Viagem ao Futuro: Energia Nuclear e Fusão

Desenvolvida por: Joao T… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: Física

Temática: Energia Nuclear e Fusão no Contexto Moderno

Esta atividade é projetada para alunos do 3º ano do Ensino Médio e tem como principal objetivo explorar as aplicações e implicações da física moderna na produção de energia. Os alunos serão divididos em grupos para realizar pesquisas abrangentes sobre o funcionamento das usinas nucleares atuais e as tecnologias emergentes de fusão nuclear. Ao investigar estas tecnologias, eles deverão considerar diversos aspectos, como a eficiência energética, a segurança, o impacto ambiental, os custos e os benefícios econômicos em potencial. Além disso, os grupos serão encarregados de desenvolver tanto apresentações quanto maquetes físicas que ilustrem os princípios operacionais dessas tecnologias. Com isso, espera-se que os alunos construam uma compreensão crítica sobre o papel da energia nuclear na sociedade contemporânea e futura, especialmente no que tange a buscar fontes de energia mais sustentáveis e eficientes.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade visam proporcionar aos alunos uma compreensão aprofundada dos princípios da física nuclear, bem como suas aplicações práticas no mundo moderno por meio de uma abordagem investigativa e prática. Pretende-se que os alunos, através da pesquisa e do desenvolvimento de maquetes, não apenas absorvam conhecimento teórico, mas também desenvolvam habilidades críticas de análise e comunicação ao debater os prós e contras dessas tecnologias com base em seus impactos sociais, ambientais e econômicos.

Compreender os princípios básicos da física nuclear.
Analisar as aplicações e os desafios das tecnologias de fissão e fusão nuclear.
Desenvolver habilidades de pesquisa científica e de apresentação oral.
Criticar os impactos socioambientais e econômicos das tecnologias nucleares.

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT302: Analisar e avaliar formas de geração de energia, considerando os impactos ambientais e sociais.
EM13CNT303: Relacionar a utilização de recursos naturais com os problemas ambientais e as tecnologias alternativas.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta atividade foca na investigação dos princípios e nas aplicações da física nuclear, explorando tanto as tecnologias atuais de fissão quanto as futuras de fusão nuclear. Esta investigação se desdobra nos aspectos técnicos das usinas nucleares, na análise comparativa entre fissão e fusão e nos impactos destes métodos de produção de energia no meio ambiente e na economia global. As discussões também englobam temas como a segurança nuclear, resíduos radioativos, sustentabilidade e inovação tecnológica na busca por fontes energéticas renováveis.

Princípios básicos de física nuclear.
Funcionamento de usinas nucleares de fissão.
Perspectivas das tecnologias de fusão nuclear.
Impactos ambientais, econômicos e sociais da energia nuclear.

Metodologia

A metodologia adotada para esta atividade é baseada na aprendizagem ativa e colaborativa. Os alunos serão incentivados a desenvolver uma pesquisa inicial sobre os temas propostos, seguida pela elaboração de apresentações e maquetes. Esta abordagem prática visa permitir que eles apliquem os conceitos teóricos em um contexto realista, promovendo aprendizagens significativas através da colaboração em grupo e discussão coletiva. O uso de maquetes como parte da apresentação permite a visualização concreta dos conceitos tratados, enquanto as discussões em grupo estimulam o pensamento crítico e a argumentação fundamentada.

Aprendizagem por projeto.
Pesquisas em grupo.
Desenvolvimento de maquetes.
Apresentações orais com debate.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma da atividade está estruturado em duas aulas de 60 minutos cada, totalizando 2 horas. Na primeira aula, os alunos serão introduzidos ao tema, divididos em grupos e iniciarão a pesquisa sobre as tecnologias nucleares. A segunda aula será dedicada à finalização da pesquisa, desenvolvimento das apresentações e das maquetes, e à apresentação dos resultados para a classe. Cada grupo terá 10 minutos para apresentar suas descobertas, seguidos por um tempo para discussão e feedback dos colegas e do professor.

Aula 1: Introdução ao tema, divisão dos grupos, início da pesquisa.
Aula 2: Finalização da pesquisa, elaboração e apresentação das maquetes e exposições orais.

Avaliação

A avaliação dos alunos será feita de forma contínua e abrangente, avaliando tanto o processo quanto o produto final de cada grupo. Os critérios de avaliação incluirão a clareza e precisão das informações apresentadas, a criatividade e funcionalidade das maquetes, e a capacidade dos alunos de trabalhar em grupo e apresentar suas ideias de forma clara e coerente. O professor deverá observar o engajamento de cada aluno durante as atividades, a participação nas discussões, e oferecer feedback construtivo baseado nos critérios estabelecidos. Exemplos de aspectos a ser avaliado incluem: a originalidade e relevância das soluções propostas, o entendimento dos princípios científicos discutidos e a pertinência dos argumentos levantados nas discussões em classe.

Materiais e ferramentas:

Para a realização desta atividade, será necessário um conjunto de recursos que incluem materiais para a construção das maquetes, como papelão, cola, tesouras, tintas e pinceis, além de acesso a bibliotecas virtuais e físicas para a realização das pesquisas. Os alunos poderão utilizar também computadores e projetores para preparar e realizar suas apresentações, garantindo que todos os grupos possam exibir visualmente suas conclusões de forma eficaz.

Material para maquetes: papelão, cola, tesouras, tintas.
Acesso a recursos bibliográficos online e físicos.
Computadores e projetores para apresentações.

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