Desafiando a Física: Mão Fria, Coração Quente

Desenvolvida por: Edivan… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: Ciências da Natureza

Temática: Condutores e Isolantes Térmicos

Esta atividade prática, inovadora e interativa tem como objetivo proporcionar aos alunos do 2º ano do Ensino Médio uma compreensão profunda sobre as propriedades de isolantes e condutores térmicos. Após um estudo teórico introdutório acerca da transferência de calor, nossa jornada levará os estudantes a uma experiência prática, onde eles mesmos poderão tocar e sentir diferentes materiais, como metais, plásticos, madeira e tecido. Munidos de termômetros digitais, eles registrarão as temperaturas desses materiais e contrastarão suas observações com as sensações térmicas experimentadas ao tato. Este exercício não só tem como propósito enfatizar os conceitos fundamentais de condutividade térmica, mas também desmitificar a percepção comum de que o 'frio' é uma propriedade inerente aos objetos.

Objetivos de Aprendizagem

O propósito desta prática educativa é preparar os estudantes para analisar e compreender as propriedades térmicas dos materiais e sua influência na transferência de calor. Busca-se que, ao término desta atividade, os alunos sejam capazes de prever e justificar, com base no conhecimento teórico aplicado, o comportamento térmico de diferentes materiais. Espera-se também que eles desenvolvam habilidades de observação e registro científico, aplicando seus conhecimentos em situações práticas e cotidianas, reforçando a conexão entre a teoria e a prática.

Compreender a diferença entre condutores e isolantes térmicos
Desenvolver habilidades de observação e análise crítica
Aplicar conhecimento teórico em experiências práticas
Relacionar a condutividade térmica com sensações ao toque
Desmitificar conceitos equivocados sobre calor e frio

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT101: Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
EM13CNT102: Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
EM13CNT107: Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos - com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais -, para propor ações que visem a sustentabilidade.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático deste plano de aula inclui um estudo detalhado sobre a transmissão de calor, abordando conceitos fundamentais como condutividade térmica, isolantes e condutores térmicos. Através da metodologia ativa Sala de Aula Invertida, os alunos serão incentivados a explorar esses conceitos teóricos de forma prática, observando e registrando as propriedades térmicas de diferentes materiais.

Conceitos de calor e temperatura
Transferência de calor: condução, convecção e irradiação
Propriedades de condutores e isolantes térmicos
Relação entre condutividade térmica e sensação ao toque
Metodologias ativas para o ensino de Física

Metodologia

Adotaremos a metodologia ativa Sala de Aula Invertida, incentivando os estudantes a estudar os conceitos teóricos como preparação para as aulas. Durante as sessões presenciais, realizaremos atividades práticas que permitirão aos alunos aplicar seus conhecimentos prévios, promovendo uma aprendizagem significativa através da experimentação e observação direta.

Estudo prévio dos conceitos pelo aluno
Atividades práticas de observação e registro
Análise e discussão em grupo sobre os resultados
Utilização de termômetros digitais para registro de dados
Reflexão coletiva sobre as sensações térmicas e os conceitos físicos

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade será realizada em um total de 2 horas, divididas em quatro aulas de 30 minutos cada. A distribuição do tempo será organizada para equilibrar a introdução teórica, a preparação, a execução prática e a discussão dos resultados.

Aula 1: Introdução teórica e preparação para a atividade prática
Aula 2: Execução da atividade prática de observação e registro de temperaturas
Aula 3: Continuação da atividade prática e início da compilação dos dados
Aula 4: Discussão dos resultados e reflexão sobre o experimento

Avaliação

A avaliação desta atividade prática será baseada na participação ativa dos alunos durante as experiências, na precisão e no cuidado demonstrados no registro das observações e temperaturas, e na capacidade de relacionar a experiência prática com os conceitos teóricos estudados. Será valorizada a reflexão crítica sobre os resultados e a habilidade de comunicar suas descobertas tanto oralmente quanto por escrito.

Materiais e ferramentas:

Os recursos necessários para a realização desta atividade incluem uma variedade de materiais como metais, plásticos, madeira e tecido, termômetros digitais para medir as temperaturas dos materiais, cadernos ou dispositivos eletrônicos para o registro das observações e temperaturas, além de materiais de apoio didático para a introdução teórica.

Termômetros digitais
Materiais diversos para teste (metais, plásticos, madeira, tecido)
Caderno ou dispositivo eletrônico para registros
Material didático para o estudo teórico
Espaço adequado para a realização das atividades práticas

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