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Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9 Cadernos PDE OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE NA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE Produções Didático-Pedagógicas

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Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9Cadernos PDE

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Produções Didático-Pedagógicas

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1 FICHA PARA IDENTIFICAÇÃO DA PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA Turma 2013

Título: Uso de várias mídias tecnológicas no ensino da conservação de energia

Autor: Diva Ribeiro de Souza

Disciplina/Área: Física

Escola de Implementação do Projeto e sua localização:

Colégio Estadual "14 de Dezembro".

Ensino Médio e Profissional.

Município da escola: Alvorada do Sul - PR

Núcleo Regional de Educação: Londrina

Professor Orientador: Prof. Dra. Irinéa de Lourdes Batista

Instituição de Ensino Superior: Universidade Estadual de Londrina - UEL

Relação Interdisciplinar: ----------------------------------------------------

Resumo:

O presente projeto consiste em aplicar uma metodologia inovadora e dinâmica em nossa prática docente no ensino da energia conservativa, buscando alternativas metodológicas que possibilitem a utilização da História da Energia e das mídias tecnológicas como recursos didáticos para a mobilização dos alunos para a aprendizagem significativa.

Palavras-chave: Energia conservativa. Aspecto-histórico. Mídias tecnológicas.

Formato do Material Didático: Unidade Didática

Público:

Alunos do 1º e 2° anos do Ensino Médio

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2 APRESENTAÇÃO

Este Plano de Implementação Pedagógica foi elaborado para o

conteúdo de Conservação de Energia que segue as diretrizes Curriculares da

Rede Pública de Educação Básica do Estado do Paraná.

O principal objetivo é construir uma metodologia inovadora e

dinâmica em nossa prática docente, buscando alternativas metodológicas que

possibilitem a utilização da História da Energia e das tecnologias como

recursos didáticos para a mobilização dos alunos para a aprendizagem.

Exploraremos os instrumentos de apoio à aprendizagem disponíveis

na escola, elaborando aulas atrativas e diversificadas, com a valorização do

processo do conhecimento, que buscam uma escola prazerosa e que visam a

exploração de conceitos, de forma ligá-los a exemplos de situações que

ocorrem no nosso cotidiano.

Dando significado ao trabalho pedagógico e utilizando as tecnologias

disponíveis na escola.

O planejamento didático é composto por quatro etapas. A primeira

etapa, um questionário investigativo com o qual levantaremos dados para um

diagnóstico da turma, A segunda etapa, o aluno conhecerá o que é um mapa

conceitual para que ele possa construir uma aprendizagem significativa do

conteúdo de energia. A terceira etapa, traz atividades voltadas a pesquisa da

história do conceito de energia e ao conteúdo de energia conservativa a ser

explorada. A quarta etapa, apresentaremos software buscando a exploração e

observação de conceitos, ligando-os a exemplos de situações que ocorrem no

nosso cotidiano, dando significado ao trabalho pedagógico.

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 O ENSINO DE FÍSICA NO PARANÁ

O trabalho de pesquisa na elaboração desse projeto iniciou-se a

partir do que traz as Diretrizes Curriculares da Educação Básica da Secretaria

de Estado da Educação do Paraná (DCE’S da SEED/PR) no que tange às

tendências metodológicas no ensino da Física, que buscam construir um

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ensino centrado em conteúdos e metodologias capazes de levar os estudantes

a uma reflexão sobre o mundo das Ciências, sob a perspectiva de que essas

não são somente fruto da racionalidade científica. É preciso ver o ensino da

Física “com mais gente e com menos álgebra, a emoção dos debates, a força

dos princípios e a beleza dos conceitos científicos” (MENEZES; HOSAUME,

2005).

Conforme as DCE’S da SEED/PR (PARANÁ, 2008), “[...] a

contextualização histórica de conhecimentos da Física e suas relações com a

educação escolar são fundamentais para a sua compreensão”.

A Física tem como objetivo de estudo o Universo em toda sua

complexidade e, por isso, como disciplina escolar, propõe ao estudante o

estudo da natureza, entendida, segundo Menezes e Hosaume (2005), como

realidade material sensível.

Ressalta-se a importância de um enfoque conceitual para além de

uma equação matemática, sob pressuposto teórico de que o conhecimento

científico é uma construção humana com significado histórico e social.

3.2 O ESTUDO DA ENERGIA

A palavra energia apareceu pela primeira vez em 1807, por sugestão

do médico e físico inglês Thomas Young. Ele relaciona o termo energia com a

concepção que ele tinha de que a energia informa a capacidade de um corpo

realizar algum tipo de trabalho mecânico (WILSON, 1968).

O conceito energia é um dos conceitos essenciais da Física,

desempenha papel importante na Química, Biologia e mesmo na Economia,

pois, o mesmo movimenta bilhões no comércio anualmente. Esse termo

frequentemente é utilizado para explicação de fatos cotidianos. Nos noticiários

frequentemente aparecem temas sobre construção de hidrelétricas e

termelétricas, utilização de fontes renováveis de energia, preço do petróleo,

risco para saúde da energia nuclear, temas esses de grande importância para

a sociedade moderna.

Energia, em grego, significa “trabalho” (do grego energéia e do latim

energia). Inicialmente foi usado para explicar os termos “vis viva” introduzidos pelo

matemático, filósofo, político e historiador alemão Gottfried Leibniz (1646-1716).

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3.3 O ESTUDO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA

Referente ao ensino da Conservação de Energia, nas DCE’S,

encontramos a afirmação “O conteúdo Conservação de Energia é considerada

uma das mais importantes Leis da Física”.

No estudo dos movimentos, é indispensável trabalhar as ideias de

conservação de momentum e energia.

A conservação de momentum está enraizada na própria concepção

de homogeneidade do espaço, tempo e matéria (massa).

A Primeira Lei da Termodinâmica, que também tem a idéia de calor

como forma de energia.

Bucussi (2006), amparado em Kuhn, postula que a descoberta do

princípio da conservação da energia ocorreu de forma simultânea entre 1842 e

1847 por quatro cientistas europeus: Mayer, Joule, Ldwig Colding e Helmholtz,

e conclui:

Só depois de Rudolf Clausius (1822-1888) ter, em 1865, demonstrado matematicamente esta lei [da conservação da energia] foi que o termo energia recebeu significado preciso sendo admitido como uma “função de estado”, estando em tal gênese um forte vínculo com as relações entre calor e trabalho, dois conceitos que hoje tidos como “processos transferência-transformação de energia”. Destaca-se ainda que Joule e Clausius assumiram que o calor estava relacionado com uma certa energia cinética das partículas que constituem os corpos, passando a se estruturar cada vez mais uma Teoria Cinética baseada nas leis de Newton, que permitirá, inclusive, a compreensão das Leis da Termodinâmica (BUCUSSI, 2006 apud PARANÁ, 2008, p. 51).

A energia em um sistema pode apresentar-se sob diferentes formas

sendo elas ligadas ao tipo de interação existente. Estas transformações entre

as energias ocorrerão, justamente, através de alterações de diferentes formas

de interação. Durante esta transformação vale o “Princípio de Conservação de

Energia” (1ª Lei da Termodinâmica) que estabelece que “a energia total de um

sistema isolado permanece constante”, ou seja, se conserva.

O princípio da conservação da quantidade de movimento,

estabelecido por Descartes, e o principio da conservação das forças vivas

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(energia), estabelecido por Leibniz e Huygens, e que hoje são tidos como

interdependentes e igualmente verdadeiros, são leis científicas universais.

3.4 DIDÁTICA NO ENSINO DE FÍSICA

O modo como os alunos percebem a Física na escola. Nesse

enfoque, é necessário compreender as relações entre professor-aluno e aluno-

professor, as relações da sociedade com a educação, bem como as influências

que a sociedade exerce no ensino aprendizagem.

Brito (2005) diz sobre o relacionamento escola X sociedade:

Tendo como plano de fundo a cognição social, a educação é considerada um processo social e a sala de aula o ambiente onde os professores e alunos trabalham em conjunto, para um fim comum, que é compartilhar de significados relativos a determinadas disciplinas e o desenvolvimento de habilidades previstas no currículo; é considerado também que a educação é afetada por uma série de fatores que concorrem simultaneamente. (BRITO, 2005, p.72).

Houve-se tanto falar em escola democrática que consiste em dar

direitos de participação iguais aos nossos estudantes e colocá-los como atores

centrais do processo educacional, e em promover atividades de acordo com os

interesses dos educando. Mas, estamos mesmo preparados para viver e

realizar democracia em nossas aulas? Geralmente suprimimos nossos alunos

quando nos sentimos acuados por eles. Queremos alunos críticos, mas nem

sempre os respeitamos, pois sabemos que criticar não é ser crítico. Devemos

fazer que a curto ou em longo prazo nossos alunos sejam um diferencial na

sua comunidade, alterando positivamente na sua vida.

Celso Antunes (2007, p. 10) afirma que:

Associar o conhecimento novo aos saberes que os alunos possuem – ajudá-los a construir uma imagem pessoal sobre os temas tratados, trabalhar a aprendizagem significativa, contextualizar e transformar o aluno em agente de seu próprio crescimento intelectual.

A teoria de David Ausubel foca a aprendizagem cognitiva e como tal,

propõe uma explicação teórica do processo de aprendizagem. Para ele, o fator

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que mais influencia a aprendizagem é aquilo que o aluno já sabe ou que pode

funcionar como ponto de ancoragem para as novas ideias.

Diz Ausubel (1982) que:

Se eu tivesse que reduzir toda a psicologia educacional a um único princípio, diria isto: o fato isolado mais importante que informação na aprendizagem é aquilo que o aprendiz já conhece. Descubra o que ele sabe e baseie isso nos seus ensinamentos.

O mapa conceitual é uma técnica de organização do conhecimento ou a

representação gráfica.

[...] de uma estrutura de conhecimento demonstrado hierarquicamente, apresentando formas e representações condizentes com a maneira como os conceitos são relacionados, diferenciados e organizados. (LIMA, 2004, p. 135).

De acordo com Moreira (2010), deve-se abordar mapas conceituais

essencialmente como mapas de conceitos e propô-los como uma estratégia

facilitadora de aprendizagem significativa em sala de aula.

Todo mapa conceitual é diagrama de conceitos, apresentando alguma forma de hierarquia, buscando mostrar, através de linhas e setas, as relações entre eles e, por meio de palavras-chave, darem uma idéia de como são essas relações. O mapa dá ao professor informações sobre como se está desenvolvendo a aprendizagem do aluno. Mais importante do que nota é dar-lhe realimentação que o leve a refazer o seu mapa conceitual.

Um esquema traçado por Souza (2008, p. 2) mostra uma

estruturação inicial dos mapas conceituais. A autora descreve que “os

conceitos são apresentados no interior de ‘caixas’ ou alguma forma geométrica,

enquanto as relações entre eles são especificadas por linhas às quais são

agregadas frases explicativas”.

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Figura 2- Possibilidade de estruturação do mapa conceitual.

Fonte: Souza (2008).

Uso das Tecnologias

O mundo está mudando e isso está ocorrendo a uma velocidade

sem precedentes na evolução histórica da humanidade. A globalização, os

surgimentos de novas tecnologias, como o avanço das telecomunicações e da

informática, contribuem para que ocorram mudanças, também na Educação.

De acordo com as DCE’S o professor deve planejar o uso do recurso

tecnológico conforme a necessidade, a serviço de formação integral dos

sujeitos, de modo a permitir o acesso, a interação e, também, o controle das

tecnologias e de seus efeitos.

Entende-se que:

[...] as tecnologias são produtos da ação humana, historicamente construídos, expressando relações sociais das quais dependem, mas que também são influenciados por eles. Os produtos e processos tecnológicos são considerados artefatos sociais e culturais, que carregam consigo relações de poder, intenções e interesses diversos. (OLIVEIRA, 2001, p. 101-102).

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É necessária uma reflexão crítica do docente quanto ao uso de um

recurso tecnológico e a forma de incorporação à sua ação pedagógica.

4 ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS 1ª. ETAPA- Etapa Diagnóstica Objetivo: Conhecer um pouco a realidade de cada aluno, para obter uma educação de qualidade no ensino de Física.

4.1 QUESTIONÁRIO INVESTIGATIVO

A presente pesquisa tem como objetivo conhecer um pouco a realidade para que com isso melhorar as aulas de física, buscando uma educação de qualidade. Para isso, é importante que você leia atentamente as questões, seja honesto nas respostas, contribuindo para o êxito do trabalho proposto. SOBRE VOCÊ 1) Quantas pessoas moram com você? ............................................................................................................................... 2)Quantas dessas pessoas trabalham? E em quê? ............................................................................................................................... 3)Quantas dessas pessoas estudam? ............................................................................................................................... 4) Sua casa tem computador? ( ) Sim ( ) Não Se possui: Quantos? ............................................................................................................................... 5) Sua casa tem televisão? Quantas? ............................................................................................................................... 6) Tem acesso à internet? ............................................................................................................................... 7) Para que você mais usa ? ............................................................................................................................... 8) Você tem acesso a redes sociais: ( ) facebook ( ) orkut ( ) twitter ( )outros

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9) Como você vem até a escola: ( ) transporte escolar ( ) carro ( ) bicicleta ( ) a pé ( ) outro ............................................................................................................................... 10) Onde você mora: ( ) zona rural ( ) zona urbana SOBRE O ENSINO DA FÍSICA 1- Das aulas de Física que você teve em sua caminhada estudantil até agora,

você considera que as atividades eram: Interessantes? ( ) sim ( ) não ( ) às vezes ( ) nunca Dinâmicas? ( ) sim ( ) não ( ) às vezes ( ) nunca Boas? ( ) sim ( ) não ( ) às vezes ( ) nunca 2- Em sua opinião, o que falta nas aulas de Física para torná-las mais atrativas

e interessantes? ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... 3- Você já teve em suas aulas de Física uma abordagem histórica do conteúdo,

isto é, alguma vez foi lhe contado a origem, a história, e como surgira esses fatos e nomes?

( ) sim ( ) não ( ) às vezes ( ) nunca 4- O que você entende por energia na Física? .............................................................................................................................................................................................................................................................. 5- Você conhece como a humanidade vem desenvolvendo o uso da energia ao

longo da história? Se sim, descreva. .............................................................................................................................................................................................................................................................. 6- Você consegue citar um assunto da Física relacionando aos avanços

científicos atuais? .............................................................................................................................................................................................................................................................. 7- Você já pesquisou sobre a vida e a obra de cientistas ? ( ) sim ( ) não ( ) alguns ( ) nunca

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8- O uso de mídias tecnológicas como: tv, som, softwares, computador, internet, DVD’s simuladores, vídeos, entre outros tem sido uma prática habitual nas aulas de física?

( ) sim ( ) não ( ) às vezes ( ) nunca

9- Qual das mídias citadas na questão anterior você tem mais contato? ............................................................................................................................... 10-Quais os sites que você utiliza em uma pesquisa? ............................................................................................................................................................................................................................................................. 11- De onde vem a energia elétrica? .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. 2ª. ETAPA- Mapa Conceitual Conteúdo: Mapa Conceitual Objetivo: Identificar no texto as ideias- chaves para conhecer o que é um mapa conceitual e para construir tal instrumentos de aprendizagem. Procedimentos:

Explicação do que é um mapa conceitual. Os alunos receberão o texto para leitura individual e serão orientados a

Identificar e circular ideias-chave do texto lido. Receberão retângulos de papel, nos quais escreverão as ideias-chave escolhidas. Com essa classificação das ideias-chave, os alunos produzirão mapa conceitual, e após formarão grupos, compararão os mapas e escreverão o mapa do grupo. Em seguida os grupos apresentarão para toda a classe e farão auto avaliação.

Texto: As plantas e a fotossíntese

As plantas sintetizam seu próprio alimento por meios de um processo chamado fotossíntese. O termo fotossíntese significa, literalmente "síntese por meio de luz". Os seres que fazem fotossíntese (certas bactérias, as algas e as plantas em geral) são capazes de produzir glicose (açúcar) a partir de gás carbônico e água, tendo luz solar como fonte de energia. Os produtos da fotossíntese (glicose e derivados), junto com substâncias inorgânicas obtidas do solo, são processados pelas células vegetais dando origem a uma variedade de outras substâncias de que elas necessitam (outros açúcares, proteínas, gordura e ácidos nucléicos). Essas substâncias matem a vida da planta e garantem seu crescimento. A fotossíntese pode ocorrer em qualquer parte do corpo da planta que possua células com clorofila vivas e que esteja exposta à

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luz. Mas as folhas são as principais estruturas responsáveis pela fotossíntese. Além de serem formadas por células ricas em clorofila, sua forma laminar e sua disposição no corpo da planta permitem maior eficiência na absorção da energia luminosa e maior facilidade para as trocas gasosas. (MOÍSES, 2012, p.210).

3ª. ETAPA História da Energia Conteúdo: História da Energia Objetivo: Compreender a história da energia. Procedimento: Exibição de um vídeo da História da energia. Em seguida faremos uma análise e discussão do conteúdo apresentado. Como avaliação, os alunos farão um texto sobre a História da Energia.

BERDEA, Berne. Energia: História. Disponível em:<http://www.youtube.com/ watch?v=A2ire1Uzru0>. Acesso em: 13 nov. 2013.

4ª. ETAPA Atividades Atividade: 1 Conteúdos: Trabalho e energia Objetivos: Compreender: - as consequências da Revolução Industrial com a Invenção da Máquina a Vapor. - Que por meio de Trabalho, a humanidade pode transferir energia de um corpo a outro. - Que energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transformada. Procedimento: Exibição de vídeo Criando Maravilhas - As Consequências da Revolução Industrial.

VIDEOTECA DO ESTUDANTE. Criando Maravilhas: as consequências da Revolução Industrial. Disponível em:<http://www.youtube.com/watch? v=mhHqsWxzXM0>. Acesso em: 13 nov. 2013.

TELECURSO 2000. Física - Energia mecânica - Parte 1 Aula 16/50. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=8hUZQ04xiXA>. Acesso em: 13 nov. 2013.

Leitura do texto: Trabalho e energia.

FUNDAÇÃO ROBERTO MARINHO. O novo telecurso: 2. grau: fisica. 5. ed. Rio de Janeiro: Ed. Globo, 1988. p. 127- 132.

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Em seguida será feita explicações complementares.

Como avaliação os alunos farão o mapa conceitual. Atividade: 2 Conteúdos: Conservação dos Movimentos Objetivo: Compreender o conceito de Conservação dos Movimentos Procedimento: Levar os alunos, para o laboratório de informática para fazerem uma pesquisa para analisarem a conservação de energia.

MENEZES, Luiz Carlow; HOSAUME, Yassuko. (Coord.). Conservação de movimentos. São Paulo: Instituto de Física, USP. 1998. Disponível em:<http://fisica.cdcc.usp.br/ GREF/meca01.pdf>. Acesso em: 13 nov. 2013.

Avaliação: Os alunos escreverão uma síntese das ideias principais desta aula.

Atividade: 3 Conteúdo: Simulador Objetivos: Os alunos serão capazes de compreender como energia potencial e a energia cinética muda de energia de um objeto que se move e como energia total de um objeto permanece constante. Os alunos serão capazes de determinar as variáveis que afetam o potencial e energia cinética de um objeto. Os alunos serão capazes de propor modificações no Skate Basics simulação PhET Energia. Procedimentos: Levar os alunos para o Laboratório de Informática e explicar como utilizar o Simulador.

UNIVERSIDADE DO COLORADO. Simulador. Disponível em: <http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/energy-skate-park-basics>. Acesso em: 13 nov. 2013.

Avaliação: Os alunos farão grupos com quatro ou cinco alunos onde montarão mapas conceituais, onde mostrarão o que aprenderam para os outros alunos da sala.

Atividade: 4 Conteúdos: Energia Potencial e Trabalho Objetivos: Compreender Energia Potencial e sua relação com Trabalho. Procedimento: Exibição do vídeo explorando o conteúdo de energia. Em seguida faremos análise e discussão dos conteúdos apresentados.

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Avaliação: os alunos serão solicitados a escrever uma síntese do que aprenderam, preenchendo as seguintes frases. O que fizemos? O que aprendemos?

TELECURSO 2000. Física - Energia potencial x trabalho. Aula 15/50 - Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=x2g-opS832o>. Acesso em: 13 nov. 2013.

Atividade 5 Conteúdos: Conservação do Momento Angular e da Conservação da Energia Mecânica, aplicado no funcionamento de uma Usina Hidrelétrica. Objetivo: Compreender o funcionamento de uma usina hidrelétrica. Entender a importância do ciclo da água e sobre sua vazão. Conhecer o impacto ambiental. Procedimento: Visita a uma hidrelétrica Avaliação: Fazer um vídeo ou texto que explique os conceitos físicos por trás do funcionamento de uma usina hidrelétrica e explique quais os pontos positivos e os pontos negativos dessa fonte de energia. Atividade: 6 Conteúdos: Conservação do Momento Linear e da Conservação da Energia Mecânica Objetivos: Compreender em situações do cotidiano a conservação do momento linear e da conservação da energia mecânica. Procedimento: Através de pesquisa no laboratório de informática sobre Conservação do momento Linear e da Conservação da Energia Mecânica. Em seguida faremos análise e discussão dos conteúdos apresentados. Avaliação: Apresentação da aprendizagem da aula com Mapa Conceitual.

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5 CRONOGRAMA

AULA (50 minutos) ATIVIDADE

1ª - 05/02 Apresentação do Projeto à Equipe da Escola 2ª – 12/02 Apresentação do Projeto aos Pais dos Alunos 3ª – 17/02 Apresentação do Projeto aos Alunos 4ª - 19/02 Avaliação Diagnóstica 5ª - 24/02 Avaliação Diagnóstica 6ª - 26/02 Análise da Avaliação Diagnóstica com os alunos 7ª -10/03 Energia e Mapa Conceitual

8ª _ 12/03 Energia e Mapa Conceitual Apresentação dos alunos

9ª - 17/03 Aula de mapa conceitual

10 - 19/03 História da Energia Vídeo

11 - 24/03 Texto História da Energia

12 - 26/03 Revisão de História da Energia

13 - 31/03 Questionamentos sobre o vídeo

14 - 02/04 Trabalho e Energia Consequências da revolução Industrial Vídeo

15 - 07/04 Trabalho e Energia- Invenção da Máquina a Vapor texto

16 - 09/04 Mapa conceitual sobre Trabalho e Energia

17 - 09/04 Apresentação do Mapa Conceitual para a turma

18 - 14/04 Laboratório de Informática Conservação dos Movimentos

19 - 16/04 Síntese sobre as ideias Principais

20 - 23/04 Laboratório de Informática Simulador

21 - 28/04 Laboratório de Informática Simulador Trabalho em grupos

22 - 30/04 Apresentação dos grupos energia no simulador

23 - 05/05 Vídeo Energia potencial

24 –07/05 Síntese sobre o que aprenderão no vídeo de energia

25 – 12/05 Como funciona uma Usina hidrelétrica

26 – 14/05 Visita a uma Hidrelétrica

27 – 14/05 Visita a uma Hidrelétrica

28 – 21/05 Apresentação de trabalhos sobre Hidrelétrica

29 – 26/05 Apresentação de trabalhos sobre Hidrelétrica

30 – 28/05 Conservação de Energia e Momento Linear Vídeo

31 – 02/06 Apresentação e avaliação da aprendizagem com mapa conceitual simulador

32 – 04/06 Análise da Avaliação das atividades desenvolvidas

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REFERÊNCIAS

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MOÍSES, Helvio Nicolau. Ciências da Natureza 7º Ano. 3. ed. São Paulo: IBEP, 2012. (Seres Vivos: A Vida Maravilhosa Na Terra).

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