Construindo Protótipos Sustentáveis

Desenvolvida por: Matheu… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: [Ciências da Natureza e suas Tecnologias]
Temática: [Sistemas Térmicos Sustentáveis]

A atividade 'Construindo Protótipos Sustentáveis' tem como propósito principal levar os alunos do 1º ano do Ensino Médio a integrarem conhecimentos de estrutura atômica e ligações químicas na elaboração de pequenos sistemas térmicos que priorizem a sustentabilidade. Os alunos serão divididos em grupos e deverão projetar e construir protótipos utilizando materiais recicláveis, além de empregar aplicativos para simular e otimizar o funcionamento desses sistemas. A atividade incentiva o cálculo de eficiência energética para promover discussões sobre os impactos ambientais das soluções propostas. Ao final, os grupos deverão apresentar e justificar as escolhas realizadas em seus protótipos, incentivando a argumentação científica e o pensamento crítico.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade pedagógica estão centrados no desenvolvimento da capacidade dos alunos de integrarem e aplicarem conceitos teóricos de química em situações práticas e reais. A atividade visa promover habilidades de análise crítica, colaboração em equipe, e utilizar a simulação tecnológica para resolução de problemas complexos. Proporciona uma vivência prática essencial no processo de ensino-aprendizagem, possibilitando aos alunos preverem impactos ambientais e desenvolverem soluções sustentáveis com base científica.

  • Aplicar conhecimentos de química, em especial sobre estrutura atômica e ligações químicas, na construção de sistemas térmicos.
  • Calcular a eficiência energética de sistemas térmicos e propor melhorias sustentáveis.
  • Desenvolver habilidades de trabalho em equipe e comunicação eficaz através da apresentação de projetos.

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.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático delineia uma ponte entre conceitos teóricos fundamentais na química e sua aplicação prática em projetos sustentáveis. Estimula o desenvolvimento de competências cognitivas superiores através da análise de sistemas térmicos e de processos químicos. Os alunos são encorajados a investigarem e empregarem conceitos de eficiência energética vinculados à sustentabilidade, além de promover uma imersão nos pressupostos da ciência ambiental e seus desafios contemporâneos.

  • Estrutura atômica
  • Ligações químicas
  • Conceitos de termodinâmica
  • Eficiência energética
  • Sustentabilidade ambiental

Metodologia

O uso de metodologias ativas nesta atividade visa envolver os alunos de forma integral em seu processo de aprendizagem. Ao trabalhar em grupos, os alunos são desafiados a colaborar e desenvolver pensamento crítico. As simulações digitais oferecem uma interface interativa que facilita a compreensão dos conceitos teóricos em questão, enquanto a construção dos protótipos promove uma aprendizagem experiencial, reforçando a aplicabilidade prática das teorias estudadas.

  • Trabalho em grupo
  • Aprendizagem baseada em projetos
  • Uso de simuladores tecnológicos
  • Discussão e argumentação científica

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade está estruturada em duas aulas de 60 minutos cada. Essa divisão permite uma progressão ordenada e adequada dos conteúdos. Na primeira aula, os alunos se concentram na concepção e simulação do projeto, utilizando ferramentas tecnológicas para prever o desempenho dos sistemas. A segunda aula é dedicada à construção física dos protótipos e à apresentação dos resultados, onde cada grupo expõe e justifica as escolhas feitas.

  • Aula 1: Concepção e simulação do projeto (60 minutos)
  • Aula 2: Construção, apresentação e avaliação dos protótipos (60 minutos)

Avaliação

A avaliação dos alunos será dividida em dois componentes principais: o produto final (protótipo) e a apresentação. O protótipo deverá ser funcional e incorporar conceitos de sustentabilidade e eficiência energética, com pontuação atribuída a partir de critérios como originalidade, eficiência e uso de materiais recicláveis. Na apresentação, espera-se que cada grupo consiga articular de forma clara e embasada suas decisões de projeto, sendo avaliados pela capacidade de argumentação, coesão e clareza das informações apresentadas. Exemplos incluem justificar a escolha de materiais e explicar a eficiência energética do protótipo proposto.

Materiais e ferramentas:

Para a execução desta atividade, diversos recursos são imprescindíveis, incluindo materiais físicos e digitais. O uso de materiais recicláveis para a construção dos protótipos incentiva práticas sustentáveis e a criatividade na solução de problemas. Os aplicativos de simulação são ferramentas valiosas para análise e previsão de desempenho, ajudando na visualização concreta dos conceitos teóricos explorados.

  • Materiais recicláveis (papelão, garrafas PET, etc.)
  • Computadores ou tablets
  • Aplicativos de simulação (por exemplo, Algodoo ou similar)
  • Projetor multimídia

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