Construtores de Montanhas-Russas

Desenvolvida por: Natáli… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: Física
Temática: Energia Mecânica

A atividade 'Construtores de Montanhas-Russas' é uma proposta prática e desafiadora destinada aos alunos do 2º ano do Ensino Médio, na qual será aplicada a metodologia ativa de aprendizagem. Divididos em grupos, os estudantes terão como missão projetar e construir um modelo de montanha-russa utilizando materiais recicláveis, como papelão e tubos de papel, reforçando a importância da sustentabilidade. Este projeto visa colocar os alunos em contato direto com conceitos de energia mecânica, particularmente a conversão entre energia potencial e cinética, de uma maneira dinâmica e significativa. Além disso, estimulará habilidades como o trabalho em equipe, a criatividade, e a aplicação prática do conhecimento teórico adquirido em sala de aula. Ao término da atividade, cada grupo apresentará seu protótipo, explicando o funcionamento e destacando como os princípios da energia mecânica foram fundamentais para o desenvolvimento do seu projeto. A demonstração da montanha-russa em funcionamento, com o uso de uma pequena esfera que percorrerá a estrutura, será o ponto alto da apresentação, entregando uma experiência concreta dos conceitos abordados.

Objetivos de Aprendizagem

O objetivo principal desta atividade é proporcionar aos alunos uma compreensão aprofundada sobre os princípios da energia mecânica, por meio de uma experiência prática de aprendizagem. Espera-se que, ao final do projeto, os estudantes sejam capazes de explicar e demonstrar a conversão entre energia potencial e cinética. Além disso, a atividade visa desenvolver competências como criatividade, trabalho em equipe, planejamento e execução de projetos, fundamentais para o progresso acadêmico e profissional dos alunos. A metodologia ativa adotada buscará engajar os alunos na construção do conhecimento, estimulando sua curiosidade e autonomia para explorar e solucionar problemas práticos, refletindo sobre a aplicação dos conceitos teóricos em situações reais.

  • Compreender os conceitos de energia potencial e cinética
  • Aplicar os princípios da energia mecânica no desenvolvimento de um projeto
  • Desenvolver habilidades de trabalho em equipe e colaboração
  • Estimular a criatividade e inovação na resolução de problemas
  • Demonstrar a aplicabilidade dos conceitos físicos em situações práticas

Habilidades Específicas BNCC

  • EM13CNT301 - Compreender e utilizar as leis de Newton sobre o movimento, as transformações de energia, os processos de transferência de calor e os princípios das ondas para interpretar, predizer e modificar o mundo físico.
  • EM13CNT302 - Aplicar as leis da conservação para compreender e calcular resultados de fenômenos físicos e químicos.

Conteúdo Programático

Este projeto se encaixa no conteúdo programático de Física, focando na compreensão e aplicação de conceitos relacionados à energia mecânica. Através da construção e análise de modelos de montanhas-russas, os alunos poderão visualizar e experimentar diretamente a conversão entre energia potencial e cinética, além de outros princípios físicos relacionados. A atividade serve não só para reforçar o conhecimento teórico, mas também para desenvolver habilidades práticas, como o raciocínio lógico e a capacidade de trabalhar em grupo, promovendo uma abordagem interdisciplinar e integral ao aprendizado.

  • Energia potencial e cinética
  • Princípios de conservação de energia
  • Forças aplicadas em objetos em movimento
  • Dinâmica de sistemas físicos
  • Aplicação do conhecimento teórico em projetos práticos

Metodologia

A metodologia ativa incluirá técnicas de 'Aprendizagem Baseada em Projetos', 'Atividade Mão-na-massa', e 'Aprendizagem Baseada em Jogos'. Esta abordagem permitirá que os alunos assumam um papel ativo em seu processo de aprendizagem, trabalhando em conjunto para planejar, desenhar, construir e testar seus próprios modelos de montanha-russa. Através deste processo, eles não apenas aplicarão conceitos teóricos de física de maneira prática, mas também desenvolverão habilidades importantes como trabalho em equipe, resolução de problemas e pensamento crítico. A prática reflexiva será incentivada ao longo do projeto, permitindo que os alunos ajustem seus protótipos baseando-se no feedback recebido de professores e colegas.

  • Aprendizagem Baseada em Projetos
  • Atividade Mão-na-massa
  • Aprendizagem Baseada em Jogos

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade será realizada ao longo de duas aulas, ambas com duração de 60 minutos. Na primeira aula, os alunos serão apresentados ao projeto, discutirão os conceitos físicos envolvidos e iniciarão o planejamento de seus modelos. A segunda aula será dedicada à construção, teste e finalização das montanhas-russas, culminando com a apresentação dos projetos para a classe.

  • Aula 1: Introdução ao projeto, discussão de conceitos, início do planejamento.
  • Aula 2: Construção, teste e apresentação dos modelos.

Avaliação

A avaliação será baseada em critérios claros e objetivos, considerando tanto o produto final quanto o processo de aprendizagem. Serão avaliados: a aplicação correta dos conceitos de energia mecânica na construção do modelo, a criatividade e a inovação no desenho, a efetividade do trabalho em equipe, e a qualidade da apresentação final, incluindo a demonstração do funcionamento da montanha-russa. Feedback construtivo será fornecido, permitindo reflexões sobre os sucessos alcançados e os desafios enfrentados, com o objetivo não apenas de atribuir uma nota, mas de promover o desenvolvimento contínuo dos alunos.

Materiais e ferramentas:

Para a realização deste projeto, serão necessários diversos materiais recicláveis e itens comuns em sala de aula. A seleção dos materiais incentiva a consciência ambiental e a sustentabilidade, reforçando a importância da reutilização e da reciclagem. Além disso, o uso de recursos simples e acessíveis garante que todos os alunos possam participar ativamente do processo de aprendizagem, independentemente de recursos financeiros.

  • Papelão e tubos de papelão
  • Fita adesiva e tesouras
  • Pequenas esferas (como bolas de gude)
  • Régua e compasso
  • Calculadoras para cálculos relacionados à física

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