª rodada de reuniões de orientação (contra-turno): de __/__ à __/__.

Nesta semana, ao virem à escola para as reuniões, as equipes devem trazer seus aparelhos

já montados. Se necessário serão feitos pequenos ajustes. Também será discutido o princípio

de funcionamento de cada aparelho.

3ª rodada de reuniões de orientação (contra-turno): de __/__ à __/__.

Nesta semana as orientações terão como objetivo fazer pequenos ajustes no que ainda não

está funcionando bem e orientar sobre a apresentação da semana seguinte, incluindo a

montagem dos slides em PowerPoint.

OBS: caso não haja possibilidade de reunião com as equipes no contra-turno, o professor

pode separar uma parte de suas aulas regulares para a orientação das equipes.

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______________________________________________________________ANEXO 7

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR - 1

Nº ALUNO (A)

Objetivo:

- Identificar qual dos processos de propagação de calor ocorre no experimento proposto e

compreender seu mecanismo de funcionamento.

O calor está associado à transferência de energia térmica de um corpo para outro. Em

condições naturais, esta transferência sempre ocorre do corpo de maior temperatura para um

corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito.

Você vai precisar de:

Dois balões;

Água;

Vela;

Procedimento experimental:

1- Encha um dos balões apenas com ar.

2- Coloque um pouco de água no outro balão (cerca de 150 mL) e termine de enchê-lo com

água. Os dois balões devem ficar com o mesmo tamanho.

3- Acenda a vela e aproxime da chama, até encostar, o balão cheio apenas com ar.

4- Acenda a vela e aproxime da chama, até encostar, o balão cheio com ar e água.

5- Observe e faça as anotações.

Questões:

a) O que aconteceu com o balão, cheio apenas com ar, ao aproximá-lo da vela? Isto demorou

muito para acontecer?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) O que aconteceu com o balão, cheio com ar e água, ao aproximá-lo da vela? Isto demorou

muito para acontecer?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. EQUIPE: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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OBS: Como a realização deste experimento pode molhar o local onde ele está sendo realizado,

sugere-se que a equipe se posicione próximo a pia e tenha sempre em mãos panos para enxugar

a bancada de trabalho.

Relato do experimento: Faça um breve relato do experimento, destacando os aspectos que

mais lhes chamaram atenção.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Pesquise:

a) Qual o nome do processo de propagação de calor observado neste experimento? Explique

como ele ocorre.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Qual a diferença entre os termos DESCREVER e EXPLICAR?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

c) Cite uma situação de seu cotidiano em que podemos observar o processo de propagação de

calor acima ocorrendo.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Explicando o experimento: Refaça o texto produzido na aula experimental, focalizando na

explicação do que aconteceu, a partir das pesquisas realizadas pela equipe.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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______________________________________________________________ANEXO 8

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR - 2

Nº ALUNO (A)

Objetivos:

- Identificar qual dos processos de propagação de calor ocorre no experimento proposto e

compreender seu mecanismo de funcionamento.

O calor está associado à transferência de energia térmica de um corpo para outro. Em

condições naturais, esta transferência sempre ocorre do corpo de maior temperatura para um

corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito.

Você vai precisar de:

Dois Béqueres 100mL;

Pipeta Pasteur;

Vela;

Leite em Pó;

Procedimento experimental:

1- Encha um dos béqueres com 2/3 de água limpa.

2- No outro béquer, dissolva o leite em pó em um pouco de água.

3- Com o auxílio da pipeta pasteur coloque um pouco de leite (agora líquido) no fundo do

béquer que está com água. Tenha cuidado para que o leite que está sendo depositado no fundo

do béquer não se misture com a água nele contido.

4- Acenda a vela e coloque o béquer contendo água e leite sobre a chama. Deixe o fundo do

béquer bem próximo à vela, encostando-o na chama.

5- Observe e faça as anotações.

Questões:

a) Ao depositar o leite no fundo do béquer, ele permanece no fundo ou se mistura à água?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Após o início do aquecimento do béquer com a chama da vela (10 segundos), como fica o

aspecto da mistura entre leite e água?

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. EQUIPE: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

c) Após se passarem 60 segundos do início do aquecimento do béquer com a chama da vela,

como fica o aspecto da mistura entre leite e água?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Relato do experimento: Faça um breve relato do experimento, destacando os aspectos que

mais lhes chamaram atenção.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Pesquise:

a) Qual o nome do processo de propagação de calor observado neste experimento? Explique

como ele ocorre.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Qual a diferença entre os termos DESCREVER e EXPLICAR?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

c) Cite uma situação de seu cotidiano em que podemos observar o processo de propagação de

calor acima ocorrendo.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Explicando o experimento: Refaça o texto produzido na aula experimental, focalizando na

explicação do que aconteceu, a partir das pesquisas realizadas pela equipe.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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______________________________________________________________ANEXO 9

PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR - 3

Nº ALUNO (A)

Objetivos:

- Identificar qual dos processos de propagação de calor ocorre no experimento proposto e

compreender seu mecanismo de funcionamento.

O calor está associado à transferência de energia térmica de um corpo para outro. Em

condições naturais, esta transferência sempre ocorre do corpo de maior temperatura para um

corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito.

Você vai precisar de:

Lâmpada incandescente com soquete;

Dois termômetros químicos;

Régua;

Procedimento experimental:

1- Acenda a lâmpada incandescente.

2- Posicione um dos termômetros, verticalmente, sobre a lâmpada acesa. Deixe o seu bulbo

virado para a lâmpada e use a régua para posicioná-lo à 5 cm da lâmpada. Espere dois minutos e

faça a leitura da temperatura marcada pelo termômetro.

3- Posicione o outro termômetro, horizontalmente, na lateral da lâmpada acesa. Deixe o seu

bulbo virado para a lâmpada e use a régua para posicioná-lo à 5 cm da lâmpada. Espere dois

minutos e faça a leitura da temperatura marcada pelo termômetro.

4- Refaça os itens 2 e 3, reduzindo a distância entre os termômetros e a lâmpada para 1 cm.

5- Observe e faça as anotações.

Questões:

a) Quais as temperaturas marcadas pelos termômetros quando colocados à 5 cm da lâmpada?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Quais as temperaturas marcadas pelos termômetros quando colocados à 1 cm da lâmpada?

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. EQUIPE: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Relato do experimento: Faça um breve relato do experimento, destacando os aspectos que

mais lhes chamaram atenção.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Pesquise:

a) Quais os nomes dos processos de propagação de calor observados neste experimento?

Explique como eles ocorrem.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

b) Qual a diferença entre os termos DESCREVER e EXPLICAR?

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

c) Cite uma situação de seu cotidiano em que podemos observar os processos de propagação de

calor acima ocorrendo.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Explicando o experimento: Refaça o texto produzido na aula experimental, focalizando na

explicação do que aconteceu, a partir das pesquisas realizadas pela equipe.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

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_____________________________________________________________ANEXO 10

CONSTRUÇÃO DE UM CALORÍMETRO E DETERMINAÇÃO DE CALOR

ESPECÍFICO E CAPACIDADE TÉRMICA

Nº ALUNO (A)

Objetivos:

- Montar um calorímetro, determinar o calor específico de substâncias e

a capacidade térmica de objetor.

O calorímetro é um aparelho usado na determinação do calor

específico de substância e na capacidade térmica de objetos. Trata-se de

um aparelho (semelhante a uma garrafa térmica) que busca isolar

termicamente objetos do resto do ambiente, que irão trocar calor entre si

e com a possibilidade de monitorar a temperatura em que isso ocorre.

Para um calorímetro ideal (este não participará dos processos de troca de

calor) sua capacidade térmica é nula (C = 0). Para calorímetros reais,

devemos considerar a capacidade térmica do mesmo durante os

processos que ocorrem no seu interior.

Vale lembrar que para trocas de calor entre corpos, teremos:

QA + QB + QC = 0

Q = m . c . Δθ C = m .c Q = C . Δθ

Onde:

Q é a quantidade de calor;

c é o calor específico da substância;

C é a capacidade térmica do objeto.

Procedimentos Experimentais:

Você vai precisar de:

Lata de refrigerante vazia;

Copos de isopor usados como

conservador térmico de latas de

refrigerante;

Béquer de 150 mL;

Balança (de precisão,

preferencialmente);

Pedaço de vela (Parafina)

Termômetro químico

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

DIO

PROF. EQUIPE: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

Page 61: ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM - fisica.org.br · experimental. Pretendemos fazer uma discussão, orientada para professores da educação básica, sobre as várias possibilidades de

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Como fazer:

Construção do Calorímetro

1- Coloque a lata vazia em um dos copos de isopor e use o

outro para fazer uma tampa, de maneira que a lata fique

bem justa dentro dos dois copos.

2- Faça um furo no copo usado como tampa e introduza o

termômetro no interior da lata. É importante que o

termômetro não se encoste ao fundo da lata e que a escala

termométrica fique numa posição de fácil visualização.

3- Este será o nosso calorímetro.

OBS: para as medidas que serão feitas a seguir, é necessário que os procedimentos sejam

feitos o mais rápido possível.

OBS: para a água adotaremos: 1 g = 1mL

Determinação da Capacidade Térmica do Calorímetro.

1- Verifique com o termômetro a temperatura ambiente. Esta temperatura será a temperatura

inicial do calorímetro.

2- Coloque 100 mL de água aquecida no béquer e verifique com o termômetro a temperatura.

Essa será a temperatura inicial da água. Após fazer essa medida (tente ser o mais rápido

possível).

3- Coloque a água aquecida no interior do calorímetro.

4- Tampe o calorímetro e logo após a temperatura do termômetro se estabilizar, anote o valor.

Esta será a temperatura final (temperatura de equilíbrio) para as parcelas do cálculo a seguir.

5- Usando a expressão abaixo, onde QA são valores para a massa de água e Qc são os valores

para o calorímetro, calcule a capacidade térmica do calorímetro (CC).

QA + QC = 0

(mA . cA . Δθ) + (CC . Δθ) = 0

6- Anote o valor de CC na tabela abaixo. Este valor será usado para os cálculos que virão a

seguir.

Determinação do Calor específico da parafina.

1- Verifique com o termômetro a temperatura ambiente. Esta temperatura será a temperatura

inicial do calorímetro e da parafina.

2- Verifique com a balança de precisão a massa da parafina (pedaço de vela).

3- Coloque 100 mL de água aquecida no béquer e verifique com o termômetro a temperatura.

Essa será a temperatura inicial da água. Após fazer essa medida (tente ser o mais rápido

possível).

4- Coloque a água aquecida e a parafina no interior do calorímetro.

5- Tampe o calorímetro e logo após a temperatura do termômetro se estabilizar, anote o valor.

Esta será a temperatura final (temperatura de equilíbrio) para as parcelas do cálculo a seguir.

Page 62: ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM - fisica.org.br · experimental. Pretendemos fazer uma discussão, orientada para professores da educação básica, sobre as várias possibilidades de

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6- Usando a expressão abaixo, onde QA são valores para a massa de água, Qp são os valores da

parafina e Qc são os valores para o calorímetro, calcule o calor específico da parafina (cp).

QA + Qp + QC = 0

(mA . cA . Δθ) + (mp . cp . Δθ) + (CC . Δθ) = 0

7- Anote o valor de cB na tabela abaixo.

Questões:

a) Você poderia ter feito os cálculos

acima usando mais ou menos água?

Justifique.

c) Você poderia ter feito os cálculos acima usando temperaturas diferentes para as massas de

água? Justifique.

d) Por que devemos fazer os procedimentos de medida o mais rápido possível?

e) O que poderíamos fazer para que nosso calorímetro fosse mais eficiente?

Pesquise:

a) O que é a capacidade térmica de uma substância? O que ela nos informa?

b) Faça uma lista com dez substâncias comuns em nosso cotidiano e apresente seus calores

específicos em ordem crescente.

Capacidade térmica

do Calorímetro

Calor específico

da parafina

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_____________________________________________________________ANEXO 11

REPENSANDO SOBRE O CLIMA E O TEMPO

Leia o texto e baseado nas orientações do professor construa um mapa conceitual que

expresse o seu entendimento sobre os conceitos apresentados abaixo e suas relações com o

que foi trabalhado ao longo das aulas.

A inclinação do eixo da

Terra, a localização de uma região

(latitude e longitude) determinam

a quantidade de radiação solar que

a região recebe. (ver figura ao

lado).

O solo, a água e a

vegetação, entretanto, alcançam

temperaturas diferentes ao

receberem a mesma quantidade de radiação solar. O aquecimento diferenciado do solo, da água

e da vegetação, a presença de maior ou menor quantidade desses elementos numa localidade, as

diferentes formações rochosas, como as montanhas e vales, determinam o clima de uma região.

A intensidade dos ventos, a umidade relativa do ar, a temperatura e a pressão atmosférica (cada

um podendo ser medido com um aparelho específico) são alguns dos parâmetros utilizados para

definirmos o clima de uma região, assim como para fazermos previsões do tempo de uma

localidade.

O homem pode interferir nesse equilíbrio ao lançar no ar partículas de gás carbônico

(CO2) em quantidade que alterem significativamente a composição da atmosfera, ao represar os

rios nas construções de hidroelétricas, desmatando florestas, provocando erosões, poluindo o

solo e a água. Essas alterações, poderiam provocar um aumento na temperatura média do nosso

planeta que é de 15ºC e não se modifica ao longo de muitos anos. Um aumento de cerca de 2ºC

na temperatura média da Terra seria suficiente para transformar terras férteis em áridas e

duplicar o número de furacões.

Adaptado de: http://www.fisica.net/gref/termo2.pdf

DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:

MÉD

IO

PROF. ALUNO: N°

TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:

ATIVIDADE DE FÍSICA

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9. APARELHOS DA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA

Neste tópico, faremos a descrição dos aparelhos construídos na Atividade 4

(Construindo aparelhos de uma estação meteorológica), da UEPS sobre Física Térmica.

Indicaremos os processos técnicos de confecção destes instrumentos, assim

como informações de como calibrá-los, materiais necessários na construção, e

informações didáticas quanto aos conceitos físicos que podem ser abordados no

processo de construção e uso dos aparelhos, além de questionamentos que podem ser

levantados durante todo o processo para o enriquecimento da atividade.

Psicrômetro:

O psicrômetro é um aparelho destinado a fazer medidas referentes à umidade

relativa do ar, assim indicando a quantidade de vapor de água existente em sua

composição. Esta medida é importante, pois está diretamente ligada ao conforto

térmico, bem como ao crescimento de vegetais e a dinâmica de populações de várias

espécies de animais. Para a meteorologia, os dados referentes à umidade relativa do ar

podem auxiliar na previsão do tempo e no entendimento do comportamento das

mudanças de temperatura de um dado local.

Dos diferentes tipos de psicrômetro existentes, aqui propomos a construção de

um modelo que utiliza dois termômetros: um com bulbo seco, que tem a função de

registrar a temperatura do ar; e outro com bulbo que fica constantemente úmido, que

tem a função de registrar temperaturas que sofrem influência da taxa de evaporação da

água que umedece seu bulbo (ver figuras na sequência).

Psicrômetro e, ao fundo, carta psicrométrica.

Fonte: Sérgio Bezerra.

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65

Quanto mais vapor de água disperso na atmosfera, mais lenta será a evaporação

da água que umedece o bulbo do termômetro. Quanto menos água na atmosfera, maior

será a taxa de evaporação. Quando mais rápida for a taxa de evaporação, mais calor a

água que está evaporando retira do termômetro e faz cair a temperatura que ele registra.

A comparação da temperatura registrada pelo termômetro com bulbo úmido com a do

bulbo seco, nos indica a quantidade de vapor de água disperso na atmosfera e, por

conseguinte, a umidade relativa do ar.

a) Materiais necessários:

- 2 termômetros

- Recipiente para colocar água (béquer).

- Gaze ou algodão.

- Suporte.

- Carta psicrométrica.

b) Procedimentos de montagem:

1. Prenda os dois termômetros lado a lado num suporte, de maneira que eles fiquem na

posição vertical.

2. Enrole a gaze no bulbo de um dos termômetros.

3. Posicione o béquer em baixo do termômetro que está com a gaze.

4. Coloque água no béquer para que esta possa, por capilaridade, umedecer toda a gaze.

É importante que apenas a ponta livre da gaze fique mergulhada na água. O bulbo do

termômetro deve está envolvido pela gaze constantemente úmida, mas não mergulhado

na água.

5. Está pronto o aparelho.

Detalhe dos bulbos seco e úmido.

Fonte: Sérgio Bezerra.

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c) Calibrando e utilizando o aparelho:

Caso os termômetros utilizados para a construção do psicrômetro sejam de boa

qualidade, este também será.

Para realizar a medida da umidade relativa do ar, deve-se ter em mãos uma

carta psicométrica, para que, partindo da leitura das temperaturas, verificar como elas

estão relacionadas na carta, nos indicando o valor da umidade (ver a carta a seguir).

É importante que, ao se buscar fazer a medida da umidade relativa do ar, se

coloque o psicrômetro no local que se deseja e esperar a temperatura dos termômetros

se estabilizarem. Cada modelo de termômetro tem um tempo para isso. Mas sugerimos

algo em torno de 20 min.

d) Sugestões para a utilização nas aulas:

Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos

como:

- Evaporação.

- Equilíbrio térmico.

- Trocas de calor.

- Umidade relativa do ar.

- Ponto de saturação.

- Conforto térmico.

É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao

funcionamento do psicrômetro.

- Como a água evapora do bulbo úmido se ele não chega a 100ºC?

- O que poderíamos fazer par melhorar a precisão do aparelho?

- O que significa dizer que a umidade relativa do ar chegou a 100%?

- Qual a relação existente entre o funcionamento do psicrômetro e o mecanismo de

termoregulação que temos (ficar suado)?

- Qual a relação desse suor, com a umidade relativa do ar?

- Por que em algumas regiões do país suamos mais e em outras menos, mesmo que os

termômetros marquem a mesma temperatura?

Termômetro:

A palavra termômetro vem do grego thermo (quente) e metro (medida). Desta

forma, termômetro é um aparelho usado para medir temperaturas e suas

variações. Geralmente é composto por uma substância que possua uma propriedade que

varie com a temperatura. Historicamente, os termômetros eram fabricados com base na

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67

dilatação térmica de materiais com elevado coeficiente de dilatação. Desta maneira,

mesmo com pequenos aumentos de temperatura, era possível observar a variação de

comprimento dos materiais que compunham os termômetros.

O aparelho que aqui propomos construir é semelhante aos termômetros

químicos (de mercúrio ou álcool) normalmente encontrados em laboratórios escolares.

Trata-se de um bulbo de vidro onde armazenamos o líquido termométrico, no nosso

caso o álcool isopropílico, com um capilar também de vidro, acrescido de uma escala

numérica arbitrária (ver figuras na sequência).

Termômetros e baixo custo e Químico. Ao centro, o modelo por nós sugerido.

Fonte: Sérgio Bezerra.

Quando colocamos o bulbo de vidro em contato com a substância a qual

pretendemos verificar a temperatura, o termômetro troca calor com a mesma. Ainda que

toda a estrutura do termômetro participe das trocas de calor, algumas de suas partes são

mais suscetíveis a essas trocas. No caso do termômetro receber calor, tanto as partes de

vidro quanto o álcool em seu interior irão ter um acréscimo de temperatura. Porém,

como o coeficiente de dilatação do álcool é bem maior que o do vidro, esse se dilatará

mais e verificaremos a subida do nível do álcool no capilar, indicando assim, pela escala

numérica, a temperatura da substancia analisada. Caso o termômetro perca calor, o

processo será inverso e a coluna de álcool no capilar diminuirá, indicando assim a

temperatura de equilíbrio do sistema formado pelo termômetro e a substância analisada.

É importante destacar que, para que o termômetro tenha sensibilidade

suficiente para que suas medidas sejam confiáveis, suas dimensões devem ser muito

menores que as da substância que se pretende analisar.

a) Materiais necessários:

- Frasco de amostra grátis de perfume (1,5 ml).

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- Tubo de ensaio de plástico.

- Álcool isopropílico ou álcool etílico 70% (quanto mais puro melhor).

- Capilar de vidro.

- Cola de silicone.

- Corante.

- Seringa com agulha.

b) Procedimentos de montagem:

1. Com um objeto pontiagudo, fure a tampa do frasco de perfume, que será o bulbo do

nosso termômetro.

2. Transpasse parte do capilar pelo furo e vede com cola de silicone. Espere secar.

3. Adicione ao frasco 1 ml do álcool com um pouco de corante. Tampe o franco com a

tampa já acrescida do capilar.

4. Faça uma escala numérica arbitrária para ser a escala termométrica adotada.

5. Use a seringa com agulha para ajustar o nível de álcool dentro do capilar, de modo

que a extremidade interna fique submersa no álcool. (ver figura a baixo).

6. Coloque a escala numérica no tubo de ensaio e use-o como proteção do capilar.

7. Está pronto o aparelho.

Termômetro de baixo custo, com escala termométrica arbitrária.

Fonte: Sérgio Bezerra.

c) Calibrando e utilizando o aparelho:

Para calibrar o termômetro recém-construído é necessário se ter um

termômetro químico que ser virá como referência.

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Mergulhe o bulbo dos dois termômetros em uma substância previamente

aquecida e espere eles estabilizarem. Anote a temperatura marcada pelo termômetro

químico e o numero correspondente na escala do termômetro recém-construído. Repita

o procedimento, só que agora mergulhando os termômetros em uma substância

previamente resfriada.

Com os valores obtidos na etapa anterior, proceda a determinação da fórmula

de conversão, como sugerida em vários livros didáticos como problema de lápis e papel.

Se tivéssemos encontrado os valores 50°C para 14°A e 15°C para 3°A, respectivamente

(chamamos de A a escala arbitrária), deveríamos proceder da seguinte maneira.

Usando o princípio da semelhança geométrica teríamos:

𝑇𝐶 − 15

𝑇𝐴 − 3=50 − 15

14 − 3

Caso seu termômetro químico esteja graduado na escala Celsius, você

encontrará a fórmula de conversão entre sua escala arbitrária e a escala Celsius.

d) Sugestões para a utilização nas aulas:

Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos

como:

- Dilatação térmica.

- Equilíbrio térmico.

- Trocas de calor.

- Reservatório térmico.

- Escalas termométricas.

- Líquidos termométricos.

É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao

funcionamento dos termômetros.

- Se fosse colocada menos álcool no frasco de perfume, o que aconteceria com o

termômetro?

- O que aconteceria se o tubo de vidro fosse mais grosso?

- O que aconteceria se usássemos este termômetro pra medir a temperatura de uma

massa líquida pequena (2 ml, p. ex.)?

- Quais as temperaturas máxima e mínima (na nossa escala) e quanto elas equivalem em

na escala Celsius?

- Quais os limites máximo e mínimo, teórico, que nosso termômetro pode medir? Por

quê?

- Cite e explique o princípio de funcionamento de outros dois tipos de termômetros.

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- A pureza do álcool usado tem relação com o funcionamento do termômetro? Por quê?

Pluviômetro:

O pluviômetro é um aparelho destinado a medir a quantidade de chuva

precipitada em um dado local. Esta medida normalmente é feita em milímetros ou

centímetros lineares e faz referência ao tempo em que o aparelho ficou exposto ao local

da coleta.

Normalmente encontrado em estações meteorológicas, medidas sucessivas

realizadas com os pluviômetros permite aos pesquisadores definirem o índice

pluviométrico de uma região, a partir do somatório da precipitação observada durante

um intervalo de tempo previamente estabelecido (ver figuras na sequência).

Pluviômetro.

Fonte: Sérgio Bezerra.

Ao se colocar o pluviômetro no local da coleta, deve-se garantir que a abertura

deste esteja em local sem obstrução e perpendicular ao seu eixo vertical. O ideal é

colocá-lo afastado de muros e árvores, que podem servir como barreira física para a

chuva, atrapalhando o pleno funcionamento do aparelho.

Com o pluviômetro calibrado, após a chuva se faz a leitura de quantos

milímetros ou centímetros de água precipitou naquele local.

a) Materiais necessários:

- Recipiente transparente, preferencialmente cilíndrico. (garrafa PET, p. ex).

- Funil (opcional).

- Régua.

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- Cola de secagem instantânea.

b) Procedimentos de montagem:

1. Caso seja usada uma garrafa (opte por uma que seja cilíndrica, sem “cintura”), corte a

boca da garra na parte em que ela deixa de ser cônica e passa a ser cilíndrica. A boca da

garrafa poderá ser usada como funil.

2. Com o funil e a garrafa com a mesma abertura, coloque o funil invertido, como

mostra a figura abaixo.

3. Cole na lateral da garrafa a régua usando cola de secagem instantânea. Note que o

zero da régua deve estar localizado na parte cilíndrica da garrafa.

4. Se necessário, corte a régua para que ela não fique passando do tamanho da garrafa.

5. Está pronto o aparelho.

Pluviômetro calibrado.

Fonte: Sérgio Bezerra.

c) Calibrando e utilizando o aparelho:

Como as garrafas encontradas no mercado normalmente não são cilíndricas até

o fundo, deve-se encher de água o pluviômetro até que esta esteja na marca ‘zero’ da

régua. Este procedimento deve ser repetido toda vez que se for utilizar o aparelho.

Uma vez que a abertura para a coleta de água equivale à mesma área da secção

reta do cilindro usado para armazenar a água, os valores observados na régua, referente

a cada chuva, nos darão a quantidade de água precipitada em centímetros.

A função do funil é reduzir a evaporação e melhorar a precisão das medidas

realizadas por esse aparelho.

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d) Sugestões para a utilização nas aulas:

Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos

como:

- Evaporação.

- Densidade.

- Dilatação térmica dos líquidos.

- Umidade relativa do ar.

- Ponto de saturação.

- Vapor e gás.

É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao

funcionamento do pluviômetro.

- Caso o recipiente utilizada par a construção do aparelho não tivesse uma parte

cilíndrica, como poderíamos construí-lo?

- Qual o problema em deixar por muito tempo a água coletada no aparelho antes de

fazer a leitura do mesmo?

- O que garante que o nosso aparelho faz medidas equivalentes aos aparelhos

profissionais?

- A função do funil é essencial em nosso aparelho? Por quê?

Barômetro:

Os barômetros são aparelhos utilizados para fazer a medida da pressão

atmosférica. Tais valores tendem a variar com a composição da atmosfera local,

temperatura e altitude. É importante se definir a pressão atmosférica de um dado local,

pois, em conjunto com outras variáveis climáticas como umidade relativa do ar e

direção dos ventos, podem-se fazer previsões atmosféricas como a possibilidade de

chuvas.

Existem diferentes tipos de barômetros. O princípio de funcionamento de cada

um deles, assim como os materiais utilizados durante a construção, pode interferir na

precisão das medidas realizadas. Propomos a construção de um modelo simples, que

utiliza um recipiente de vidro (que pode ser substituído por qualquer outro que seja feito

de um material rígido); película de borracha, em nosso caso retirada de uma bexiga; um

palito de churrasco, que servirá como ponteiro; uma régua para se fazer as medições e;

uma base de madeira, para servir como suporte para a montagem do aparelho.

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Parte dos materiais usados na montagem do barômetro.

Fonte: Sérgio Bezerra.

Ao fechar a boca do recipiente com a película da bexiga, uma parcela de ar

ficara encerrada na parte interna. Devemos esticar a película de modo que esta fique

bem esticada. Para isso podemos usar fita crepe.

A parcela de ar que ficou dentro do recipiente tende a apresentar as mesmas

características do ar fora do recipiente, no momento deste procedimento. Isto garante

que as pressões, interna e externa ao recipiente, são iguais. Isto faz com que a película

fique perpendicular à abertura do recipiente.

Após algum tempo, caso a pressão externa sofra alguma variação, é possível

perceber a película ficar levemente curvada para dentro do recipiente (caso a pressão do

meio externo seja maior que a do meio interno), ou para fora (caso a pressão do meio

externo seja menor que a do interior do recipiente). Assim, este aparelho nos permite

comparar as pressões do meio externo com a apresentada no interior do aparelho.

Para que seja possível observar com mais facilidade as variações de pressão,

sugerimos prender, com o auxílio de um pedaço de fita, um pequeno palito no centro da

película. Depois disso, as leituras podem ser feitas com o auxílio de uma régua

posicionada na mesma base do restante do aparelho (ver figura a seguir).

a) Materiais necessários:

- Recipiente de vidro com a boca “larga”.

- Bexiga.

- Régua.

- Palito de churrasco.

- Placa de madeira, para a base.

- Fita crepe.

- Pedaço de isopor.

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b) Procedimentos de montagem:

1. Prenda um pedaço da bexiga na boca do recipiente, certificando-se que não tenha

passagem de ar e que a película da bexiga fique bem esticada. Para isso use fita crepe.

2. Fixe o palito de churrasco no centro da película, que deverá estar fechando o

recipiente de vidro.

3. Com o auxilio de pedaços de isopor, fixe a régua ‘em pé’ na placa de madeira.

4. Posicione o recipiente na placa de madeira, de modo que a ponta livre do palito fique

bem próxima à régua.

5. Está pronto o aparelho.

Barômetro ao centro. Nas laterais, pluviômetro e anemoscópio.

Fonte: Sérgio Bezerra.

c) Calibrando e utilizando o aparelho:

Para calibrar este tipo de barômetro, necessariamente devemos ter outro

aparelho já calibrado para servir como referência.

Como o movimento da película da bexiga, provocado pela variação de pressão

do meio externo ao recipiente, provocará a movimentação do ponteiro (palito de

churrasco), devemos fazer a leitura em milímetros da medida realizada. Após fazermos

um número suficiente de medidas com o nosso barômetro, sempre anotando ao lado o

valor correspondente medido pelo barômetro previamente calibrado, devemos fazer uma

tabela de referência para a conversão dos valores. Esta tabela nos permitirá usar o nosso

aparelho sem o auxílio do barômetro de referência.

Devemos advertir ao leitor que este modelo de barômetro não fará a aferição

tão precisa da pressão atmosférica e que após alguns dias, com o desgaste

(ressecamento) da película da bexiga, é necessário trocar esta ‘peça’ do aparelho e

refazer os procedimentos de calibragem.

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d) Sugestões para a utilização nas aulas:

Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos

como:

- Pressão.

- Pressão atmosférica.

- Relação entre pressão e temperatura.

- Umidade relativa do ar.

- Conforto térmico.

É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao

funcionamento do barômetro.

- O volume do recipiente de vidro influencia na qualidade das medidas?

- O comprimento do ponteiro ajuda na aferição dos valores?

- Quais os limites do nosso aparelho?

- Qual a relação existente entre a pressão atmosférica e temperatura?

- Como os valores da pressão atmosférica podem nos ajudar a fazer a previsão do

tempo?

- Nos momentos que precedem a chuva, a pressão atmosférica tende a se elevar ou a

diminuir? Por quê?

Anemômetro:

Usado para medir a componente horizontal da velocidade dos ventos, este

aparelho pode ser encontrado em versões digitais e analógicas.

As versões analógicas normalmente são constituídas de uma folha vertical, que

fica presa pela parte superior em uma haste, de forma a ser defletida quando colocada

em ambientes que apresentam ventos. Neste caso, o ângulo de deflexão nos fornece a

medida da velocidade do vento.

No modelo digital, encontrados com mais facilidade nas estações

meteorológicas, um conjunto de pás ligadas a um eixo central gira quando submetidos

aos ventos. A frequência de rotação deste eixo indica a velocidade do vento.

O anemômetro aqui proposto apresenta este princípio de funcionamento, sendo

a medida da velocidade do vento sendo realizada de forma indireta, a partir da

observação da ddp (diferença de potencial) gerada por nosso aparelho.

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Anemômetro.

Fonte: Sérgio Bezerra.

a) Materiais necessários:

- Motor elétrico (reutilizado de drive de CD/DVD).

- Pedaço de tubo de PVC de 32 mm.

- Cap para tubo de 32mm.

- 3 raios de bicicleta.

- 2 bolas de tênis de mesa.

- Multímetro

- Placa de madeira, para a base.

- Parafusos

- Cola de secagem instantânea ou cola quente.

b) Procedimentos de montagem:

1. Com um parafuso, fixe o cap no centro da base (placa de madeira).

2. Encaixe o pedaço de tubo de PVC no cap.

3. Na extremidade superior do tubo, faça três furos e atarraxe três parafusos.

4. Fixe o motor elétrico na extremidade superior do tubo com o auxílio dos parafusos.

5. Use os raios de bicicleta e as bolas de tênis de mesa, cortadas ao meio, para fazer as

pás do anemômetro.

6. Prenda as pás ao eixo do motor utilizando alguma peça retirada de sucata (pequena

engrenagem, por exemplo). Use cola instantânea.

7. Passe os fios elétricos, correspondentes aos terminais do motor, por dentro do tubo e

faça-os sair por um pequeno orifício que deve ser feito próximo à base do tubo.

8. Ligue os fios às extremidades do multímetro e selecione o modo voltímetro do

aparelho.

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9. Está pronto o aparelho.

Detalhe da parte superior do anemômetro.

Fonte: Sérgio Bezerra.

c) Calibrando e utilizando o aparelho:

Para calibrar o anemômetro é necessário dispor de outro aparelho já calibrado

para servir como referência.

Com o movimento do vento, as pás do nosso anemômetro irão se movimentar,

fazendo com que gire o eixo do motor. Este giro produzirá uma ddp (voltagem), nos

terminais do motor elétrico, que será diretamente proporcional à frequência de rotação

do motor. Como o motor estará ligado ao voltímetro, pela intensidade da ddp registrada

pelo aparelho, teremos uma medida indireta da velocidade do vento.

Após fazermos um número suficiente de medidas com o nosso anemômetro, e

uma tabela de correspondência com os valores medidos pelo anemômetro de referência,

poderemos realizar as medidas independente deste último.

Caso tenhamos um multímetro de boa qualidade e um motor elétrico que

preserve suas características originais, nosso aparelho, mesmo tendo sido construído

com materiais de baixo custo, nos dará medidas relativamente confiáveis.

d) Sugestões para a utilização nas aulas:

Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos

como:

- Velocidade.

- Velocidade do vento.

- Medidas indiretas.

- Conforto térmico.

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É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao

funcionamento do anemômetro.

- Quais modificações podemos implementar nas pás do anemômetro para melhorar sua

eficiência?

- O tipo de motor elétrico interfere na precisão das medidas?

- Seria possível calibrar nosso anemômetro sem ter outro aparelho de referência?

- Como os valores da velocidade do vento podem nos ajudar a fazer previsão do tempo?

Anemoscópio:

Usado para indicar a direção do vento, este aparelho é indispensável em uma

estação meteorológica. Em alguns casos, o anemoscópio vem integrado ao anemômetro

em um só aparelho. A função que ele desempenha também pode ser exercida pela

‘biruta’, porém o anemoscópio costuma realizar medidas mais eficazes.

O modelo aqui proposto apresenta um princípio de funcionamento é bem

simples. Trata-se de um leme, preso a um eixo de rotação, no qual é possível observar a

indicação dos pontos cardeais, através de uma rosa dos ventos, enquanto o leme se

movimenta.

Para manter a estabilidade, é importante que o aparelho seja montado sobre

uma base fixa, ou como em nosso caso, preso a um recipiente que seja pesado o

suficiente para que não trepide quando atingido por rajadas de vento.

Anemoscópio.

Fonte: Sérgio Bezerra.

a) Materiais necessários:

- Rolamento (reutilizado de HD de computador).

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- Raio de bicicleta.

- Folha de acetato (reutilizada de radiografia).

- Engrenagem (reutilizada de sucata de impressora)

- Garrafa PET (cheia de algum material que a deixe estável).

- CD.

- Cola quente.

b) Procedimentos de montagem:

1. Faça um furo na tampa da garrafa PET, de modo a encaixar o rolamento.

2. Com a ajuda da cola quente e da engrenagem, prenda o raio de bicicleta no

rolamento.

3. Com a folha de acetato, faça um leme para o raio de bicicleta.

4. Desenhe a rosa dos ventos no CD e o posicione na boca da garrafa PET.

5. Enrosque a tampa (já preparada com o raio e o leme) na garrafa, não esquecendo de

enche-la com um material que a torne estável (usamos pedrinhas de aquário).

9. Está pronto o aparelho.

Detalhe da parte superior do anemoscópio.

Fonte: Sérgio Bezerra.

c) Calibrando e utilizando o aparelho:

A calibragem deste tipo de aparelho é muito simples. Pode ser feita com o

auxílio de uma bússola ou simplesmente com alguns conhecimentos de localização dos

pontos cardeais, baseados nas posições dos astros (o Sol, por exemplo).

Caso se tenha uma bússola, basta identificar o norte e em seguida alinhar a rosa

dos ventos de nosso anemoscópio de forma correta. Se formos usar a localização

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partindo da posição do Sol, devemos lembrar que este nasce no leste e se põe no oeste,

alinhando assim, nossa rosa dos ventos.

Se o anemoscópio tiver sido construído com o rolamento que sugerimos, que

apresentam pouquíssimo atrito, mesmo ventos muito fracos já serão capazes de defletir

o ponteiro e indicar a sua direção. Outros rolamentos podem ser usados, porém isto

pode influenciar na precisão do aparelho.

d) Sugestões para a utilização nas aulas:

Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos

como:

- Velocidade.

- Direção do vento.

- Formação dos ventos na atmosfera.

- Conforto térmico.

É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao

funcionamento do anemômetro.

- O tamanho do leme influencia na qualidade do anemoscópio? Por quê?

- As direções do vento observadas próximo à superfície são as mesmas para regiões

mais altas da atmosfera? Por quê?

- Como a determinação da direção do vento pode nos ajudar a fazer previsão do tempo?

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10. SUGESTÕES DE LEITURA

Livros:

A APRENDIZAGEM E O ENSINO DE CIÊNCIAS: DO CONHECIMENTO

COTIDIANO AO CONHECIMENTO CIENTÍFICO.

POZO, J. I.; CRESPO, M. A. G. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.

A NECESSÁRIA RENOVAÇÃO DO ENSINO DE CIÊNCIAS.

CACHAPUZ, A. et al.. São Paulo: Cortez, 2011.

ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO ENSINO DE FÍSICA: UMA NOVA

VISÃO BASEADA NA TEORIA DE VIGOTSKI.

GASPAR, A. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2014.

ENSINO DE CIÊNCIAS: FUNDAMENTOS E MÉTODOS.

DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNAMBUCO, M. M.. 3 ed. São Paulo:

Cortez, 2009.

Artigos e textos:

APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA: DA VISÃO CLÁSSICA À VISÃO

CRÍTICA.

MOREIRA, M. A. In: V Encontro Internacional sobre Aprendizagem Significativa,

Madrid, 2006.

MAPAS CONCEITUAIS E APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA.

MOREIRA, M. A., 2012. Disponível em: <http://moreira.if.ufrgs.br/mapasport.pdf>.

HACIA UM ENFOQUE MÁS CRÍTICO DEL TRABAJO DE LABORATÓRIO.

HODSON, D. Enseñanza de lãs Ciências, v. 12, n. 3, p. 299-313, 1994.

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82

REFERÊNCIAS

AMARAL, I. A. Conhecimento formal, experimentação e estudo ambiental. Ciência &

Ensino. Campinas, SP, n. 3, p. 10-15, 1997.

AUSUBEL, D. P. Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma Perspectiva

Cognitiva. Lisboa: Paralelo, 2003.

CACHAPUZ, A. et al. A necessária renovação do ensino de ciências. São Paulo:

Cortez, 2011.

COLL, C. et al. Os conteúdos na reforma: ensino e aprendizagem de conceitos,

procedimentos e atitudes. Porto Alegre: Artmed, 2000.

HODSON, D. Hacia un Enfoque más Crítico del Trabajo de Laboratório. Enseñanza de

lãs Ciências, v. 12, n. 3, p. 299-313, 1994.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa: da visão clássica à visão crítica. In: V

ENCONTRO INTERNACIONAL SOBRE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA,

Madrid, 2006.

______. Mapas conceituais e aprendizagem significativa, 2012. Disponível em:

<http://moreira.if.ufrgs.br/mapasport.pdf>. Acesso em: 30 Jan. 2016.

______. Teorias de Aprendizagem. São Paulo: E.P.U, 2014.

______. Aprendizagem significativa em mapas conceituais. Textos de Apoio ao

Professor de Física, v.24, n.6, 2013. Disponível em

<www.if.ufrgs.br/public/tapf/v24_n6_moreira_.pdf>. Acesso em: 22 Fev. 2016.

______. Unidades de enseñanza potencialmente significativas – ueps. Aprendizagem

Significativa em Revista, Porto Alegre, v. 1, n. 2, p. 43-63, 2011. Disponível

em:<http://www.if.ufrgs.br/asr/artigos/Artigo_ID10/v1_n2_a2011.pdf>. Acesso em: 30

Jan. 2016.

MOREIRA, M. A.; CABALLERO M. C.; RODRÍGUEZ, M.L. Aprendizagem

significativa: um conceito subjacente. In: ENCUENTRO INTERNACIONAL SOBRE

EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO, 5.,1997, Burgos. Atas... Burgos:

Espanha,1997. p.19-44.

SÉRÉ, M. La enseñanza en el laboratorio. ¿Qué podemos aprender en términos de

conocimiento práctico y de actitudes hacia la ciencia? Enseñanza de lãs Ciencias, v.

20, n. 3, p. 357-368, 2002.