Projeto Maker: Construindo um Gerador de Van de Graaff

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

Área do Conhecimento/Disciplinas: Física

Temática: Eletrostática e Propriedades dos Materiais

Esta atividade prática tem como objetivo proporcionar aos alunos do 3º ano do Ensino Médio uma experiência prática com base na Aprendizagem Baseada em Projetos, focada na construção de um gerador de Van de Graaff. Por meio desta atividade, os alunos terão a oportunidade de explorar conceitos de eletrostática e as propriedades dos materiais de forma prática. Durante o projeto, os estudantes deverão realizar pesquisas sobre as propriedades dos materiais que irão utilizar, com o intuito de otimizar a construção do gerador. Os alunos serão divididos em grupos, e ao final, cada grupo testará seu gerador, apresentando os desafios enfrentados, as soluções encontradas e discutindo os resultados obtidos. Esta abordagem visa engajar os alunos na compreensão dos princípios eletrostáticos, além de estimular o desenvolvimento de habilidades de pesquisa, trabalho em equipe e resolução de problemas.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade incluem a compreensão dos princípios de eletrostática através da experiência prática, o desenvolvimento de habilidades críticas de pesquisa, e a capacidade de trabalhar em equipe para solucionar problemas complexos. Os alunos serão incentivados a investigar e aplicar conceitos teóricos na prática, resultando em uma aprendizagem mais profunda e significativa. Além disso, espera-se que os estudantes sejam capazes de analisar as propriedades dos materiais de forma crítica, decidindo quais materiais utilizar de acordo com suas propriedades.

Compreender princípios de eletrostática.
Desenvolver habilidades de pesquisa.
Trabalhar efetivamente em equipe.
Aplicar conceitos teóricos na prática.
Analisar criticamente materiais para uso específico.

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.
EM13CNT309: Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático da atividade abrange conceitos fundamentais de eletrostática e suas aplicações, além de uma introdução às propriedades dos materiais. Os alunos estudarão diversos materiais e suas características, investigando quais são mais adequados para a construção do gerador de Van de Graaff. Este conteúdo é essencial para que os alunos compreendam as diversas aplicações práticas da eletrostática e o impacto das propriedades dos materiais nessas aplicações.

Conceitos de eletrostática.
Propriedades dos materiais.
Aplicações práticas da eletrostática.
Temas sobre inovação e sustentabilidade em materiais.

Metodologia

A metodologia adotada na atividade segue os princípios da Aprendizagem Baseada em Projetos, onde os alunos tornam-se protagonistas do processo de aprendizagem. Eles serão responsáveis por todo o projeto de construção do gerador, desde a pesquisa inicial até o produto final. Serão utilizadas estratégias colaborativas que incentivam a troca de conhecimento e experiências entre os grupos. Além disso, a atividade será mediada por discussões orientadas e reflexões ao longo do desenvolvimento do projeto.

Aprendizagem Baseada em Projetos.
Trabalho em grupo.
Pesquisa colaborativa.
Discussões orientadas.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma da atividade será dividido em três aulas de 50 minutos, cada etapa focando em diferentes aspectos do projeto. Na primeira aula, os alunos serão introduzidos ao projeto e dividirão as tarefas de pesquisa sobre materiais. Na segunda aula, os grupos iniciarão a construção do gerador, aplicando o conhecimento adquirido. Na terceira e última aula, os geradores serão testados e os grupos apresentarão seus resultados e reflexões sobre o processo.

Aula 1: Introdução ao projeto e divisão de tarefas de pesquisa.
Aula 2: Início da construção dos geradores.
Aula 3: Testes de funcionamento e apresentação de resultados.

Avaliação

A avaliação será contínua e formativa, observando-se a participação e envolvimento dos alunos durante todo o processo. Critérios como criatividade, embasamento na escolha dos materiais e eficiência na construção serão avaliados. Um aspecto importante da avaliação será a apresentação final, onde os grupos deverão explicar o funcionamento de seu gerador, os desafios enfrentados e as soluções encontradas. Os alunos serão avaliados tanto individualmente quanto em grupo, garantindo uma avaliação justa e abrangente de suas contribuições.

Materiais e ferramentas:

Para a construção dos geradores, será necessário um conjunto de materiais e ferramentas que serão disponibilizados pela escola ou trazidos pelos próprios alunos. Esta atividade requer a utilização de materiais de fácil acesso e ferramentas básicas de montagem, permitindo que os alunos façam suas escolhas com base nas pesquisas realizadas, estimulando a tomada de decisão e a responsabilidade durante o processo de criação.

Materiais condutores e isolantes.
Componentes metálicos.
Ferramentas básicas de montagem.
Materiais de pesquisa diversos.

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