Desvendando os Supercondutores: A Ciência nas Altas Velocidades

Desenvolvida por: Nicoli… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: Física
Temática: Propriedades dos Supercondutores

Esta atividade prática e experimental foi desenvolvida para alunos do 3º ano do Ensino Médio, com o propósito de explorar as propriedades únicas dos supercondutores. Os estudantes irão entender o conceito de resistência elétrica e a ausência dela nos supercondutores, criando circuitos simples em um ambiente controlado. A atividade visa proporcionar uma compreensão prática dessas propriedades e estimular os alunos a aplicarem seu conhecimento teórico de física em situações práticas. Com base nas observações realizadas durante o experimento, os alunos serão desafiados a propor aplicações dos supercondutores no cotidiano e em cenários industriais. Além disso, a atividade foca na interação dos alunos com questões sobre a sustentabilidade e impacto ambiental das tecnologias baseadas em supercondutores. Os estudantes serão encorajados a pensar criticamente sobre essas aplicações e a formular soluções tecnológicas que sejam ambientalmente responsáveis, fomentando tanto a conscientização ecológica quanto as habilidades de resolução de problemas.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade concentram-se no aprofundamento do conhecimento dos alunos sobre a física dos supercondutores e suas aplicações práticas. Busca-se expandir o entendimento teórico dos estudantes para um contexto prático e realista das propriedades de materiais supercondutores, destacando sua utilidade e impacto no cotidiano e na indústria. A atividade pretende desenvolver a capacidade dos alunos de interligar conceitos teóricos com problemas reais, estimulando o pensamento crítico e a criatividade na busca de soluções inovadoras sustentáveis.

  • Compreender as propriedades fundamentais dos supercondutores.
  • Explorar aplicações práticas dos supercondutores em contextos cotidianos e industriais.
  • Analisar a importância dos supercondutores no desenvolvimento de tecnologias sustentáveis.

Habilidades Específicas BNCC

  • EM13CNT307: Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
  • EM13CNT308: Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta atividade busca integrar conceitos avançados de física com a experimentação prática, permitindo que os alunos entendam profundamente o funcionamento dos supercondutores. Através do estudo de suas propriedades, como a resistência elétrica nula e levitação magnética, os estudantes irão explorar as inovações tecnológicas que esses materiais proporcionam.

  • Propriedades dos supercondutores.
  • Resistência elétrica e supercondutividade.
  • Leis de Ohm e circuitos elétricos.
  • Sustentabilidade e impacto ambiental das tecnologias.

Metodologia

A metodologia aplicada nesta atividade combina a teoria com a prática, incentivando a participação ativa dos estudantes em um processo de descoberta. A utilização de experimentos práticos como base do aprendizado busca fomentar o engajamento e compreensão profunda dos conceitos abordados, além de integrar discussões que estimulam a reflexão crítica.

  • Aulas expositivas e dialogadas.
  • Experimentos práticos em laboratório.
  • Discussões em grupos sobre aplicações dos supercondutores.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma foi estruturado para permitir uma exploração detalhada e profunda dos supercondutores ao longo de 20 horas de atividade, divididas em 5 aulas de 240 minutos cada. Pretende-se cobrir desde a introdução teórica inicial até a proposta de soluções criativas, passando por experimentos práticos e discussões reflexivas.

  • Aula 1: Introdução teórica aos supercondutores.
  • Aula 2: Experimentos práticos com circuitos elétricos.
  • Aula 3: Observação das propriedades dos supercondutores.
  • Aula 4: Discussão sobre aplicações práticas e impactos ambientais.
  • Aula 5: Proposição de soluções tecnológicas e sustentáveis.

Avaliação

A avaliação será contínua e baseada em diversos critérios que permitirão medir tanto a compreensão dos conceitos abordados quanto a capacidade de aplicação prática. Os alunos serão avaliados através de relatórios individuais dos experimentos realizados, destacando observações e conclusões. Além disso, a participação em discussões em grupo será considerada, onde a capacidade de argumentar e propor aplicações inovadoras dos supercondutores será avaliada. Por exemplo, a capacidade de identificar corretamente as propriedades dos supercondutores nas atividades práticas, assim como a clareza e a correção na elaboração de soluções sustentáveis, serão aspectos centrais na avaliação contínua.

Materiais e ferramentas:

Os recursos empregados nesta atividade têm como objetivo servir de apoio prático e teórico aos alunos, garantindo o desenvolvimento completo de todas as seções do projeto. A variedade de materiais permitirá aos estudantes explorar de forma integrada as propriedades dos supercondutores e suas aplicações.

  • Laboratório de física com equipamentos de medição elétrica
  • Materiais para construção de circuitos elétricos
  • Textos e artigos sobre supercondutores
  • Plataforma de ensino online para discussão e troca de ideias

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