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ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM
SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
Potencializando a Aprendizagem Significativa no
Ensino Médio
2016
3
APRESENTAÇÃO
Este material busca preencher a lacuna existente entre o imaginário de
professores acerca da eficácia da experimentação e a falta de subsídios para que estes
possam explorar de maneira consciente e deliberada as potencialidades desta
metodologia. Desta forma, não se trata de uma coleção de roteiros experimentais
rigidamente construídos e prontos para serem aplicados em sala de aula, nem tampouco
este material se limita em fazer uma discussão simplificada dos conhecimentos e
técnicas que os professores devem ter para usarem de forma plena a metodologia
experimental.
Pretendemos fazer uma discussão, orientada para professores da educação
básica, sobre as várias possibilidades de se usar metodologias experimentais nas aulas
de ciências, em especial, nas aulas de física. Aqui empregaremos o termo atividade
experimental pela consolidação histórica que este representa, muito embora o estejamos
usando numa visão mais abrangente, que envolve atividades práticas de forma geral.
Inicialmente faremos uma reflexão sobre o que vem a ser a atividade
experimental em aulas de ciências e quais aspectos o professor deve levar em
consideração para produzir, ou escolher, a atividade a ser desenvolvida. Buscaremos
mostrar a importância de esta estratégia estar associada a outras metodologias e, aqui
apresentaremos a possibilidade da experimentação fazer parte de uma sequência de
ensino, orientada de acordo com a teoria da Aprendizagem Significativa. Mostraremos
também uma sugestão de instrumento para avaliar atividades nessa proposta, que por ser
diferenciada, exige técnicas de avaliação diferenciadas.
Por fim, mostraremos alguns exemplos de sequências didáticas, em que as
atividades experimentais são parte integrante, para que possam ser usadas pelos
professores em suas aulas ou, que de posse dos conhecimentos e discussões trazidos
neste material, possam servir de parâmetro para que professores produzam suas próprias
sequências providas de atividades experimentais.
Este texto de apoio ao professor é o produto educacional desenvolvido a partir
da dissertação de mestrado profissional em ensino de física (MNPEF – Polo 37),
contendo discussões de caráter geral, que podem ser aplicadas em qualquer série da
educação básica, na área das ciências naturais (ciências, química, física e biologia) e na
Parte II, apresentamos exemplos de sequências didáticas elaboradas e aplicadas relativas
aos conteúdos de Cinemática e Física Térmica.
Esperamos que este material possa ser relevante para professores que já usam
experimentos em sala de aula e principalmente para aqueles que buscam uma melhor
formação para fazer uso desta metodologia.
4
SUMÁRIO
Apresentação .......................................................................................................... 3
PARTE I
1. Atividades Experimentais em Sala de Aula ............................................................ 6
2. Como Produzir ou Escolher a Atividade Experimental? ........................................ 8
3. O que é Aprendizagem Significativa? ..................................................................... 18
4. Como Montar uma UEPS? ...................................................................................... 21
5. Mapas Conceituais como Instrumento de Avaliação .............................................. 23
PARTE II
6. Exemplos de UEPS ................................................................................................. 26
7. Considerações Finais ............................................................................................... 42
PARTE III
8. Anexos .....................................................................................................................
9. Aparelhos da Estação Meteorológica ......................................................................
44
64
10. Sugestões de Leitura ............................................................................................... 81
Referências ............................................................................................................. 82
5
PARTE I
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
6
1. ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SALA DE AULA
Quando falamos em experimentos executados em sala de aula, logo lembramos
de algumas opiniões comumente emitidas acerca deste tema: sinônimo de excelência na
sala de aula, dificuldade em sua implementação devido às limitações estruturais das
escolas, vivência do método científico pelo aluno (CACHAPUZ et al., 2011). Estas
opiniões podem revelar a importância dada pelos professores a esta metodologia.
Porém, para que a sua utilização possa ser feita de forma plena, é importante
refletir sobre algumas questões a ela associada.
O primeiro passo para a implementação de tais atividades em sala de aula, é
analisar tal metodologia em suas varias faces e definir o que queremos com ela: Como
será implementada?, Com quais objetivos?, Em qual espaço físico?. Como isso
normalmente não é feito, se carece de um modo de potencializar seu uso e de entendê-la
em sua plenitude. Esta tarefa não é simples, tendo em vista a complexidade das
interações entre os sujeitos (professor e estudantes), o conhecimento e a sociedade, em
sala de aula. Por este motivo, se torna bastante complexo definir os limites, muitas
vezes difusos, entre as facetas da experimentação.
Outra questão importante é a imagem que se faz da experimentação. Muitas
vezes ela é vista equivocadamente como uma estratégia de ensino fixa, imutável,
fazendo com que o professor que dela queira fazer uso, não tenha a iniciativa (ou em
muitos casos, a formação necessária) de fazer pequenos ajustes para adequá-la ao
contexto em que será aplicada. Assim, uma atividade desenvolvida em certa situação,
com grande potencial para ser explorada pelo professor, pode gerar experiências
insatisfatórias e desestimulantes em outras situações.
Experimento comparando um termômetro recém-construído com materiais alternativos e um
termômetro químico. Fonte: Sérgio Bezerra.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Também se faz necessário perceber que a experimentação em sala de aula,
ainda que bem utilizada, por si só, não garante a aprendizagem de todos (HODSON,
1994). Em ambientes onde temos um número grande de estudantes, cada um com suas
particularidades, a aprendizagem deve ser buscada de forma coordenada com várias
metodologias.
Sendo assim, buscaremos discutir o uso da experimentação não como um fim,
mas analisar como podemos utilizá-la como um meio para atingir melhores resultados
nas aulas de Física e nas Ciências em geral.
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2. COMO PRODUZIR OU ESCOLHER A ATIVIDADE
EXPERIMENTAL?
É fácil perceber o universo de abordagens que podem ser desenvolvidas tendo
como foco principal o trabalho experimental em sala de aula. A análise destas
atividades, tanto pelos seus aspectos logísticos, metodológicos ou epistemológicos,
quanto pelo alto grau de complexidade que apresentam, deve ser feita cuidadosamente
de forma a contribuir para discussões acerca das reais potencialidades do trabalho
experimental nas aulas de ciências.
Para facilitar a escolha da atividade a ser desenvolvida, sugerimos que o
professor tome como referência os seis tópicos abaixo.
Cada tópico apresenta diferentes categorias, cada uma com suas
particularidades. Isto não significa dizer que não seja possível a mescla de categorias de
um mesmo tópico, dependendo dos objetivos estabelecidos pelo professor.
Esta classificação em tópicos tem o objetivo de auxiliar o professor na
adequação de atividades experimentais já existentes em livros, revistas e sites às suas
necessidades e, sobretudo, ajudar o professor a ganhar autonomia para produzir suas
próprias atividades experimentais.
Quanto à autonomia do estudante frente ao experimento:
1. Demonstrativo pelo professor: Pouca autonomia mecânica e intelectual.
Aqui se enquadram as práticas em que o professor manipula os objetos,
geralmente em uma mesa no local de destaque da sala de aula. O estudante não tem
contato físico com os aparatos experimentais e se busca com que ele siga o raciocínio
do professor que está à frente da atividade. O professor é quem executa o experimento e
explica para os estudantes o que está acontecendo durante a execução.
Nesta perspectiva é comum não relacionar o conhecimento científico com
outras formas de conhecimento, sendo difícil levar em conta os conhecimentos prévios
apresentados pelos estudantes. A ciência se configura como ponto de partida e chegada
do processo e de forma recorrente se admite que o estudante aprenda por repetição e
memorização passiva. (AMARAL, 1997).
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2. Demonstrativo pelo estudante: Grande autonomia mecânica e pouca intelectual.
Nesta abordagem os estudantes manipulam os objetos. Normalmente se
reproduz um experimento simples, que pode ser baseado em livros ou internet, em que
os estudantes, individualmente ou em equipes, têm o controle total do que ocorrerá. A
reflexão acerca dos princípios científicos envolvidos é pequena, pois as explicações são
baseadas naquelas fornecidas pela fonte de onde o experimento foi retirado.
Este tipo de abordagem, assim como a anterior, pode provocar a falsa
impressão que o experimento tem um propósito em si mesmo, ou seja, que o
compromisso de quem o executa é com que o experimento dê certo. Isto diminui as
reflexões em torno do fenômeno e conceitos científicos nele tratado.
3. Redescoberta: Grande autonomia mecânica e pouca intelectual.
Aqui o experimento é executado pelos estudantes, baseados em roteiros
previamente construídos. A utilização destes roteiros abre margem para a realização de
experimentos mais complexos. Porém, como o estudante segue os passos previamente
estabelecidos por quem os construiu, sua autonomia intelectual ainda é relativamente
baixa.
Embora esta abordagem seja muito interessante para familiarizar os estudantes
ao manuseio de algumas técnicas e aparelhos de medida, problemas como a não
delimitação adequada do problema inicial; falta de precisão na coleta de dados e;
hipóteses formuladas de maneira insatisfatória não aparecem, uma vez que tudo isso já
foi pensado previamente por quem desenvolveu o roteiro. Assim se cria uma imagem
caricaturada do trabalho científico, com este tendo pouca relação com o contexto
histórico e praticamente imune as limitações humanas. (AMARAL, 1997).
4. Projetos de investigação: Grande autonomia mecânica e intelectual.
Aqui se enquadram situações que se caracterizam, por sua natureza aberta, ou
seja, o professor juntamente com os estudantes definem um tema ou problema a ser
investigado e só então começam as discussões sobre possíveis formas de se executar a
atividade.
Nem o que fazer e nem como fazer estão de antemão definidos. Isto exige um
papel ativo dos estudantes tanto para manusear equipamentos e construir experimentos,
quanto para pensar em como fazer, elaborar e testar hipóteses. Aqui aparece um espaço
privilegiado para se levar em conta os conhecimentos prévios dos estudantes, que
naturalmente irão influenciar as formas que eles irão propor a solução dos problemas
durante a execução da atividade. Tudo isto, com a supervisão ativa e apoio do professor.
Outro aspecto importante é a necessidade de se conviver de maneira
propositiva com o erro. Este deve ser visto como fonte de estímulo para novas
possibilidades de desenvolvimento das tarefas (SÉRÉ, 2002).
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Este tipo de abordagem necessita um tempo maior para o seu desenvolvimento,
já que se faz necessário respeitar o tempo de maturação das ideias trabalhadas e a
execução das estratégias pensadas pelos estudantes e professor, sendo este, talvez, o
principal entrave para que seja utilizada de maneira mais recorrente durantes as aulas.
Quanto ao momento a ser trabalhado:
1. Para introdução do tema a ser estudado: criação de uma situação problema.
Podemos utilizar uma atividade experimental para fazer a introdução de temas
que serão vistos no decorrer das aulas. Sendo assim, o trabalho com experimento
executado não necessita ter grande profundidade em suas discussões teóricas. Ele pode
servir como o momento de mobilizar a atenção dos estudantes e não tratar em detalhes
de conteúdos específicos.
Ao se utilizar um experimento no início de dado conteúdo, ou sequência de
ensino e aprendizagem, podemos identificar dois objetivos principais que este pode
desencadear: a criação de situações problema que sirvam como base de sustentação para
o conteúdo a ser visto; e um ambiente propício à externalização dos conceitos prévios
dos alunos sobre o tema a ser trabalhado. Em ambos os casos é recomendável que o
experimento seja executado em um ambiente onde se estimule a interação verbal entre
alunos e professor.
2. Durante uma sequência de ensino: reconciliação integrativa.
Ao utilizar um experimento durante uma sequência didática, este poderá ser um
importante instrumento para estimular os estudantes a entender como os vários
conceitos trabalhados até o momento estão conectados e interagem entre si. Este tipo de
atividade é importante, pois, ajuda a internalização de vários conceitos, dando a eles um
significado dentro de um corpo teórico mais complexo. Isto também ajuda a preparar a
turma para os conceitos que ainda virão pela frente, no decorrer do desenvolvimento do
restante da sequência (MOREIRA, 2014).
Também é possível que a atividade experimental seja planejada para durar
toda, ou quase toda, a sequência de ensino. Desta forma, ela servirá como pano de fundo
para as demais atividades que irão ocorrer durante a sequência.
3. No final de uma sequência: consolidação.
Para a consolidação de certo conteúdo, formado por vários conceitos
científicos interligados, é importante a proposição de atividades que exijam a utilização
destes de forma conjunta. Isto pode ser realizado através da execução de experimentos,
ocorridos ao final de uma sequência de ensino, que busque trabalhar a consolidação do
que foi visto. Atividades como esta tendem a ser mais complexas que as demais.
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Tal complexidade não estará, necessariamente, na execução dos experimentos,
mas poderá estar na profundidade das discussões que o acompanham, tendo em vista o
grande número de conceitos que podem ser abordados ao final de uma sequência
didática (MOREIRA, 2014).
Quanto aos conteúdos que podem ser trabalhados:
1. Conceitual: os conceitos que fazem parte dos tópicos da disciplina.
O conteúdo conceitual (COLL et al. 2000) diz respeito aos conceitos
científicos em si (calor, velocidade, corrente elétrica, força, onda, campo, etc.). Ainda
que o professor trabalhe em suas aulas apenas com metodologias consideradas
tradicionais, como as aulas expositivas, este tipo de conteúdo sempre estará presente.
A utilização de experimentos para se trabalhar conteúdos conceituais é
importante, pois ajuda o entendimento por parte dos estudantes de que os conceitos
criados pelas ciências tem o propósito de explicar algo para além dos problemas por ela
mesma criados. Situações cotidianas, envolvendo conceitos científicos para seu
entendimento, podem ser uma boa estratégia de uso de experimentos para o trabalho de
conteúdos conceituais.
2. Procedimental: o manuseio de técnicas e instrumentos da ciência.
Aqui se enquadram os procedimentos próprios das ciências (COLL et al.
2000). O manuseio de instrumentos simples (régua, compasso, termômetro, cronômetro,
etc.), assim como o de instrumentos complexos (microscópios, multímetros, algumas
vidrarias), e o entendimento de suas finalidades, seus princípios de funcionamento e os
procedimentos que devem ser adotados para sua utilização, fazem parte dos conteúdos
procedimentais.
Uma forma interessante de abordar tais conteúdos é propor que os estudantes
possam construir alguns desses aparelhos. Durante a construção de um eletroscópio de
folhas, por exemplo, inevitavelmente os estudantes deverão testar hipóteses para
solucionar problemas e escolher os caminhos adequados para obter êxito na finalização
do equipamento. Este tipo de conteúdo dificilmente é abordado em aulas que trabalhem
metodologias exclusivamente tradicionais.
3. Atitudinal: atitudes científicas.
Ao se estudar ciências, algumas atitudes devem ser estimuladas e não tolhidas,
como costumamos observar nas salas de aula. A curiosidade e o estímulo ao
questionamento são algumas das atitudes que profissionais da ciência devem ter. Estas
atitudes também devem ser encorajadas nos estudantes em geral, ainda que estes não
venham a seguir a carreira científica (COLL et al. 2000).
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Outras atitudes como o trabalho colaborativo e o estímulo a proposição de
soluções lógicas para problemas, que comumente encontramos os círculos científicos,
também devem ser estimuladas entre os estudantes. Este tipo de conteúdo facilita o
desenvolvimento de uma visão menos deformada do trabalho científico e ajuda os
estudantes incorporarem os aprendizados da escola em seu cotidiano.
Quanto aos objetivos do professor:
Neste tópico será bastante comum a mescla de mais de uma categoria, o que
não exclui a importância do professor refletir sobre qual, ou quais, os principais
objetivos a serem alcançados com a atividade experimental a ser desenvolvida.
1. Abordar conceitos.
Utilizada quando o professor vai introduzir pela primeira vez um conceito ou
grupo de conceitos, as atividades experimentais podem ser usadas quando os estudantes
irão ter o primeiro contato com um conteúdo, ou ao menos da forma em que ele será
tratado. O conteúdo trabalhado pode não ser novo para os estudantes, como a ideia de
energia que é discutida em varias séries do ensino médio, mas será abordado pela
primeira vez pelo professor na serie corrente.
2. Avaliar o entendimento dos estudantes individualmente ou em grupo.
Fazer a avaliação da aprendizagem de um estudante, ou grupo de estudantes,
normalmente é uma tarefa complicada. Vários são os fatores que se deve considerar
para aferir o que o aluno aprendeu durante o decorrer das aulas. Uma forma de fazer
esta avaliação é a aplicação dos conceitos partindo da realização de atividades
experimentais. Se bem planejada, esta forma de avaliação é muito interessante, pois
possibilita ao professor observar se os conteúdos trabalhados em aula são usados em
situações que extrapolam as questões teóricas. Isto pode ser um importante indício de
aprendizagem significativa.
3. Motivar os estudantes.
Talvez o relato mais recorrente feito por professores que utilizam a
experimentação seja a motivação que este tipo de atividade trás para as aulas. Numa
situação em que as aulas de física tendem a ser associadas à discussões difíceis e
desconectadas do cotidiano dos estudantes, esta característica da experimentação pode
ser um grande aliado do professor. Muito embora este aspecto seja muito importante, e
até desejável, há de se tomar cuidado para que a experimentação em sala de aula, que
em nosso caso deve ter um caráter centralmente didático, não se torne algo apenas
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lúdico, fazendo com que os estudantes não consigam tirar o proveito esperado pelo
professor que planejou a atividade.
Quanto aos materiais usados:
1. Baixo custo.
Boa parte dos experimentos sugeridos por livros didáticos e paradidáticos,
revistas da área de ensino e sites especializados indicam o uso de materiais encontrados
em sucata ou materiais reciclados e/ou reutilizados. Isto é interessante, pois deixa o
custo de uma aula experimental bastante acessível e permite a reposição de peças com
facilidade. Estes materiais podem ser conseguidos pelos próprios estudantes, o que
ajuda os envolverem na aula desde o seu início.
Eletroscópios montados com materiais de baixo custo. Fonte: Sérgio Bezerra.
2. Kits.
Com um custo muito variado, os kits desenvolvidos por empresas
especializadas podem ser um importante investimento para escolas e professores quando
se dispõe de verba para equipar a escola. Existem experimentos muito interessantes que
podem ser realizados com esses kits e, dependendo da disponibilidade e experiência do
professor, com os mesmos materiais presentes nos kits é possível pensar em
experimentos para além dos sugeridos pelo fabricante. Normalmente esses kits
acompanham roteiros para orientação dos experimentos e quase sempre estes roteiros
são desenvolvidos baseados no método da redescoberta. Por isso, uma vez que a escola
disponha destes materiais, um importante exercício para professores e grupo de
professores é utilizá-los para além dos roteiros preestabelecidos e os adequarem as suas
necessidades.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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3. Aparelhos e instrumentos profissionais (ou quase).
Algumas escolas dispõem de aparelhos que normalmente foram adquiridos
com verbas específicas (caso das escolas públicas) ou parcerias com universidades. São
microscópios, destiladores, telescópios, estufas, multímetros, etc. Como tais aparelhos
normalmente tem um alto custo de aquisição e manutenção, muitos professores
preferem não utilizá-los temendo que sejam danificados. Porém estes aparelhos tem
uma vida útil e devem ser usados antes que o tempo faça o seu trabalho. Além de
auxiliarem as atividades experimentais, o que normalmente é dificultado pelo fato de a
escola, quando possui, ter apenas uma unidade de cada um destes aparelhos, eles podem
servir como modelo para que em aulas experimentais se desenvolva aparelhos similares
de baixo custo, o que pode ser de grande valor pedagógico, já que durante a construção
de aparelhos é essencial que se estude e conheça seu princípio de funcionamento.
Quanto ao local:
1. Em sala de aula.
Devido à estrutura encontrada na ampla maioria das escolas brasileiras, após
décadas de ensino orientadas por abordagens ditas tradicionais, o uso da experimentação
na sala de aula talvez seja a única possibilidade do uso dessa metodologia, uma vez que
a maioria das escolas não apresentam outros espaços apropriados para esta finalidade.
Trazer este tipo de prática para um ambiente já familiar aos estudantes pode ser
interessante para evitar o desvio de atenção que pode ocorrer em ambientes novos. Por
outro lado, utilizar a sala de aula, com a pouca estrutura que elas normalmente oferecem
(somente mesas e cadeiras, ou simplesmente carteiras), pode dificultar a realização de
certos experimentos, devido o local ser inapropriado.
2. No laboratório da escola.
Nas escolas onde existe um espaço destinado ao trabalho prático de ciências,
tais atividades podem adquirir outro patamar de qualidade. Porém é importante que se
diga que é bastante improvável que esses espaços apresentem uma estrutura adequada
para a realização de qualquer experimento didático. Por mais bem planejado que sejam
esses espaços, o dinamismo das aulas experimentais, sempre mostrarão pequenas
adequações necessárias para potencializar as aulas experimentais. Tampouco devemos
prescindir de buscar espaços com instalações físicas adequadas para a realização de tais
atividades. Vale ressaltar que um laboratório didático bem equipado é importante,
porém não é suficiente para uma boa aula experimental, ficando essa centralidade na
formação do professor e no planejamento de tal atividade. Um cuidado que se deve
tomar com o uso dos laboratórios é que o fenômeno tratado nas atividades
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experimentais pode ser visto como exclusivo do ambiente de laboratório e não uma
reprodução de um fenômeno mais geral da natureza.
Laboratório de ciências escolar. Fonte: Sérgio Bezerra.
3. Ao ar livre.
Varias atividades experimentais podem ser pensadas para serem executadas em
espaços abertos, sejam nas dependências das escolas em pátios, áreas de recreação,
horta, etc. (quando esses espaços existirem), ou até mesmo fora das dependências da
escola, como praças e bosques. Este tipo de alternativa, se bem planejado, ajuda os
estudantes na compreensão de que a ciência é uma forma de conhecimento que busca
explicar fenômenos presentes em nosso cotidiano, e que não é apenas uma disciplina
escolar. Permite-nos também a problematização de certos fenômenos em loco. O
problema que podemos encontrar neste tipo de ambiente é a dificuldade em realizar
certos experimentos devido o local ser inapropriado para o uso de alguns equipamentos
de medida e coleta de dados, e o fato de nos tornarmos reféns do clima (chuvas, sol
excessivo, escuridão da noite).
4. Universidades, museus e centros de ciências.
Algumas cidades brasileiras possuem projetos educacionais vinculados a
instituições científicas, que tem como finalidade atender estudantes da educação básica.
Tais projetos se constituem em mostras científicas (fixas ou itinerantes), projetos de
extensão e até mesmo colônias de férias. Não é difícil encontrar instituições que tem
como diretriz de trabalho o estabelecimento de parcerias com as escolas e que podem
levar suas atividades até o local solicitado. Muito desses espaços contam com atividades
de caráter experimental que podem e devem ser usados como auxílio às aulas regulares
de ciências. É importante que, antes de visitar estes espaços o professor tenha em mente
os objetivos que pretende alcançar. Isto é fundamental para que a visita tenha uma
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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função didática na formação dos estudantes e não se torne apenas um momento de
descontração.
5. Em casa.
Oura forma de realização de experimentos com caráter didático é a realização
destes, pelos estudantes, em suas casas. Com a popularização de mídias que nos permite
a interação mais rápida e de qualidade com o nosso interlocutor, uma forma que
podemos utilizar é a solicitação da realização de experimentos baseados em orientações
fornecidas pelo professor, vistas em livros ou sites na internet. Isto será possível se a
atividade tiver um grau moderado de dificuldade, que não necessite de professor para
orientação, e utilizar materiais de fácil aquisição. O registro de tais atividades em vídeo
pode ser uma forma interessante de produção de material para avaliação da atividade.
Sobre esta forma de uso da experimentação, o professor deverá ter cuidado redobrado
durante o planejamento para evitar que os estudantes corram riscos durante a execução.
______________________________________________________________
Como acabamos de mostrar, existem vários fatores que estão envolvidos na
execução de uma atividade experimental e a análise destes fatores é o primeiro passo
para o uso exitoso desta estratégia. Ainda que o professor desenvolva atividades
experimentais em suas aulas sem a prévia reflexão do que aqui foi discutido, não quer
dizer que ele, de maneira consciente ou inconsciente, não acabe por escolher algumas
dessas opções durante seu trabalho. Isto terá relação direta com suas concepções de
Ciência e Ensino. O que aqui estamos propondo é que este movimento de reflexão sobre
a própria prática seja feito de forma consciente, para potencializar os ganhos
educacionais de se utilizar este tipo de atividade. Portanto, o primeiro passo para a
implementação desta metodologia pode ser, após o conhecimento do que aqui foi
discutido, o preenchimento do quadro à seguir.
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PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL
Título:
Conceitos a serem abordados:
Quanto à autonomia do estudante
frente ao experimento:
Quanto ao momento a ser trabalhado:
Quanto aos conteúdos que podem ser
estudados:
Quanto aos objetivos do professor:
Quanto aos materiais usados:
Quanto ao local:
Como Avaliar a atividade:
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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3. O QUE É APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA?
Proposta pelo psicólogo norte americano David Ausubel, a teoria da
Aprendizagem Significativa busca descrever, de maneira ampla, como ocorrem os
processos de assimilação e retenção significativa de determinados conhecimentos pela
estrutura cognitiva dos indivíduos (AUSUBEL, 2003).
No ambiente escolar, a aprendizagem significativa pode ser entendida como o
processo no qual um conhecimento novo se liga de forma não arbitrária e substantiva
(não-literal) à estrutura cognitiva do estudante. Não arbitraria, pois o novo
conhecimento não se relaciona com qualquer conhecimento previamente existente no
campo cognitivo do estudante, mas com aqueles que são especificamente relevantes.
Substantiva, pois se refere à substância/essência do conhecimento trabalhado, e não
necessariamente às palavras usadas para expressá-los (não-literal) (MOREIRA;
CABALLERO; RODRÍGUEZ, 1997).
Para que este tipo de aprendizagem seja concretizado também é necessária a
apresentação de um material potencialmente significativo. É considerado material
potencialmente significativo o conjunto de informações que encontre na estrutura
cognitiva do estudante ideias âncoras, os chamados subsunçores, com as quais seja
possível se relacionar o novo conhecimento. Desta forma só podemos falar em material
potencialmente significativo num contexto individual, já que o campo cognitivo de uma
pessoa é sempre único (MOREIRA, 2006).
Se tomarmos como exemplo uma turma de estudantes do 2º ano do ensino
médio é comum observar o contato prévio da turma com o conceito de energia,
normalmente abordado nos conteúdos trabalhados no 1º ano do ensino médio. Este
possível conhecimento prévio pode ser usado como subsunçor para a aprendizagem do
conceito de calor, já que ao apresentá-lo como uma forma de energia, esse novo
conceito irá se conectar a outros já existentes na estrutura cognitiva do estudante e isto,
possivelmente, ocorrerá segundo algumas relações que para ele parecem lógicas.
É fundamental reconhecer que este processo de aprendizagem significativa,
diferente da aprendizagem mecânica, não estabelece entre o novo conhecimento e os já
existentes uma relação simples de adição. Ao contrário, tanto o conhecimento recém-
adquirido pelo estudante quanto os já presentes em seu campo cognitivo tendem a
interagir de forma complexa durante o processo de assimilação, fazendo com que ambos
sofram modificações, ou até fusões.
O processo de assimilação pode ser melhor entendido a partir do esquema
abaixo:
Nova informação Subsunçor Produto da interação
a A a’A’
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Inicialmente uma nova informação potencialmente significativa a é
apresentada ao indivíduo. Essa informação tenderá se relacionar com um subsunçor A
pré-existente e a interação entre eles produzirá modificações em ambos, o que
apresentará como produto a’A’.
No transcorrer do tempo ocorrerá um segundo estágio do processo de
assimilação em que os componentes antes dissociáveis a e A, passarão a figurar como
uma nova unidade A’, com elementos residuais dos que lhe deram origem, porém com a
retenção do que para o indivíduo é essencial na relação entre eles. Este estágio
conhecido como assimilação obliteradora tem como características o abandono
(esquecimento) de informações desnecessárias (tendência de assimilação do que é o
mais importante da informação); indissociabilidade entre os conceitos inicialmente
apresentados e; a formação de um novo subsunçor A’.
Na Teoria da Aprendizagem Significativa é possível identificar dois princípios
programáticos, a saber, diferenciação progressiva e reconciliação integrativa
(MOREIRA, 2014).
Diferenciação progressiva se relaciona mais especificamente à aprendizagem
significativa subordinada. Ela trata da diferenciação sofrida por conceitos subsunçores
toda vez que este é mobilizado para a assimilação de um conceito novo, o que
progressivamente faz com que o subsunçor se diferencie do que ele era antes da
sequência de várias interações com conceitos novos (MOREIRA, 2014).
Ao abordarmos em sala de aula o conceito de temperatura, podemos buscar
como subsunçor a ideia que o estudante geralmente apresenta sobre os conceitos quente
e frio. Caso o estudante ainda não tenha discutido de maneira formal estes dois últimos
conceitos, provavelmente eles estarão relacionados às sensações térmicas vivenciadas
pelo indivíduo, a partir dos seus órgãos dos sentidos, ao longo de sua vida. Ao se
deparar com o conceito formal de temperatura, eles poderão sofrer mudanças
sucessivas, incorporando significados que sejam lógicos para o estudante e passarão a
um maior grau de abrangência e complexidade.
É importante destacar que o termo progressiva não deve ser confundido com
linear, pois, o conjunto de sucessivas transformações pode produzir como resultado um
conceito subsunçor que é essencialmente diferente daquele que lhe deu origem, e a
profundidade dessa diferença não pode ser relacionada com a quantidade de interações
que o subsunçor sofreu, ou seja, um subsunçor mais elaborado não é necessariamente
Produto da interação Novo subsunçor
a’A’ A’
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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aquele mais antigo e que tenha passado por um número maior de interações. Isso revela
uma interação dialética entre os conceitos novos e os já existentes no campo cognitivo
do indivíduo, no sentido de que num mesmo processo os conceitos mudam, o outro e a
si mesmo, produzindo como resultado a síntese proveniente da assimilação obliteradora.
A reconciliação integrativa, por sua vez, está relacionada principalmente à
aprendizagem significativa subordinante e combinatória. Trata-se da reorganização das
informações assimiladas pelo indivíduo, o que pode gerar novos conceitos. Durante a
reorganização das novas informações, o indivíduo tende a acomodá-las de forma que
interajam de maneira lógica com informações mais generalizantes. Esse processo é
fundamental para apontar relações entre ideias, reconciliar discrepâncias e apontar
similaridades entre conceitos existentes no campo cognitivo do indivíduo (MOREIRA,
2014).
Neste contexto, embora aparentemente a teoria molecular (ideia de que toda
matéria é composta por átomos e moléculas) pareça mais simples, este conceito é muito
mais abrangente do que a ideia de temperatura, quente e frio, logo, caso esta teoria seja
apresentada ao estudante após ele ter aprendido esses três conceitos, eles ganharão um
novo significado e possivelmente serão mais facilmente percebidos como ideias
relacionadas e logicamente subordinadas à teoria molecular.
Ausubel parte de duas hipóteses, de que é mais fácil aprender algo mais geral e
posteriormente, de maneira paulatina, ir discutindo informações (aplicações) específicas
desse conceito e; a organização de uma disciplina se faz de forma hierárquica no campo
cognitivo do aluno, o que facilitaria a incorporação primeiro de ideias mais gerais e
posteriormente a incorporação de conceitos menos inclusivos e mais diferenciados. O
que, no exemplo em questão, significaria optar pela apresentação da teoria molecular no
início da sequência, para que em seguida fossem discutidos conceitos hierarquicamente
menos abrangentes.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
21
4. COMO MONTAR UMA UEPS?
Uma abordagem metodológica que utiliza de sequências didáticas são as
Unidades de Ensino Potencialmente Significativas – UEPS (MOREIRA, 2011), que
busca incluir os conceitos trabalhados dentro de um corpo coerente de conhecimentos
preexistentes no campo cognitivo do aprendiz. Partindo do pressuposto de que para
haver ensino deve haver, necessariamente, aprendizagem, essas unidades têm como
objetivo o desenvolvimento de sequências didáticas que sejam potencialmente
facilitadoras da aprendizagem significativa.
Segundo Moreira (2011, p. 2), as Unidades de Ensino Potencialmente
Significativas “são sequências de ensino fundamentadas teoricamente, voltadas para a
aprendizagem significativa, não mecânica, que podem estimular a pesquisa aplicada em
ensino, aquela voltada diretamente à sala de aula”.
Neste sentido, as UEPS tendem a apresentar características que se harmonizam
com esta visão, apresentando um grupo ideias centrais, dentre as quais podemos
destacar: a variável que mais influencia a aprendizagem é o conhecimento prévio do
aluno; cabe ao aluno decidir se quer aprender determinado conhecimento
significativamente; os materiais instrucionais introdutórios (organizadores prévios)
devem trazer, ainda que de forma incipiente, a relação entre novos conhecimentos e
conhecimentos prévios; a linguagem e a interação são à base para a apreensão de
significados e; o professor tem o papel de provedor de situações-problema que
desencadeiem a aprendizagem significativa e de organizador do ensino e mediador de
significados (MOREIRA, 2011).
Para o desenvolvimento de uma UEPS podemos seguir alguns passos que são
organizados de forma a fazer que nossa sequência didática esteja de acordo com o
referencial teórico à ela associada (MOREIRA, 2011). São eles:
1. Definição do assunto a ser trabalhado nas aulas, sendo importante para o professor
ter claro os aspectos procedimentais e declarativos que se deseja abordar.
2. Criação de situações que permitam os estudantes externalizarem seus conhecimentos
prévios sobre o assunto.
3. Proposição de situações problema em vários momentos ao longo da sequência, com
diferentes graus de complexidade, possibilitando a interação de conhecimentos prévios,
conhecimentos recém adquiridos e reelaboração conceitual.
4. Apresentação do conhecimento a ser trabalhado levando-se em conta a Diferenciação
Progressiva, fazendo ao longo do trabalho a retomada de aspectos mais gerais e
estruturantes para o tópico trabalhado.
5. Finalização da sequência com a retomada das características mais gerais, buscando a
Reconciliação Integrativa.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Nas etapas que compõe a sequência, privilegia-se o desenvolvimento de
atividades colaborativas, mas não se excluem atividades de caráter individual. Por
buscarmos constantemente estimular a autonomia dos estudantes, em alguns casos eles
podem ser os propositores das situações problemas a serem analisadas, desde que isso
se dê no âmbito do tópico estudado.
Não obstante os pontos 1 e 5 acima sejam naturalmente associados,
respectivamente, ao início e ao final da UEPS, não devemos tomar os demais pontos
como uma receita linear e rígida. A diversidade do ambiente de sala de aula, a
experiência do professor responsável pela aplicação da sequência e, principalmente, o
retorno da turma durante as atividades devem ser observados e levados em conta para
possíveis correções/mudanças. Aqui é fundamental chamarmos a atenção para o fato
desta metodologia ser orientada à avaliação do processo, que se desenvolve durante toda
a sequência e não simplesmente do produto observado ao seu final.
Deste modo é importante utilizarmos parâmetros de avaliação da UEPS que
estejam em consonância com seu aporte teórico, ou seja, utilizar ferramentas que
consigam fornecer evidências de aprendizagem significativa por parte dos estudantes ao
longo do processo. Análise das discussões/argumentos em grandes e pequenos grupos,
análise de respostas de questionários abertos sobre problemas propostos, elaboração de
mapas conceituais produzidos individualmente ou em grupo e exposição em forma de
seminários de materiais produzidos ao longo das aulas, são algumas opções que podem
auxiliar o professor no processo de avaliação.
A diversificação das estratégias de ensino que deve ser um traço marcante
deste tipo de metodologia nos permite supor que a utilização de atividades práticas,
associadas ao laboratório didático, pode ser de grande auxílio na dinamização das
UEPS, estimulando ambiente propícios para a interação entre estudantes, professor e os
aspectos declarativos e procedimentais dos tópicos estudados.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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5. MAPAS CONCEITUAIS COMO INSTRUMENTO DE
AVALIAÇÃO
Mapas conceituais são diagramas que expressam a relação entre conceitos.
Apesar de em muitos casos estes mapas de conceitos serem parecidos com
organogramas ou diagramas de fluxo (os quais também podem expressar organização
hierárquica e até o uso de setas), não devem ser confundido com estes últimos, pois sua
estrutura não implica hierarquias de poder, ou temporalidade. Mapas conceituais têm
como propósito explicitar as relações significativas e de hierarquia entre conceitos, por
isto devem ser vistos como diagramas de significados. (MOREIRA, 2012).
Para a construção de um mapa conceitual não existe um roteiro com regras
fixas. Em alguns casos, podemos observar conceitos sendo expressos dentro de elipses
ou retângulos, para que se indique maior grau de importância. O uso deste artifício é
conjuntural, e não obrigatório. A utilização de figuras, ou ainda, o tamanho e forma das
linhas que ligam os conceitos, só terá significado se for previamente estabelecido.
Abaixo está um mapa conceitual produzido por um estudante, durante a
implementação da UEPS analisada neste trabalho:
Mapa conceitual construído por um estudante após a leitura e discussão do texto intitulado
Repensando sobre o clima e o tempo.
Sol
Solo Água Vegetação
Umidade do ar
Ventos
Pressão atmosférica
Temperatura
Radiação solar
Partículas de
gás
carbônico
Clima
Interfere
Homem
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Como a produção deste tipo de material expressa a compreensão individual de
quem o construiu, acerca do tema trabalhado, independente do formato das linhas ou
outros tipos de marcadores, o que se espera é que conceitos conectados na produção do
mapa tenham uma relação que o seu construtor seja capaz de explicar. Para melhorar o
entendimento do mapa, uma técnica que pode ser usada, não de maneira obrigatória, é a
introdução de uma ou duas palavras sobre as linhas que conectam os conceitos. Isso
pode ajudar a formar uma sentença que expresse com mais clareza a relação que se
queira mostrar.
Como cada mapa conceitual é único e representa externamente o pensamento
de quem o construiu, não é adequado atribuirmos as ideias dicotômicas de ‘certo’ e
‘errado’ a um determinado mapa. Sendo assim, devemos então estabelecer alguns
parâmetros que nos possibilitem avaliar os mapas conceituais, para que deles possamos
extrair as informações necessárias. Utilizaremos então, os critérios de avaliação
propostos por Moreira (2013), que são:
1. Presença dos conceitos mais importantes do tema abordado.
2. Hierarquização conceitual expressa de forma clara (conceitos mais importantes em
destaque).
3. De acordo com a matéria de ensino, as linhas conectando conceitos e as palavras de
enlace (os conectores) devem sugerir relações adequadas.
4. Existência, não apenas de relações verticais, mas de relações cruzadas, indicando
reconciliação integrativa.
Assim, é possível compreender que os mapas conceituais são instrumentos de
avaliação diferentes daqueles normalmente usados em aulas tradicionais, como provas e
testes de múltipla escolha. Eles estão orientados para uma avaliação qualitativa, o que
pode ser facilitada com o estímulo ao estudante de explicações orais ou escritas acerca
do seu mapa.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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PARTE II
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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6. EXEMPLOS DE UEPS
Apresentaremos a seguir dois exemplos de UEPS que foram aplicadas em
turmas regulares de ensino médio na disciplina física. Em cada uma das turmas o
encontro semanal com o professor era composto de 3 aulas, com 45 minutos cada,
perfazendo um total de 2 horas e 15 minutos de atividades semanais na escola. Estas
UEPS podem ser aplicadas da forma que estão expostas ou servir de inspiração para que
os professores montem suas sequências, levando em conta suas necessidades
específicas.
______________________________________________________________
UEPS CINEMÁTICA:
Esta sequência foi desenvolvida para o trabalho dos conceitos de cinemática
com turmas de 1º ano do ensino médio. Foram abordados os conteúdos: elementos de
localização, conceitos fundamentais da cinemática, sistemas de referência, velocidade,
aceleração, movimento uniforme, movimento uniformemente variado, classificação dos
movimentos, gráficos e tabelas. Ainda que a abordagem escolhida tenha sido
prioritariamente conceitual, também foi feita a abordagem matemática dos movimentos
a partir do trabalho com equações, gráficos e tabelas. Abaixo segue a descrição da
sequência completa e a indicação dos anexos utilizados.
Primeira semana:
Atividade 1:
Título: Ajude seu amigo a encontrar nossa escola!
Objetivo: Essa atividade (individual) tem como objetivo coletar os conceitos
prévios dos alunos acerca de elementos de localização.
Orientação: Os estudantes recebem um material (ANEXO 1) com a seguinte
instrução: Você está conversando com um amigo pelo Watsapp e deve ajuda-lo
a encontrar nossa escola. Sabendo que você acabou de enviar para ele o mapa
abaixo, que texto você escreveria para ajuda-lo a chegar até aqui?
Observação: O Anexo 1 contém um mapa, retirado da internet, relativo à localização
da escola onde foi desenvolvida esta UEPS. Sugerimos que antes do início desta
atividade o professor troque o mapa por um relacionado à localidade da escola em que a
atividade será desenvolvida.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Atividade 2:
Título: Elaborando o texto coletivamente.
Objetivo: Esta atividade coletiva busca estimular a colaboração entre os alunos
e o sequenciamento lógico de ideias.
Orientação: Cada aluno pode formular uma frase de até 5 palavras que serão
escritas no quadro pelo professor. Um após o outro, devem trabalhar de
maneira conjunta e colaborativa para construir o texto referente ao mapa
utilizado no Anexo 1. Apesar de cada aluno formular a sua frase, deve-se
estimular a interação dos alunos no momento da atividade. Ao final da tarefa,
será anotada pelo professor o texto completo para posterior análise.
Segunda semana:
Atividade 3:
Título: Conceitos iniciais da cinemática.
Objetivo: Iniciar o processo de formalização dos conceitos, alguns dos quais
podem ter aparecido na atividade anterior, com nomes diferentes dos usados na
cinemática.
Orientação: Aula expositiva e dialogada sobre conceitos iniciais de
Cinemática. Sugerimos a apresentação da definição dos conceitos de
Referencial, Espaço, Posição, Trajetória e Deslocamento. Sugerimos também
que sejam mostrados exemplos de como podemos os conceitos.
Atividade 4:
Título: Refazendo o texto da aula anterior.
Objetivo: Estimular a diferenciação progressiva de termos apresentados na
Atividade 1.
Orientação: Será devolvido o texto de cada aluno e será pedido para que eles
destaquem no texto original as palavras ou trechos referentes aos conceitos de
Referencial, Espaço, Posição, Trajetória e Deslocamento. Em seguida será
solicitado que cada aluno refaça seu texto levando em conta as discussões
feitas em sala até o momento.
Atividade 5:
Título: Qual a importância dos sistemas de referências?
Objetivo: Estimular a interação entre os estudantes e a explicitação de
situações do cotidiano em que os conceitos acima são importantes.
Orientação: Os alunos irão responder verbalmente a pergunta: qual a
importância dos sistemas de referências? O professor anotará no quadro as
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respostas e tentará construir uma síntese do pensamento da turma acerca da
questão levantada.
Terceira semana:
Atividade 6:
Título: Introdução dos conceitos de velocidade e aceleração.
Objetivo: Fazer o resgate dos conceitos vistos nas aulas anteriores e introduzir
os conceitos de Velocidade e Aceleração.
Orientação: Exposição e debate de vídeo sobre cinemática (sugestão:
www.youtube.com/watch?v=-soN1pXw-Jc).
Atividade 7:
Título: Conceitos de velocidade e aceleração.
Objetivo: Formalização dos conceitos de velocidade e aceleração.
Orientação: Aula expositiva e dialogada, no quadro ou recurso de projeção
(data-show), sobre a definição dos conceitos de velocidade e aceleração,
primeiramente com uma abordagem mais conceitual e mostrando vários
exemplos. Posteriormente deverá ser feita a diferenciação entre grandezas
instantânea e média. Também devem ser apresentadas as fórmulas de
velocidade média e aceleração média e por fim discutiremos a diferença entre
grandezas escalares e vetoriais.
Atividade 8:
Título: Resolução de situações problema/exercícios.
Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa dos conceitos vistos.
Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões
que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas
de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a
aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.
Atividade 9:
Título: Atividade para casa.
Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa dos conceitos vistos.
Orientação: O professor deve solicitar aos estudantes pesquisar na internet
(citar referências) três diferentes animais, suas velocidades médias de
locomoção e calcular o tempo gasto e a aceleração de cada um deles para
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percorrer uma distância de 500m partindo do repouso. Atividade individual e
que deverá ser feita no caderno.
Quarta semana:
Atividade 10:
Título: Tipos de movimento.
Objetivo: Formalização de conceitos.
Orientação: Aula expositiva e dialogada, no quadro ou recurso de projeção
(data-show), acerca da definição dos conceitos de movimento progressivo,
retrógrado, acelerado e retardado. Será feita uma abordagem conceitual e
mostrando vários exemplos.
Atividade 11:
Título: Teste individual com consulta ao caderno e livro didático (se houver).
Objetivo: Aplicação dos conceitos estudados até o momento em situações do
cotidiano.
Orientação: Os alunos devem ler e responder as perguntas do texto Fim de
semana com a família (ANEXO 2).
Atividade 12:
Título: Atividade para casa.
Objetivo: Aplicação dos conceitos estudados até o momento em situações do
cotidiano.
Orientação: Cada aluno deve fazer um texto, tomando como modelo o texto
trabalhado no teste feito em sala (ANEXO 2), com quatro perguntas ao final.
Esta atividade deve ser entregue na aula seguinte.
Quinta semana:
Atividade 13:
Título: MU E MUV.
Objetivo: Apresentação dos conceitos de MU e MUV e preparação para a
atividade experimental.
Orientação: Aula expositiva e dialogada, no quadro ou recurso de projeção
(data-show), acerca da definição de Movimento Uniforme (MU) e Movimento
Uniformemente Variado (MUV), primeiramente com uma abordagem mais
conceitual e mostrando vários exemplos. Serão apresentadas as fórmulas de
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
30
MU e MUV e por fim discutido a diferença entre esses movimentos e os
demais tipos que normalmente não são estudados no ensino médio.
Atividade 14:
Título: Resolução de situações problema/exercícios.
Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa dos conceitos vistos.
Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões
que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas
de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a
aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.
Sexta semana:
Atividade 15:
Título: Estudando o movimento de bicicletas (Atividade Experimental).
Objetivo: Aplicação dos conceitos estudados até o momento em situações do
cotidiano e estímulo à reconciliação integrativa.
Orientação: Esta atividade poderá ser feita na quadra de esportes ou no pátio
da escola. Os alunos se organizam em equipes de 4 ou 5 membros e recebem
um roteiro (ANEXO 3) para auxiliar a execução da atividade. Analisando o
movimento de suas bicicletas, os alunos devem preencher as tabelas com as
informações solicitadas no roteiro e responder as perguntas contidas ao final.
Como as perguntas tem caráter aberto, sugerimos que as respostas sejam feitas
em casa e trazidas na próxima aula, assim o professor pode estimular as
equipes a pesquisar sobre o tema para responder corretamente o que está sendo
pedido. Sugerimos também que as questões sobre a produção de gráficos seja
feita em sala, com a ajuda e supervisão do professor, no encontro seguinte.
Realização da atividade na quadra de esportes da escola. Fonte: Sérgio Bezerra.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Sétima semana:
Atividade 16:
Título: Trabalhando com gráficos e tabelas.
Objetivo: Formalização matemáticas dos conceitos de MU e MUV.
Orientação: Será feita a construção e análise, em sala, dos gráficos dos objetos
estudos na atividade experimental da aula anterior. Após essa atividade, as
equipes entregam os roteiros recebidos na atividade 15 devidamente
preenchidos.
Oitava semana:
Atividade 17:
Título: Discutindo a atividade experimental.
Objetivo: Analisar elementos de aprendizagem que possam ter sido
desencadeados pelo trabalho experimental.
Orientações: Será feita uma roda de discussão com toda a turma para que os
estudantes possam relatar suas impressões acerca da atividade experimental e
seu desfecho (produção de gráficos). O professor deve orientar este momento
de diálogo para que os estudantes expressem como eles observam à aplicação
dos conceitos estudados em sala na análise de uma situação do cotidiano, e
quais os pontos positivos e negativos de se incorporar a linguagem da física em
situações como esta.
Atividade 18:
Título: Resolução de situações problema/exercícios.
Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa e revisão final dos conceitos
trabalhados ao longo da UEPS.
Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões
que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas
de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a
aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.
Nona semana:
Atividade 19:
Título: Como produzir um mapa conceitual?
Objetivo: Explicar como se produz um mapa conceitual para ser utilizado
como instrumento de avaliação.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Orientação: Esta aula terá início com a explicação do que é, e como construir,
um mapa conceitual. Durante as discussões, que serão baseadas em Moreira
(xxxx, mapas conceituais), serão mostrados à turma alguns exemplos de mapas
conceituais já prontos.
Atividade 17:
Título: Produzindo mapas conceituais.
Objetivo: Produção de mapas conceituais. Reconciliação integrativa.
Avaliação da aprendizagem.
Orientação: Será solicitado que cada aluno liste em seu caderno os conceitos
trabalhados durante as aulas. Em seguida será solicitado que um faça um mapa
conceitual acerca do entendimento sobre o que foi abordado ao longo da
UEPS.
Abaixo o quadro relacionado à atividade experimental desenvolvida na sexta semana da
UEPS sobre cinemática (atividade 15).
PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL
Título: Estudando o Movimento de Bicicletas
Conceitos a serem abordados: Movimento Uniforme e Movimento Uniformemente
Variado
Quanto à autonomia do estudante
frente ao experimento:
Redescoberta
Quanto ao momento a ser trabalhado: Durante uma sequência de ensino
Quanto aos conteúdos que podem ser
estudados:
Principalmente, Procedimental e
Conceitual
Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos
Quanto aos materiais usados: Baixo custo
Quanto ao local: Ao ar livre (quadra de esportes)
Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade; resolução
das questões propostas ao final do roteiro e; desempenho na aula seguinte que
necessitava, como pré-requisito, dos conhecimentos tratados durante o experimento.
Avaliação da aprendizagem na UEPS:
A avaliação deverá ser feita baseada nos materiais produzidos pelos estudantes
ao longo da UEPS, tentando identificar indícios de aprendizagem significativa e
mudança conceitual. A atividade correspondente ao anexo 1 deve ser avaliada de forma
à comparar os textos 1 e 2, observando os conceitos incorporados à estrutura
argumentativa da escrita do estudante. A resolução de problemas em sala de aula e em
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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casa também deve ser levada em consideração para avaliação e o teste individual
proposto (ANEXO 2) será fundamental para identificar a diferenciação progressiva de
conceitos. O preenchimento do roteiro experimental, assim como a produção dos
gráficos deverá ser usado para avaliar a compreensão acerca da análise matemática dos
movimentos e o mapa conceitual deverá ser analisado à luz da reconciliação integrativa
dos conceitos.
______________________________________________________________
UEPS FÍSICA TÉRMICA
Esta sequência foi desenvolvida para o trabalho dos conceitos de física térmica
com turmas de 2º ano do ensino médio. Foram abordados os conteúdos: calor, princípio
da conservação da energia, calor específico, quantidade de calor sensível, capacidade
térmica, quantidade de calor latente, relação entre temperatura e pressão e mudanças de
fase. A abordagem escolhida foi prioritariamente conceitual, o que não exclui a
abordagem matemática de conceitos centrais. Foi utilizado o estudo do clima para a
aproximação dos conceitos de física ao cotidiano dos estudantes. Foram realizados
vários experimentos durante a sequência e um deles (construção de aparelhos de medida
de uma estação meteorológica) serviu como suporte para praticamente toda a sequência,
tendo sido desenvolvido de forma paralela às demais atividades. Abaixo segue a
descrição da sequência completa e a indicação dos anexos utilizados.
Primeira semana:
Atividade 1:
Título: Pensando sobre o clima.
Objetivo: fazer o levantamento de conceitos prévios sobre o tema.
Orientação: Como situação inicial, será pedido aos estudantes que respondam
a um questionário (ANEXO 4), contendo quatro perguntas abertas sobre
conceitos relacionados ao clima.
Atividade 2:
Título: Vídeo e debate.
Objetivo: Introdução de organizador prévio para o debate sobre clima.
Orientação: Será exibido um vídeo (série Cosmos, episódio 7) seguido de
debate aberto sobre o clima, a importância de conhecer os fatores que o
influenciam e como a ação antrópica pode gerar impactos em escala global.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Segunda semana:
Atividade 3:
Título: Para compreender o tempo e o clima.
Objetivo: Apresentar e discutir como a medição das variáveis climáticas está
relacionada com os conceitos da física térmica, tais como, temperatura, calor, e
pressão.
Orientação: Será apresentado o texto (ANEXO 5) para leitura, seguido de
discussão aberta, orientada pelas perguntas contidas neste anexo, sobre os
conceitos de clima, tempo, aparelhos de medida de uma estação meteorológica
(EM) e, suas medições.
Atividade 4:
Título: Construindo Aparelhos de uma estação meteorológica (Atividade
Experimental).
Objetivo: Propor que os alunos construam aparelhos de medidas que farão
parte da atividade proposta e com isso se apropriem dos seus princípios de
funcionamento, das variáveis que estes aparelhos se propõe à medir e dos
conceitos de física térmica envolvidos neste processo.
Orientação: A turma será dividida em equipes e iremos propor a atividade
prática baseada no seguinte questionamento (situação problema): como
construir uma estação meteorológica? Será entregue a cada equipe um roteiro
(ANEXO 6) com orientações gerais de como proceder durante a execução da
atividade de construção da EM. Ao final desta aula, será solicitado às equipes
que façam uma pesquisa em livros e sites sobre quais aparelhos são possíveis
construir utilizando materiais alternativos e de baixo custo.
1ª Rodada de Orientações: Nesta semana ocorrerá a primeira rodada de orientação das
equipes no contra turno. Durante as reuniões será visto o que cada equipe pesquisou,
quais os tipos de aparelhos de baixo custo que eles viram em vídeos, sites e textos,
orientar quais as melhores opções para serem construídos e pedir pra que eles iniciem a
construção dos mesmos, pois na próxima rodada de orientação, eles já devem trazer
parte desses aparelhos montados para os primeiros testes de funcionamento.
Terceira semana:
Atividade 5:
Título: Processos de propagação de calor (Atividade Experimental).
Objetivo: Organizador prévio para a introdução dos conceitos de processos de
propagação de calor.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Orientação: A turma deverá ser dividida em equipes e cada uma realizará um
dos experimentos referentes aos processos de propagação de calor (ANEXOS
7, 8 e 9). Durante a execução dos experimentos, será solicitado que os alunos
tomem nota em seus cadernos, de acordo com as orientações contidas nos
roteiros. Não há problemas em mais de uma equipe realizar o mesmo
experimento. Como neste caso a atividade, que apesar de ter um roteiro para
orientação, apresenta um caráter aberto, o principal foco será nas discussões
que ocorrerão após a realização dos experimentos.
Estudantes realizando experimento sobre irradiação térmica no laboratório da escola. Fonte:
Sérgio Bezerra.
Atividade 6:
Título: Explicando os processos de propagação de calor.
Objetivo: Início da formalização dos conceitos de condução térmica,
convecção térmica e irradiação térmica. Reconciliação integrativa dos
conceitos vistos até o momento.
Orientação: A turma será novamente reagrupada e será pedido as anotações
que cada equipe fez durante a execução da atividade experimental. Antes de
começar as discussões, é importante que o professor explique a diferença entre
descrever e explicar um evento. Na sequência, será solicitado que cada equipe
faça um breve relato oral do experimento que realizou. Será estimulado que
durante esse relato as equipes não apenas descrevam o que viram, mas, que
tentem explicar o que aconteceu.
Atividade 7:
Título: Atividade para casa.
Objetivo: Internalização dos conceitos estudados e estímulo à explicação de
eventos baseados em observação do experimento.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Orientação: Será solicitado à cada equipe que reescreva suas impressões do
experimento, buscando explicá-los utilizando os conceitos construídos na
discussão com a turma. Orientá-los a utilizar, se necessários, o livro didático e
pesquisa na internet, e entregar suas anotações na aula seguinte.
Quarta semana:
Atividade 8:
Título: Quantidade de Calor Sensível e Quantidade de Calor Latente.
Objetivo: Introdução e formalização de conceitos. Diferenciação progressiva
do conceito de calor.
Orientação: Aula expositiva e dialogada sobre Quantidade de Calor Sensível e
Quantidade de Calor Latente. Nesta aula será importante ressaltar as unidades
de medida de calor, principalmente a usada no S.I. Na sequência, serão
resolvidos exercícios sobre os temas vistos.
2ª Rodada de Orientações: Nesta semana, ao irem à escola para as reuniões, as equipes
devem trazer seus aparelhos, ou parte deles, já montados. Se necessário serão feitos
pequenos ajustes. Também será discutido o princípio de funcionamento de cada
aparelho.
Quinta semana:
Atividade 9:
Título: Capacidade térmica e calor especifico.
Objetivo: Introdução de conceitos. Diferenciação progressiva do conceito de
calor.
Orientação: Uma breve Aula expositiva sobre capacidade térmica e calor
especifico.
Atividade 10:
Título: Construção de um calorímetro e determinação de calor específico e
capacidade térmica (Atividade Experimental).
Objetivo: Formalização os conceitos de capacidade térmica e calor específico.
Orientação: O experimento consiste em construir um calorímetro com
materiais de baixo custo, medir sua capacidade térmica e, calcular o calor
específico da parafina. É importante que se tenha uma balança de precisão ou
que a massa dos objetos usados seja previamente conhecida. Além das
orientações dadas pelo professor, cada equipe receberá um roteiro (ANEXO
10), para auxiliar a realização desta atividade.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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Sexta semana:
Atividade 11:
Título: Temperatura e Pressão.
Objetivo: Introdução de conceitos e abordar a relação entre temperatura e
pressão. Organizador prévio para o tema discutido na aula.
Orientação: Iniciar a aula com a proposição de uma situação-problema
referente à relação entre temperatura e pressão. Por que na panela de pressão os
alimentos cozinham mais rapidamente?
Atividade 12:
Título: Relação entre temperatura e pressão (Atividade Experimental).
Objetivo: Diferenciação progressiva. Aprofundamento dos conceitos.
Orientação: Realizar o experimento (ver figura abaixo) demonstrativo sobre a
relação entre temperatura e pressão (balão de vidro com ladrão e pressão
interna variável), onde será abordada a fenomenologia do experimento e a
explicação teórica (diagrama de fases).
Com a seringa é possível alterar a pressão interna do recipiente fazendo variar a temperatura
de ebulição da água. Fonte: Sérgio Bezerra.
Atividade 13:
Título: Atividade para casa.
Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa e revisão final dos conceitos
trabalhados até o momento.
Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em casa questões que
abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas de
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
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livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a aplicação
em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.
3ª Rodada de Orientações: Nesta semana as orientações terão como objetivo fazer
pequenos ajustes no que ainda não está funcionando bem e orientar sobre a apresentação
da semana seguinte, incluindo a montagem dos slides em PowerPoint.
Sétima semana:
Atividade 14:
Título: Resolução de situações problema/exercícios.
Objetivo: Estímulo à reconciliação integrativa e revisão final dos conceitos
trabalhados ao longo da UEPS.
Orientação: Devem ser escolhidas para a resolução em sala de aula questões
que abordem a temática até então estudada. Tais questões podem ser retiradas
de livros didáticos ou formuladas pelo professor, sempre explorando a
aplicação em situações próximas ao cotidiano dos estudantes.
Oitava semana:
Atividade 15:
Título: Apresentação dos trabalhos.
Objetivos: Reconciliação integrativa.
Orientação: As equipes apresentam seus instrumentos de medidas montados.
Por sorteio, cada equipe explica o princípio de funcionamento dos aparelhos,
fala sobre a variável climática que ele se propõe a medir e demostra, quando
possível, o seu funcionamento em sala. Também deve ser explicada pelo
professor a relação entre as variáveis, a sensação térmica e o conforto térmico.
Instrumentos construídos por estudantes. Fonte: Sérgio Bezerra.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
39
Nona semana:
Atividade 16:
Título: Como produzir um mapa conceitual?
Objetivo: Explicar como se produz um mapa conceitual para ser utilizado
como instrumento de avaliação.
Orientação: Esta aula terá início com a explicação do que é, e como construir,
um mapa conceitual. Durante as discussões, que serão baseadas em Moreira
(xxxx, mapas conceituais), serão mostrados à turma alguns exemplos de mapas
conceituais já prontos.
Atividade 17:
Título: Produzindo mapas conceituais.
Objetivo: Produção de mapas conceituais. Reconciliação integrativa.
Avaliação da aprendizagem.
Orientação: Cada aluno receberá um texto denominado Repensando sobre o
Clima e Tempo (ANEXO 11), e será solicitado que após a leitura eles
produzam um mapa conceitual acerca do entendimento sobre o texto e sua
relação com o que foi abordado ao longo da UEPS.
Abaixo os quadros relacionados às atividades experimentais desenvolvidas ao longo da
UEPS sobre física térmica.
PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL
Título: Construindo Aparelhos de uma Estação Meteorológica (Atividade 4)
Conceitos a serem abordados: calor, temperatura, pressão, trocas de calor, umidade
relativa do ar, índice pluviométrico, conforto térmico e sensação térmica.
Quanto à autonomia do estudante
frente ao experimento:
Projetos de investigação
Quanto ao momento a ser trabalhado: Durante uma sequência de ensino
Quanto aos conteúdos que podem ser
estudados:
Atitudinal, Procedimental e Conceitual
Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos
Quanto aos materiais usados: Baixo custo
Quanto ao local: Em casa e no laboratório da escola.
Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade; qualidade e
funcionalidade dos aparelhos construídos; apresentação dos trabalhos finais (Atividade
15).
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
40
PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL
Título: Processos de Propagação de Calor (Atividade 5)
Conceitos a serem abordados: condução térmica, convecção térmica e irradiação
térmica.
Quanto à autonomia do estudante
frente ao experimento:
Redescoberta (roteiro com perguntas
abertas)
Quanto ao momento a ser trabalhado: Para introdução do tema a ser estudado
Quanto aos conteúdos que podem ser
estudados:
Atitudinal e Conceitual
Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos e motivar os estudantes
Quanto aos materiais usados: Baixo custo
Quanto ao local: Laboratório da escola ou em sala de aula
Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade e
profundidade da argumentação expressas nas respostas por escrito.
PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL
Título: Construção de um Calorímetro e Determinação de Calor Específico e
Capacidade Térmica (Atividade 10)
Conceitos a serem abordados: calor específico e capacidade térmica.
Quanto à autonomia do estudante
frente ao experimento:
Redescoberta
Quanto ao momento a ser trabalhado: Durante uma sequência de ensino
Quanto aos conteúdos que podem ser
estudados:
Conceitual e Procedimental
Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos
Quanto aos materiais usados: Baixo custo
Quanto ao local: No laboratório da escola.
Como Avaliar a atividade: Empenho dos estudantes durante à atividade; coerência
dos valores encontrados e qualidade dos aparelhos (calorímetros) construídos.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
41
PLANEJAMENTO DA ATIVIDADE EXPERIMENTAL
Título: Relação entre Temperatura e Pressão (Atividade 12)
Conceitos a serem abordados: temperatura, pressão e mudanças de fase.
Quanto à autonomia do estudante
frente ao experimento:
Demonstrativo pelo professor
Quanto ao momento a ser trabalhado: Para introdução do tema a ser estudado
Quanto aos conteúdos que podem ser
estudados:
Conceitual
Quanto aos objetivos do professor: Abordar conceitos
Quanto aos materiais usados: Aparelhos e instrumentos quase
profissionais.
Quanto ao local: Em sala de aula
Como Avaliar a atividade: Interação dos estudantes durante a execução do
experimento.
Avaliação da aprendizagem na UEPS:
A avaliação deverá ser feita baseada nos materiais produzidos pelos estudantes
ao longo da UEPS, considerando tarefas individuais e em grupo, tentando identificar
indícios de aprendizagem significativa e mudança conceitual. A atividade 4,
correspondente ao anexo 6, deve servir como parâmetro para a avaliação de indícios de
reconciliação integrativa entre os conceitos de Física Térmica e Física do Clima. As
atividades 5 e 6 devem ser avaliadas de forma à comparar os textos produzidos,
observando os conceitos incorporados à estrutura argumentativa da escrita das equipes.
A resolução de problemas em sala de aula e em casa também deve ser levada em
consideração para avaliação, tanto em relação à diferenciação progressiva, quanto à
reconciliação integrativa de conceitos. O preenchimento do roteiro experimental da
atividade 10 deverá ser usado para avaliar a compreensão acerca dos conceitos
relacionados à capacidade térmica, calor específico e conservação da energia. O mapa
conceitual, atividade individual, deverá ser analisado à luz da reconciliação integrativa
dos conceitos.
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
42
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
As orientações contidas neste Texto de Apoio não devem substituir o
planejamento das atividades por parte do professor. Assim como o livro didático é
utilizado como material de apoio (muitas vezes, o principal) para o planejamento
conceitual das aulas, sugerimos que este material seja utilizado como apoio ao
planejamento metodológico das atividades experimentais, estimulando a autonomia do
professor na elaboração de atividades que se adequem ao seu contexto de trabalho. Não
devemos perder de vista que a elaboração de hipóteses, medidas de variáveis, análise
dos resultados e a proposição de problemas e soluções práticas, além de ser apenas uma
parte do trabalho científico, são passos dinâmicos, de uma forma de conhecimento
também dinâmico. Por isso, o estudo experimental deve ser encarado como um dos
pilares do estudo das ciências, sempre acompanhado do pensamento racional.
A opção de apresentar o trabalho experimental como parte de uma sequência de
didática tem como propósito buscar integrar esta metodologia a um corpo maior de
conceitos. Assim o experimento não é visto de maneira isolada e com fim em si próprio,
mas integrado a várias outras metodologias, buscando abarcar uma variedade de
técnicas que podem ser usadas pelo professor. Usar como suporte a Aprendizagem
Significativa revela a opção pelo trabalho que privilegia a qualidade do que é abordado
em sala de aula, em detrimento da quantidade dos conceitos que são propostos em livros
textos regulares. As atividades práticas podem contribuir para os dois pilares centrais da
aprendizagem: o levantamento de conceitos prévios e a relação de conceitos novos aos
já existentes no campo cognitivo do estudante. Sendo assim, é importante que antes do
início do trabalho em sala o professor tenha claro quais conceitos centrais serão
trabalhados na UEPS, quais conceitos secundários serão discutidos e como fazer. Isto se
chama planejamento didático e é aqui que este livro pretende ajudar o trabalho do
professor (MOREIRA, 2011).
Esperamos que este material sirva de suporte às aulas experimentais de
professores da educação básica, em especial os que trabalham com disciplinas do campo
das ciências naturais. Ainda que isto não seja sempre evidente, a forma de se abordar os
conceitos em sala de aula está diretamente relacionado com as concepções
desenvolvidas pelo professor durante sua formação. Uma visão de ciência rígida e
linear, necessariamente fará com que o professor opte por trabalhar com metodologias
que reforcem esta visão. Sendo assim, o uso de atividades experimentais nas aulas de
ciências, em especial de física, deve trazer um processo de reflexão permanente por
parte do professor, para que este evite estimular em seus estudantes visões deformadas
do trabalho científico. (CACHAPUZ et al., 2011).
______________ATIVIDADES EXPERIMENTAIS EM SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS DE FÍSICA
43
PARTE III
44
8. ANEXOS ______________________________________________________________ANEXO 1
AJUDE SEU AMIGO A ENCONTRAR NOSSA ESCOLA!
Você está conversando com um amigo pelo Whatsapp e deve ajudá-lo a encontrar nossa escola.
Sabendo que você acabou de enviar para ele o mapa abaixo e que ele se encontra no complexo
da Cidade Nova 8, que texto você escreveria para ajudá-lo a chegar até aqui?
TEXTO 1
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
TEXTO 2
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉD
IO
PROF. ALUNO: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
LN
45
______________________________________________________________ANEXO 2
FIM DE SEMANA COM A FAMÍLIA
Leia o texto abaixo com atenção e responda as questões a seguir.
Ao sair de casa com seus pais para um passeio de final de semana, João e sua família,
que moram na WE 32 da Cidade Nova IV entraram no carro e pegaram a SN 3 (Pista que passa
em frente à escola de idiomas ASLAN). Como o pai de João é um motorista muito prudente,
manteve a velocidade do seu carro constante e dentro do limite de 60 km/h.
Ao se aproximarem da lombada eletrônica localizada em frente ao Colégio Ideal, o pai
de João reduziu a velocidade do carro da família para 25 km/h, evitando desta forma uma
possível multa por excesso de velocidade. Em seguida acelerou um pouco e se manteve a 50
km/h até chegarem à rotatória da Praça da Bíblia, onde parou o carro e esperou pacientemente a
sua vez, para então entrar na rotatória e continuar seu trajeto pela Av. Três Corações. Chegando
ao semáforo na esquina da rodovia Mário Covas, o pai de João parou no sinal vermelho e o
esperou ficar verde. Sinal aberto, o motorista fez a conversão à esquerda e entrou na rodovia
Mário Covas, ganhando velocidade gradativamente até atingir 50 km/h, quando parou de
acelerar para que o carro permanecesse nesta velocidade, indo em direção à BR 316.
Após chegar a BR 316 o pai de João acelerou seu carro até atingir 60 km/h e se manteve
assim. Da frente da UNAMA até o sinal localizado nas proximidades do Hospital
Metropolitano, o pai de João manteve a velocidade do carro inalterada em 60 km/h, neste trajeto
que tem cerca de 500m (ou 0,5 km). Mais à frente, percebendo a aproximação de um sinal que
se encontrava amarelo, o pai de João que mantinha nesse momento o carro da família em 54
km/h, começou a frear lentamente até que depois de 200 m, a velocidade do seu carro era nula.
Após alguns instantes o sinal ficou verde e a família de João seguiu seu passeio.
Depois de mais alguns minutos chegaram ao seu destino, o Shopping Castanheira,
localizado na entrada de Belém, próximo ao início da BR 316. Graças à experiência e, sobretudo
a educação no trânsito do pai de João, ele e toda sua família chegaram em segurança ao destino
para assistirem a um filme e depois curtirem uma deliciosa pizza.
Responda as questões:
1. Transcreva um trecho do texto onde é possível afirmar que o carro da família de João
desempenhava um movimento uniforme (M.U.). Justifique sua resposta.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉD
IO
PROF. ALUNO: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
46
2. Transcreva dois trechos do texto onde é possível afirmar que o carro da família de João
desempenhava um movimento acelerado.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. Transcreva dois trechos do texto onde é possível afirmar que o carro da família de João
desempenhava um movimento retardado.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
4. Transcreva um trecho do onde se pode afirmar que o carro da família de João desempenha
um movimento retrógrado. Justifique sua resposta.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
5. Qual a velocidade do carro do pai de João, em m/s, ao passar pela lombada eletrônica em
frente ao Colégio Ideal?
6. Qual o tempo gasto pelo carro para ir da UNAMA ao Hospital Metropolitano?
7. Calcule a aceleração do carro da família de João nos 200m antes de parar no sinal após o
Hospital metropolitano?
47
______________________________________________________________ANEXO 3
ESTUDANDO O MOVIMENTO DE BICICLETAS
Nº ALUNO (A)
Objetivo Geral:
- A partir da observação do movimento de bicicletas, entender a diferença entre tipos de
movimento e os padrões que eles apresentam.
Objetivos Específicos:
- Construir gráficos e tabelas para identificar os padrões relacionados aos movimentos.
- Utilizando as fórmulas adequadas, calcular a velocidade média e a aceleração média das
bicicletas.
Introdução:
Quando um móvel se desloca com uma velocidade constante, diz-se que este móvel está
em um Movimento Uniforme (M.U.). Particularmente, no caso em que ele se desloca com uma
velocidade constante em trajetória reta, tem-se um movimento retilíneo uniforme.
Se existe variação em sua velocidade e essa variação de velocidade for sempre igual em
intervalos de tempo iguais, então dizemos que este é um Movimento Uniformemente Variado
(M.U.V., também chamado de Movimento Uniformemente Acelerado), ou seja, que tem
aceleração constante e diferente de zero.
Vale lembrar que:
Procedimentos Experimentais:
Você vai precisar de:
Caderno para as anotações.
Cronômetro (celular).
Lápis.
Bicicleta
Borracha.
Fita métrica ou trena.
Papel quadriculado.
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. ALUNO: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
Vm = ∆S ∆t
am = ∆v ∆t
48
Como fazer:
1. Esta atividade deve ser feita em equipe (preferencialmente de 5 alunos) que deverão se
distribuir em 5 posições de acordo com a orientação do professor.
2. Cada aluno irá ocupar um local definido na quadra ao longo de uma linha reta. Estes locais
serão indicados pelo professor e serão escolhidos de forma a apresentarem as mesmas distâncias
entre si.
3. As equipes devem previamente definir as características do movimento de sua bicicleta.
4. Quatro alunos estarão dispostos ao longo da trajetória, quando o quinto membro da equipe
(aluno com bicicleta) passar pela posição 1, todos disparam seu cronômetros simultaneamente e
ao passar por cada aluno da equipe estes devem registrar o momento em que a bicicleta passou.
5. Todos os alunos deverão fazer as marcações com o máximo de precisão possível.
6. Repita o procedimento para três para cada situação (se necessário, repita o procedimento
mais de três vezes e discuta com seus colegas de equipe os melhores dados à serem utilizados).
7. Preencha as tabelas abaixo com os dados anotados pelos membros da equipe.
8. Com os valores das tabelas faça um gráfico Espaço X Tempo para cada situação, em uma
folha de papel quadriculado ou no seu caderno.
Situação 1 Aluno 1
(5m)
Aluno 2
(10 m)
Aluno 3
(15 m)
Aluno 4
(20 m)
Tempos
Situação 2 Aluno 1
(5m)
Aluno 2
(10 m)
Aluno 3
(15 m)
Aluno 4
(20 m)
Tempos
Agora, com a ajuda do professor, responda em seu caderno.
1. Analisando os dados coletados, quais as principais diferenças entre a situação 1 e a
situação 2?
2. Quais os valores, aproximados, da velocidade e aceleração das bicicletas? (apresente os
cálculos)
3. Analisando os gráficos construídos, em quais regiões eles se aproximam de gráficos do
Movimento Uniforme (M.U.) e em quais regiões eles se aproximam de gráficos do
Movimento Uniformemente Variado (M.U.V.)?
4. Cite duas situações cotidianas onde podemos observar o MU e o MUV,
respectivamente.
49
______________________________________________________________ANEXO 4
PENSANDO SOBRE O CLIMA
Baseado nas informações que chega à você pelos jornais, telejornais, internet, etc., responda as
questões abaixo.
1. O que é mudança climática?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
2. O que é “efeito estufa” e qual a sua relação com o clima do nosso planeta?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
3. Qual é a evidência sobre o aquecimento global?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
4. As temperaturas vão aumentar no futuro? Quais serão os impactos disso?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. ALUNO: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
50
______________________________________________________________ANEXO 5
PARA COMPREENDER O TEMPO E CLIMA
Tempo e clima são termos diferentes, designam fenômenos distintos, além de
apresentarem objetos de estudo de diferentes áreas do saber. Sendo assim, existe uma
diferenciação entre condições meteorológicas e climatológicas. A diferença principal entre
tempo e clima está na escala temporal que os envolve. O tempo é um estado momentâneo da
atmosfera, enquanto o clima é a configuração mais permanente ou referente a um período de
tempo maior.
Quando falamos na previsão e também na análise do tempo atmosférico, estamos
falando da meteorologia, ou seja, da ciência que estuda o comportamento imediato da
atmosfera. Por outro lado, o clima é referente à climatologia. Geralmente, o climatologista
utiliza-se do conjunto de dados fornecidos pelo meteorologista ao longo do tempo para realizar
conclusões amplas e definitivas sobre a atmosfera de um determinado local.
Vejamos com mais detalhes cada um desses conceitos.
Tempo
Todos se interessam pelo tempo. Na maior parte
dos países, boletins de previsão do tempo são os mais
populares programas de TV. Pessoas em todo o mundo
precisam saber como será o tempo hoje ou amanhã para
que possam saber as possibilidades de semeadura,
plantio e colheita, viagens marítimas ou por outro meio
de transporte, fazer preparativos contra perigos naturais
eminentes, como furacões. Querem saber as condições
para a prática de esportes ao ar livre ou atividades
recreativas ou, simplesmente, o que vestir ou se é
necessário levar consigo um guarda-chuva.
Os Serviços Meteorológicos Nacionais observam o tempo e o clima de forma contínua,
fornecendo um fluxo regular de dados que são transmitidos ao redor do mundo com o propósito
de previsões e planejamento. O tempo não respeita fronteiras nacionais, e o trabalho realizado
por meteorologistas, comumente nos bastidores, para nosso benefício e segurança é um trabalho
de equipe.
Em média, uma previsão de cinco dias hoje é tão confiável como uma previsão de dois
dias vinte anos atrás. Apesar desse progresso científico, desafios permanecem e a precisão de
previsões individuais ainda varia significantemente. Os desafios incluem caracterizar e
comunicar as incertezas mutáveis em previsões individuais e avançar em nossa habilidade de
previsão em áreas onde o progresso tem sido difícil (por exemplo, chuvas fortes e sua origem,
intensidade e estrutura de ciclones tropicais).
O tempo, portanto, refere-se ao estado da atmosfera no exato momento tratado. Veja
alguns exemplos:
- Faz muito calor agora em Belém, com ausência total de nuvens.
- Em Ananindeua, está muito úmido hoje.
- Choveu muito em São Paulo durante essa semana.
- Como vem fazendo calor nesses últimos dias.
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. ALUNO: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
51
Clima
Em um nível simples, o tempo é o que está
acontecendo na atmosfera em qualquer momento.
O clima, em sentido estreito, pode ser considerado
o "tempo médio", ou de uma forma
cientificamente precisa, pode ser definido como a
"descrição estatística em termos de média e
variabilidade de quantidades relevantes durante
determinado período de tempo". Em sentido amplo, o clima é o status do sistema de clima que
compreende a atmosfera, a hidrosfera, a criosfera, a litosfera de superfície e a biosfera. Todos
estes elementos determinam o estado e a dinâmica do clima da Terra.
A maior parte dos atlas tem mapas de temperatura e precipitação de todo o mundo,
alguns contém mapas de pressão atmosférica, ventos predominantes, correntes oceânicas e a
quantidade de gelo nos oceanos em determinado ano. Muitos países têm classificações mais
detalhadas por várias razões. Por exemplo, a média de data da primeira e última geada "de
morte" (uma geada forte o suficiente para matar plantações), informação esta importante para
agricultores e fazendeiros.
O clima, por sua vez, refere-se a condições comuns ou referentes a um período mais
amplo.
- Todo final de ano é a mesma coisa, chove muito em Belém!
- O inverno curitibano é sempre muito rigoroso.
- O aquecimento global deverá aumentar as temperaturas nas próximas décadas.
As Estações Meteorológicas e as Variáveis Estudadas
Os fenômenos meteorológicos são estudados a partir das observações, experiências e
métodos científicos de análise. A observação meteorológica é uma avaliação ou uma medida de
um ou vários parâmetros meteorológicos. As observações são sensoriais quando são adquiridas
por um observador sem ajuda de instrumentos de medição, e instrumentais, em geral chamadas
medições meteorológicas, quando são realizadas com instrumentos meteorológicos.
Uma estação meteorológica convencional é composta de vários sensores isolados que
registram continuamente os parâmetros meteorológicos (pressão atmosférica, temperatura e
umidade relativa do ar, precipitação, radiação solar, direção e velocidade do vento, etc), que são
lidos e anotados por um observador a cada intervalo e este os envia a um centro coletor por um
meio de comunicação qualquer.
Portanto, os instrumentos meteorológicos (termômetro, barômetro, anemômetro,
psicrômetro, etc.) são equipamentos utilizados para adquirir dados meteorológicos.
Fontes
http://www.inmet.gov.br/portal/
http://www.mundoeducacao.com/geografia/qual-diferenca-entre-tempo-clima.htm
http://www.estacao.iag.usp.br/instrumentos.php
PARA REFLETIR
1. Qual a principal diferença entre tempo e clima?
2. Quais as principais variáveis meteorológicas (parâmetros meteorológicos) e quais os
aparelhos de medida dessas variáveis?
3. Qual a relação entre os conceitos da física térmica e essas variáveis?
52
______________________________________________________________ANEXO 6
CONSTRUINDO APARELHOS DE UMA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA
ORIENTAÇÕES GERAIS:
Equipes de 05 alunos.
Cada equipe construirá uma pequena Estação Meteorológica (EM) cujo princípio de
funcionamento de seus aparelhos tenham relação com os conceitos de física térmica.
Cada equipe fará uma pesquisa em livros e sites sobre quais as principais variáveis
meteorológicas e como construir aparelhos para sua medição.
Cada equipe deverá utilizar, preferencialmente, materiais de baixo custo e/ou sucata para
a produção dos aparelhos.
As equipes deverão marcar reuniões de orientação, no contra-turno, com o professor na
escola.
Caso a equipe julgue necessário, os equipamentos poderão ser construídos nas
dependências da escola (no laboratório de ciências ou espaço equivalente, caso exista),
usando como suporte as ferramentas e materiais disponíveis no local ou trazidos de casa.
QUANTO À APRESENTAÇÃO:
Serão apresentados os aparelhos já construídos e demonstrado o funcionamento destes.
Cada equipe deverá preparar uma apresentação, preferencialmente em PowerPoint, que
contenha o princípio de funcionamento dos aparelhos, descreva como ocorreu sua
construção, a variável meteorológica que eles medem, e sua relação para as previsões
climáticas e do tempo.
Os slides em PowerPoint devem ser entregues ao professor, em formato PDF, e constarão
como parte da avaliação.
DATA DE ENTREGA E APRESENTAÇÃO:
Dia __/__/__ será o dia da apresentação, com a mostra dos aparelhos de cada equipe e a
demonstração do funcionamento dos equipamentos.
CRITÉRIOS DE PONTUAÇÃO:
A nota será atribuída segundo os critérios descritos na tabela abaixo:
Critérios de avaliação
Domínio do conteúdo
(apresentação)
Clareza na explicação
(apresentação)
Sequência lógica
(apresentação)
Qualidade do
conteúdo e
formatação (slides)
Nota
Geral
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. EQUIPE: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
53
OBSERVAÇÕES:
Não deixe a construção dos equipamentos para as últimas semanas. Siga o cronograma
indicado pelo professor.
Trabalhos com qualidade elevada poderão ganhar pontuação extra.
Antes de começar a montagem dos equipamentos, peça ajuda ao professor para evitar
acidentes e gastos financeiros desnecessários.
CRONOGRAMA DE REUNIÕES DE ORIENTAÇÃO:
1ª rodada de reuniões de orientação (contra-turno): de __/__ à __/__.
Nesta semana ocorrerá a primeira rodada de orientação das equipes no contra turno.
Durante as reuniões, será visto o que cada equipe pesquisou, quais os tipos de aparelhos de
baixo custo que eles viram em vídeos, sites e textos, orientar quais as melhores opções para
serem construídos e pedir pra que eles iniciem a construção dos mesmos, pois na próxima
rodada de orientação, eles já deverão trazê-los montados para os primeiros testes de
funcionamento.
2ª rodada de reuniões de orientação (contra-turno): de __/__ à __/__.
Nesta semana, ao virem à escola para as reuniões, as equipes devem trazer seus aparelhos
já montados. Se necessário serão feitos pequenos ajustes. Também será discutido o princípio
de funcionamento de cada aparelho.
3ª rodada de reuniões de orientação (contra-turno): de __/__ à __/__.
Nesta semana as orientações terão como objetivo fazer pequenos ajustes no que ainda não
está funcionando bem e orientar sobre a apresentação da semana seguinte, incluindo a
montagem dos slides em PowerPoint.
OBS: caso não haja possibilidade de reunião com as equipes no contra-turno, o professor
pode separar uma parte de suas aulas regulares para a orientação das equipes.
54
______________________________________________________________ANEXO 7
PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR - 1
Nº ALUNO (A)
Objetivo:
- Identificar qual dos processos de propagação de calor ocorre no experimento proposto e
compreender seu mecanismo de funcionamento.
O calor está associado à transferência de energia térmica de um corpo para outro. Em
condições naturais, esta transferência sempre ocorre do corpo de maior temperatura para um
corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito.
Você vai precisar de:
Dois balões;
Água;
Vela;
Procedimento experimental:
1- Encha um dos balões apenas com ar.
2- Coloque um pouco de água no outro balão (cerca de 150 mL) e termine de enchê-lo com
água. Os dois balões devem ficar com o mesmo tamanho.
3- Acenda a vela e aproxime da chama, até encostar, o balão cheio apenas com ar.
4- Acenda a vela e aproxime da chama, até encostar, o balão cheio com ar e água.
5- Observe e faça as anotações.
Questões:
a) O que aconteceu com o balão, cheio apenas com ar, ao aproximá-lo da vela? Isto demorou
muito para acontecer?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) O que aconteceu com o balão, cheio com ar e água, ao aproximá-lo da vela? Isto demorou
muito para acontecer?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. EQUIPE: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
55
OBS: Como a realização deste experimento pode molhar o local onde ele está sendo realizado,
sugere-se que a equipe se posicione próximo a pia e tenha sempre em mãos panos para enxugar
a bancada de trabalho.
Relato do experimento: Faça um breve relato do experimento, destacando os aspectos que
mais lhes chamaram atenção.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Pesquise:
a) Qual o nome do processo de propagação de calor observado neste experimento? Explique
como ele ocorre.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) Qual a diferença entre os termos DESCREVER e EXPLICAR?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
c) Cite uma situação de seu cotidiano em que podemos observar o processo de propagação de
calor acima ocorrendo.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Explicando o experimento: Refaça o texto produzido na aula experimental, focalizando na
explicação do que aconteceu, a partir das pesquisas realizadas pela equipe.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
56
______________________________________________________________ANEXO 8
PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR - 2
Nº ALUNO (A)
Objetivos:
- Identificar qual dos processos de propagação de calor ocorre no experimento proposto e
compreender seu mecanismo de funcionamento.
O calor está associado à transferência de energia térmica de um corpo para outro. Em
condições naturais, esta transferência sempre ocorre do corpo de maior temperatura para um
corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito.
Você vai precisar de:
Dois Béqueres 100mL;
Pipeta Pasteur;
Vela;
Leite em Pó;
Procedimento experimental:
1- Encha um dos béqueres com 2/3 de água limpa.
2- No outro béquer, dissolva o leite em pó em um pouco de água.
3- Com o auxílio da pipeta pasteur coloque um pouco de leite (agora líquido) no fundo do
béquer que está com água. Tenha cuidado para que o leite que está sendo depositado no fundo
do béquer não se misture com a água nele contido.
4- Acenda a vela e coloque o béquer contendo água e leite sobre a chama. Deixe o fundo do
béquer bem próximo à vela, encostando-o na chama.
5- Observe e faça as anotações.
Questões:
a) Ao depositar o leite no fundo do béquer, ele permanece no fundo ou se mistura à água?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) Após o início do aquecimento do béquer com a chama da vela (10 segundos), como fica o
aspecto da mistura entre leite e água?
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. EQUIPE: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
57
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
c) Após se passarem 60 segundos do início do aquecimento do béquer com a chama da vela,
como fica o aspecto da mistura entre leite e água?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Relato do experimento: Faça um breve relato do experimento, destacando os aspectos que
mais lhes chamaram atenção.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Pesquise:
a) Qual o nome do processo de propagação de calor observado neste experimento? Explique
como ele ocorre.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) Qual a diferença entre os termos DESCREVER e EXPLICAR?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
c) Cite uma situação de seu cotidiano em que podemos observar o processo de propagação de
calor acima ocorrendo.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Explicando o experimento: Refaça o texto produzido na aula experimental, focalizando na
explicação do que aconteceu, a partir das pesquisas realizadas pela equipe.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
58
______________________________________________________________ANEXO 9
PROCESSOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR - 3
Nº ALUNO (A)
Objetivos:
- Identificar qual dos processos de propagação de calor ocorre no experimento proposto e
compreender seu mecanismo de funcionamento.
O calor está associado à transferência de energia térmica de um corpo para outro. Em
condições naturais, esta transferência sempre ocorre do corpo de maior temperatura para um
corpo de menor temperatura, ou seja, calor é a energia em trânsito.
Você vai precisar de:
Lâmpada incandescente com soquete;
Dois termômetros químicos;
Régua;
Procedimento experimental:
1- Acenda a lâmpada incandescente.
2- Posicione um dos termômetros, verticalmente, sobre a lâmpada acesa. Deixe o seu bulbo
virado para a lâmpada e use a régua para posicioná-lo à 5 cm da lâmpada. Espere dois minutos e
faça a leitura da temperatura marcada pelo termômetro.
3- Posicione o outro termômetro, horizontalmente, na lateral da lâmpada acesa. Deixe o seu
bulbo virado para a lâmpada e use a régua para posicioná-lo à 5 cm da lâmpada. Espere dois
minutos e faça a leitura da temperatura marcada pelo termômetro.
4- Refaça os itens 2 e 3, reduzindo a distância entre os termômetros e a lâmpada para 1 cm.
5- Observe e faça as anotações.
Questões:
a) Quais as temperaturas marcadas pelos termômetros quando colocados à 5 cm da lâmpada?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) Quais as temperaturas marcadas pelos termômetros quando colocados à 1 cm da lâmpada?
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. EQUIPE: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
59
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Relato do experimento: Faça um breve relato do experimento, destacando os aspectos que
mais lhes chamaram atenção.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Pesquise:
a) Quais os nomes dos processos de propagação de calor observados neste experimento?
Explique como eles ocorrem.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
b) Qual a diferença entre os termos DESCREVER e EXPLICAR?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
c) Cite uma situação de seu cotidiano em que podemos observar os processos de propagação de
calor acima ocorrendo.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Explicando o experimento: Refaça o texto produzido na aula experimental, focalizando na
explicação do que aconteceu, a partir das pesquisas realizadas pela equipe.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
60
_____________________________________________________________ANEXO 10
CONSTRUÇÃO DE UM CALORÍMETRO E DETERMINAÇÃO DE CALOR
ESPECÍFICO E CAPACIDADE TÉRMICA
Nº ALUNO (A)
Objetivos:
- Montar um calorímetro, determinar o calor específico de substâncias e
a capacidade térmica de objetor.
O calorímetro é um aparelho usado na determinação do calor
específico de substância e na capacidade térmica de objetos. Trata-se de
um aparelho (semelhante a uma garrafa térmica) que busca isolar
termicamente objetos do resto do ambiente, que irão trocar calor entre si
e com a possibilidade de monitorar a temperatura em que isso ocorre.
Para um calorímetro ideal (este não participará dos processos de troca de
calor) sua capacidade térmica é nula (C = 0). Para calorímetros reais,
devemos considerar a capacidade térmica do mesmo durante os
processos que ocorrem no seu interior.
Vale lembrar que para trocas de calor entre corpos, teremos:
QA + QB + QC = 0
Q = m . c . Δθ C = m .c Q = C . Δθ
Onde:
Q é a quantidade de calor;
c é o calor específico da substância;
C é a capacidade térmica do objeto.
Procedimentos Experimentais:
Você vai precisar de:
Lata de refrigerante vazia;
Copos de isopor usados como
conservador térmico de latas de
refrigerante;
Béquer de 150 mL;
Balança (de precisão,
preferencialmente);
Pedaço de vela (Parafina)
Termômetro químico
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉ
DIO
PROF. EQUIPE: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
61
Como fazer:
Construção do Calorímetro
1- Coloque a lata vazia em um dos copos de isopor e use o
outro para fazer uma tampa, de maneira que a lata fique
bem justa dentro dos dois copos.
2- Faça um furo no copo usado como tampa e introduza o
termômetro no interior da lata. É importante que o
termômetro não se encoste ao fundo da lata e que a escala
termométrica fique numa posição de fácil visualização.
3- Este será o nosso calorímetro.
OBS: para as medidas que serão feitas a seguir, é necessário que os procedimentos sejam
feitos o mais rápido possível.
OBS: para a água adotaremos: 1 g = 1mL
Determinação da Capacidade Térmica do Calorímetro.
1- Verifique com o termômetro a temperatura ambiente. Esta temperatura será a temperatura
inicial do calorímetro.
2- Coloque 100 mL de água aquecida no béquer e verifique com o termômetro a temperatura.
Essa será a temperatura inicial da água. Após fazer essa medida (tente ser o mais rápido
possível).
3- Coloque a água aquecida no interior do calorímetro.
4- Tampe o calorímetro e logo após a temperatura do termômetro se estabilizar, anote o valor.
Esta será a temperatura final (temperatura de equilíbrio) para as parcelas do cálculo a seguir.
5- Usando a expressão abaixo, onde QA são valores para a massa de água e Qc são os valores
para o calorímetro, calcule a capacidade térmica do calorímetro (CC).
QA + QC = 0
(mA . cA . Δθ) + (CC . Δθ) = 0
6- Anote o valor de CC na tabela abaixo. Este valor será usado para os cálculos que virão a
seguir.
Determinação do Calor específico da parafina.
1- Verifique com o termômetro a temperatura ambiente. Esta temperatura será a temperatura
inicial do calorímetro e da parafina.
2- Verifique com a balança de precisão a massa da parafina (pedaço de vela).
3- Coloque 100 mL de água aquecida no béquer e verifique com o termômetro a temperatura.
Essa será a temperatura inicial da água. Após fazer essa medida (tente ser o mais rápido
possível).
4- Coloque a água aquecida e a parafina no interior do calorímetro.
5- Tampe o calorímetro e logo após a temperatura do termômetro se estabilizar, anote o valor.
Esta será a temperatura final (temperatura de equilíbrio) para as parcelas do cálculo a seguir.
62
6- Usando a expressão abaixo, onde QA são valores para a massa de água, Qp são os valores da
parafina e Qc são os valores para o calorímetro, calcule o calor específico da parafina (cp).
QA + Qp + QC = 0
(mA . cA . Δθ) + (mp . cp . Δθ) + (CC . Δθ) = 0
7- Anote o valor de cB na tabela abaixo.
Questões:
a) Você poderia ter feito os cálculos
acima usando mais ou menos água?
Justifique.
c) Você poderia ter feito os cálculos acima usando temperaturas diferentes para as massas de
água? Justifique.
d) Por que devemos fazer os procedimentos de medida o mais rápido possível?
e) O que poderíamos fazer para que nosso calorímetro fosse mais eficiente?
Pesquise:
a) O que é a capacidade térmica de uma substância? O que ela nos informa?
b) Faça uma lista com dez substâncias comuns em nosso cotidiano e apresente seus calores
específicos em ordem crescente.
Capacidade térmica
do Calorímetro
Calor específico
da parafina
63
_____________________________________________________________ANEXO 11
REPENSANDO SOBRE O CLIMA E O TEMPO
Leia o texto e baseado nas orientações do professor construa um mapa conceitual que
expresse o seu entendimento sobre os conceitos apresentados abaixo e suas relações com o
que foi trabalhado ao longo das aulas.
A inclinação do eixo da
Terra, a localização de uma região
(latitude e longitude) determinam
a quantidade de radiação solar que
a região recebe. (ver figura ao
lado).
O solo, a água e a
vegetação, entretanto, alcançam
temperaturas diferentes ao
receberem a mesma quantidade de radiação solar. O aquecimento diferenciado do solo, da água
e da vegetação, a presença de maior ou menor quantidade desses elementos numa localidade, as
diferentes formações rochosas, como as montanhas e vales, determinam o clima de uma região.
A intensidade dos ventos, a umidade relativa do ar, a temperatura e a pressão atmosférica (cada
um podendo ser medido com um aparelho específico) são alguns dos parâmetros utilizados para
definirmos o clima de uma região, assim como para fazermos previsões do tempo de uma
localidade.
O homem pode interferir nesse equilíbrio ao lançar no ar partículas de gás carbônico
(CO2) em quantidade que alterem significativamente a composição da atmosfera, ao represar os
rios nas construções de hidroelétricas, desmatando florestas, provocando erosões, poluindo o
solo e a água. Essas alterações, poderiam provocar um aumento na temperatura média do nosso
planeta que é de 15ºC e não se modifica ao longo de muitos anos. Um aumento de cerca de 2ºC
na temperatura média da Terra seria suficiente para transformar terras férteis em áridas e
duplicar o número de furacões.
Adaptado de: http://www.fisica.net/gref/termo2.pdf
DISCIPLINA: FÍSICA ESCOLA:
MÉD
IO
PROF. ALUNO: N°
TURNO: SÉRIE: DATA: ___/___/___ TURMA:
ATIVIDADE DE FÍSICA
64
9. APARELHOS DA ESTAÇÃO METEOROLÓGICA
Neste tópico, faremos a descrição dos aparelhos construídos na Atividade 4
(Construindo aparelhos de uma estação meteorológica), da UEPS sobre Física Térmica.
Indicaremos os processos técnicos de confecção destes instrumentos, assim
como informações de como calibrá-los, materiais necessários na construção, e
informações didáticas quanto aos conceitos físicos que podem ser abordados no
processo de construção e uso dos aparelhos, além de questionamentos que podem ser
levantados durante todo o processo para o enriquecimento da atividade.
Psicrômetro:
O psicrômetro é um aparelho destinado a fazer medidas referentes à umidade
relativa do ar, assim indicando a quantidade de vapor de água existente em sua
composição. Esta medida é importante, pois está diretamente ligada ao conforto
térmico, bem como ao crescimento de vegetais e a dinâmica de populações de várias
espécies de animais. Para a meteorologia, os dados referentes à umidade relativa do ar
podem auxiliar na previsão do tempo e no entendimento do comportamento das
mudanças de temperatura de um dado local.
Dos diferentes tipos de psicrômetro existentes, aqui propomos a construção de
um modelo que utiliza dois termômetros: um com bulbo seco, que tem a função de
registrar a temperatura do ar; e outro com bulbo que fica constantemente úmido, que
tem a função de registrar temperaturas que sofrem influência da taxa de evaporação da
água que umedece seu bulbo (ver figuras na sequência).
Psicrômetro e, ao fundo, carta psicrométrica.
Fonte: Sérgio Bezerra.
65
Quanto mais vapor de água disperso na atmosfera, mais lenta será a evaporação
da água que umedece o bulbo do termômetro. Quanto menos água na atmosfera, maior
será a taxa de evaporação. Quando mais rápida for a taxa de evaporação, mais calor a
água que está evaporando retira do termômetro e faz cair a temperatura que ele registra.
A comparação da temperatura registrada pelo termômetro com bulbo úmido com a do
bulbo seco, nos indica a quantidade de vapor de água disperso na atmosfera e, por
conseguinte, a umidade relativa do ar.
a) Materiais necessários:
- 2 termômetros
- Recipiente para colocar água (béquer).
- Gaze ou algodão.
- Suporte.
- Carta psicrométrica.
b) Procedimentos de montagem:
1. Prenda os dois termômetros lado a lado num suporte, de maneira que eles fiquem na
posição vertical.
2. Enrole a gaze no bulbo de um dos termômetros.
3. Posicione o béquer em baixo do termômetro que está com a gaze.
4. Coloque água no béquer para que esta possa, por capilaridade, umedecer toda a gaze.
É importante que apenas a ponta livre da gaze fique mergulhada na água. O bulbo do
termômetro deve está envolvido pela gaze constantemente úmida, mas não mergulhado
na água.
5. Está pronto o aparelho.
Detalhe dos bulbos seco e úmido.
Fonte: Sérgio Bezerra.
66
c) Calibrando e utilizando o aparelho:
Caso os termômetros utilizados para a construção do psicrômetro sejam de boa
qualidade, este também será.
Para realizar a medida da umidade relativa do ar, deve-se ter em mãos uma
carta psicométrica, para que, partindo da leitura das temperaturas, verificar como elas
estão relacionadas na carta, nos indicando o valor da umidade (ver a carta a seguir).
É importante que, ao se buscar fazer a medida da umidade relativa do ar, se
coloque o psicrômetro no local que se deseja e esperar a temperatura dos termômetros
se estabilizarem. Cada modelo de termômetro tem um tempo para isso. Mas sugerimos
algo em torno de 20 min.
d) Sugestões para a utilização nas aulas:
Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos
como:
- Evaporação.
- Equilíbrio térmico.
- Trocas de calor.
- Umidade relativa do ar.
- Ponto de saturação.
- Conforto térmico.
É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao
funcionamento do psicrômetro.
- Como a água evapora do bulbo úmido se ele não chega a 100ºC?
- O que poderíamos fazer par melhorar a precisão do aparelho?
- O que significa dizer que a umidade relativa do ar chegou a 100%?
- Qual a relação existente entre o funcionamento do psicrômetro e o mecanismo de
termoregulação que temos (ficar suado)?
- Qual a relação desse suor, com a umidade relativa do ar?
- Por que em algumas regiões do país suamos mais e em outras menos, mesmo que os
termômetros marquem a mesma temperatura?
Termômetro:
A palavra termômetro vem do grego thermo (quente) e metro (medida). Desta
forma, termômetro é um aparelho usado para medir temperaturas e suas
variações. Geralmente é composto por uma substância que possua uma propriedade que
varie com a temperatura. Historicamente, os termômetros eram fabricados com base na
67
dilatação térmica de materiais com elevado coeficiente de dilatação. Desta maneira,
mesmo com pequenos aumentos de temperatura, era possível observar a variação de
comprimento dos materiais que compunham os termômetros.
O aparelho que aqui propomos construir é semelhante aos termômetros
químicos (de mercúrio ou álcool) normalmente encontrados em laboratórios escolares.
Trata-se de um bulbo de vidro onde armazenamos o líquido termométrico, no nosso
caso o álcool isopropílico, com um capilar também de vidro, acrescido de uma escala
numérica arbitrária (ver figuras na sequência).
Termômetros e baixo custo e Químico. Ao centro, o modelo por nós sugerido.
Fonte: Sérgio Bezerra.
Quando colocamos o bulbo de vidro em contato com a substância a qual
pretendemos verificar a temperatura, o termômetro troca calor com a mesma. Ainda que
toda a estrutura do termômetro participe das trocas de calor, algumas de suas partes são
mais suscetíveis a essas trocas. No caso do termômetro receber calor, tanto as partes de
vidro quanto o álcool em seu interior irão ter um acréscimo de temperatura. Porém,
como o coeficiente de dilatação do álcool é bem maior que o do vidro, esse se dilatará
mais e verificaremos a subida do nível do álcool no capilar, indicando assim, pela escala
numérica, a temperatura da substancia analisada. Caso o termômetro perca calor, o
processo será inverso e a coluna de álcool no capilar diminuirá, indicando assim a
temperatura de equilíbrio do sistema formado pelo termômetro e a substância analisada.
É importante destacar que, para que o termômetro tenha sensibilidade
suficiente para que suas medidas sejam confiáveis, suas dimensões devem ser muito
menores que as da substância que se pretende analisar.
a) Materiais necessários:
- Frasco de amostra grátis de perfume (1,5 ml).
68
- Tubo de ensaio de plástico.
- Álcool isopropílico ou álcool etílico 70% (quanto mais puro melhor).
- Capilar de vidro.
- Cola de silicone.
- Corante.
- Seringa com agulha.
b) Procedimentos de montagem:
1. Com um objeto pontiagudo, fure a tampa do frasco de perfume, que será o bulbo do
nosso termômetro.
2. Transpasse parte do capilar pelo furo e vede com cola de silicone. Espere secar.
3. Adicione ao frasco 1 ml do álcool com um pouco de corante. Tampe o franco com a
tampa já acrescida do capilar.
4. Faça uma escala numérica arbitrária para ser a escala termométrica adotada.
5. Use a seringa com agulha para ajustar o nível de álcool dentro do capilar, de modo
que a extremidade interna fique submersa no álcool. (ver figura a baixo).
6. Coloque a escala numérica no tubo de ensaio e use-o como proteção do capilar.
7. Está pronto o aparelho.
Termômetro de baixo custo, com escala termométrica arbitrária.
Fonte: Sérgio Bezerra.
c) Calibrando e utilizando o aparelho:
Para calibrar o termômetro recém-construído é necessário se ter um
termômetro químico que ser virá como referência.
69
Mergulhe o bulbo dos dois termômetros em uma substância previamente
aquecida e espere eles estabilizarem. Anote a temperatura marcada pelo termômetro
químico e o numero correspondente na escala do termômetro recém-construído. Repita
o procedimento, só que agora mergulhando os termômetros em uma substância
previamente resfriada.
Com os valores obtidos na etapa anterior, proceda a determinação da fórmula
de conversão, como sugerida em vários livros didáticos como problema de lápis e papel.
Se tivéssemos encontrado os valores 50°C para 14°A e 15°C para 3°A, respectivamente
(chamamos de A a escala arbitrária), deveríamos proceder da seguinte maneira.
Usando o princípio da semelhança geométrica teríamos:
𝑇𝐶 − 15
𝑇𝐴 − 3=50 − 15
14 − 3
Caso seu termômetro químico esteja graduado na escala Celsius, você
encontrará a fórmula de conversão entre sua escala arbitrária e a escala Celsius.
d) Sugestões para a utilização nas aulas:
Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos
como:
- Dilatação térmica.
- Equilíbrio térmico.
- Trocas de calor.
- Reservatório térmico.
- Escalas termométricas.
- Líquidos termométricos.
É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao
funcionamento dos termômetros.
- Se fosse colocada menos álcool no frasco de perfume, o que aconteceria com o
termômetro?
- O que aconteceria se o tubo de vidro fosse mais grosso?
- O que aconteceria se usássemos este termômetro pra medir a temperatura de uma
massa líquida pequena (2 ml, p. ex.)?
- Quais as temperaturas máxima e mínima (na nossa escala) e quanto elas equivalem em
na escala Celsius?
- Quais os limites máximo e mínimo, teórico, que nosso termômetro pode medir? Por
quê?
- Cite e explique o princípio de funcionamento de outros dois tipos de termômetros.
70
- A pureza do álcool usado tem relação com o funcionamento do termômetro? Por quê?
Pluviômetro:
O pluviômetro é um aparelho destinado a medir a quantidade de chuva
precipitada em um dado local. Esta medida normalmente é feita em milímetros ou
centímetros lineares e faz referência ao tempo em que o aparelho ficou exposto ao local
da coleta.
Normalmente encontrado em estações meteorológicas, medidas sucessivas
realizadas com os pluviômetros permite aos pesquisadores definirem o índice
pluviométrico de uma região, a partir do somatório da precipitação observada durante
um intervalo de tempo previamente estabelecido (ver figuras na sequência).
Pluviômetro.
Fonte: Sérgio Bezerra.
Ao se colocar o pluviômetro no local da coleta, deve-se garantir que a abertura
deste esteja em local sem obstrução e perpendicular ao seu eixo vertical. O ideal é
colocá-lo afastado de muros e árvores, que podem servir como barreira física para a
chuva, atrapalhando o pleno funcionamento do aparelho.
Com o pluviômetro calibrado, após a chuva se faz a leitura de quantos
milímetros ou centímetros de água precipitou naquele local.
a) Materiais necessários:
- Recipiente transparente, preferencialmente cilíndrico. (garrafa PET, p. ex).
- Funil (opcional).
- Régua.
71
- Cola de secagem instantânea.
b) Procedimentos de montagem:
1. Caso seja usada uma garrafa (opte por uma que seja cilíndrica, sem “cintura”), corte a
boca da garra na parte em que ela deixa de ser cônica e passa a ser cilíndrica. A boca da
garrafa poderá ser usada como funil.
2. Com o funil e a garrafa com a mesma abertura, coloque o funil invertido, como
mostra a figura abaixo.
3. Cole na lateral da garrafa a régua usando cola de secagem instantânea. Note que o
zero da régua deve estar localizado na parte cilíndrica da garrafa.
4. Se necessário, corte a régua para que ela não fique passando do tamanho da garrafa.
5. Está pronto o aparelho.
Pluviômetro calibrado.
Fonte: Sérgio Bezerra.
c) Calibrando e utilizando o aparelho:
Como as garrafas encontradas no mercado normalmente não são cilíndricas até
o fundo, deve-se encher de água o pluviômetro até que esta esteja na marca ‘zero’ da
régua. Este procedimento deve ser repetido toda vez que se for utilizar o aparelho.
Uma vez que a abertura para a coleta de água equivale à mesma área da secção
reta do cilindro usado para armazenar a água, os valores observados na régua, referente
a cada chuva, nos darão a quantidade de água precipitada em centímetros.
A função do funil é reduzir a evaporação e melhorar a precisão das medidas
realizadas por esse aparelho.
72
d) Sugestões para a utilização nas aulas:
Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos
como:
- Evaporação.
- Densidade.
- Dilatação térmica dos líquidos.
- Umidade relativa do ar.
- Ponto de saturação.
- Vapor e gás.
É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao
funcionamento do pluviômetro.
- Caso o recipiente utilizada par a construção do aparelho não tivesse uma parte
cilíndrica, como poderíamos construí-lo?
- Qual o problema em deixar por muito tempo a água coletada no aparelho antes de
fazer a leitura do mesmo?
- O que garante que o nosso aparelho faz medidas equivalentes aos aparelhos
profissionais?
- A função do funil é essencial em nosso aparelho? Por quê?
Barômetro:
Os barômetros são aparelhos utilizados para fazer a medida da pressão
atmosférica. Tais valores tendem a variar com a composição da atmosfera local,
temperatura e altitude. É importante se definir a pressão atmosférica de um dado local,
pois, em conjunto com outras variáveis climáticas como umidade relativa do ar e
direção dos ventos, podem-se fazer previsões atmosféricas como a possibilidade de
chuvas.
Existem diferentes tipos de barômetros. O princípio de funcionamento de cada
um deles, assim como os materiais utilizados durante a construção, pode interferir na
precisão das medidas realizadas. Propomos a construção de um modelo simples, que
utiliza um recipiente de vidro (que pode ser substituído por qualquer outro que seja feito
de um material rígido); película de borracha, em nosso caso retirada de uma bexiga; um
palito de churrasco, que servirá como ponteiro; uma régua para se fazer as medições e;
uma base de madeira, para servir como suporte para a montagem do aparelho.
73
Parte dos materiais usados na montagem do barômetro.
Fonte: Sérgio Bezerra.
Ao fechar a boca do recipiente com a película da bexiga, uma parcela de ar
ficara encerrada na parte interna. Devemos esticar a película de modo que esta fique
bem esticada. Para isso podemos usar fita crepe.
A parcela de ar que ficou dentro do recipiente tende a apresentar as mesmas
características do ar fora do recipiente, no momento deste procedimento. Isto garante
que as pressões, interna e externa ao recipiente, são iguais. Isto faz com que a película
fique perpendicular à abertura do recipiente.
Após algum tempo, caso a pressão externa sofra alguma variação, é possível
perceber a película ficar levemente curvada para dentro do recipiente (caso a pressão do
meio externo seja maior que a do meio interno), ou para fora (caso a pressão do meio
externo seja menor que a do interior do recipiente). Assim, este aparelho nos permite
comparar as pressões do meio externo com a apresentada no interior do aparelho.
Para que seja possível observar com mais facilidade as variações de pressão,
sugerimos prender, com o auxílio de um pedaço de fita, um pequeno palito no centro da
película. Depois disso, as leituras podem ser feitas com o auxílio de uma régua
posicionada na mesma base do restante do aparelho (ver figura a seguir).
a) Materiais necessários:
- Recipiente de vidro com a boca “larga”.
- Bexiga.
- Régua.
- Palito de churrasco.
- Placa de madeira, para a base.
- Fita crepe.
- Pedaço de isopor.
74
b) Procedimentos de montagem:
1. Prenda um pedaço da bexiga na boca do recipiente, certificando-se que não tenha
passagem de ar e que a película da bexiga fique bem esticada. Para isso use fita crepe.
2. Fixe o palito de churrasco no centro da película, que deverá estar fechando o
recipiente de vidro.
3. Com o auxilio de pedaços de isopor, fixe a régua ‘em pé’ na placa de madeira.
4. Posicione o recipiente na placa de madeira, de modo que a ponta livre do palito fique
bem próxima à régua.
5. Está pronto o aparelho.
Barômetro ao centro. Nas laterais, pluviômetro e anemoscópio.
Fonte: Sérgio Bezerra.
c) Calibrando e utilizando o aparelho:
Para calibrar este tipo de barômetro, necessariamente devemos ter outro
aparelho já calibrado para servir como referência.
Como o movimento da película da bexiga, provocado pela variação de pressão
do meio externo ao recipiente, provocará a movimentação do ponteiro (palito de
churrasco), devemos fazer a leitura em milímetros da medida realizada. Após fazermos
um número suficiente de medidas com o nosso barômetro, sempre anotando ao lado o
valor correspondente medido pelo barômetro previamente calibrado, devemos fazer uma
tabela de referência para a conversão dos valores. Esta tabela nos permitirá usar o nosso
aparelho sem o auxílio do barômetro de referência.
Devemos advertir ao leitor que este modelo de barômetro não fará a aferição
tão precisa da pressão atmosférica e que após alguns dias, com o desgaste
(ressecamento) da película da bexiga, é necessário trocar esta ‘peça’ do aparelho e
refazer os procedimentos de calibragem.
75
d) Sugestões para a utilização nas aulas:
Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos
como:
- Pressão.
- Pressão atmosférica.
- Relação entre pressão e temperatura.
- Umidade relativa do ar.
- Conforto térmico.
É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao
funcionamento do barômetro.
- O volume do recipiente de vidro influencia na qualidade das medidas?
- O comprimento do ponteiro ajuda na aferição dos valores?
- Quais os limites do nosso aparelho?
- Qual a relação existente entre a pressão atmosférica e temperatura?
- Como os valores da pressão atmosférica podem nos ajudar a fazer a previsão do
tempo?
- Nos momentos que precedem a chuva, a pressão atmosférica tende a se elevar ou a
diminuir? Por quê?
Anemômetro:
Usado para medir a componente horizontal da velocidade dos ventos, este
aparelho pode ser encontrado em versões digitais e analógicas.
As versões analógicas normalmente são constituídas de uma folha vertical, que
fica presa pela parte superior em uma haste, de forma a ser defletida quando colocada
em ambientes que apresentam ventos. Neste caso, o ângulo de deflexão nos fornece a
medida da velocidade do vento.
No modelo digital, encontrados com mais facilidade nas estações
meteorológicas, um conjunto de pás ligadas a um eixo central gira quando submetidos
aos ventos. A frequência de rotação deste eixo indica a velocidade do vento.
O anemômetro aqui proposto apresenta este princípio de funcionamento, sendo
a medida da velocidade do vento sendo realizada de forma indireta, a partir da
observação da ddp (diferença de potencial) gerada por nosso aparelho.
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Anemômetro.
Fonte: Sérgio Bezerra.
a) Materiais necessários:
- Motor elétrico (reutilizado de drive de CD/DVD).
- Pedaço de tubo de PVC de 32 mm.
- Cap para tubo de 32mm.
- 3 raios de bicicleta.
- 2 bolas de tênis de mesa.
- Multímetro
- Placa de madeira, para a base.
- Parafusos
- Cola de secagem instantânea ou cola quente.
b) Procedimentos de montagem:
1. Com um parafuso, fixe o cap no centro da base (placa de madeira).
2. Encaixe o pedaço de tubo de PVC no cap.
3. Na extremidade superior do tubo, faça três furos e atarraxe três parafusos.
4. Fixe o motor elétrico na extremidade superior do tubo com o auxílio dos parafusos.
5. Use os raios de bicicleta e as bolas de tênis de mesa, cortadas ao meio, para fazer as
pás do anemômetro.
6. Prenda as pás ao eixo do motor utilizando alguma peça retirada de sucata (pequena
engrenagem, por exemplo). Use cola instantânea.
7. Passe os fios elétricos, correspondentes aos terminais do motor, por dentro do tubo e
faça-os sair por um pequeno orifício que deve ser feito próximo à base do tubo.
8. Ligue os fios às extremidades do multímetro e selecione o modo voltímetro do
aparelho.
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9. Está pronto o aparelho.
Detalhe da parte superior do anemômetro.
Fonte: Sérgio Bezerra.
c) Calibrando e utilizando o aparelho:
Para calibrar o anemômetro é necessário dispor de outro aparelho já calibrado
para servir como referência.
Com o movimento do vento, as pás do nosso anemômetro irão se movimentar,
fazendo com que gire o eixo do motor. Este giro produzirá uma ddp (voltagem), nos
terminais do motor elétrico, que será diretamente proporcional à frequência de rotação
do motor. Como o motor estará ligado ao voltímetro, pela intensidade da ddp registrada
pelo aparelho, teremos uma medida indireta da velocidade do vento.
Após fazermos um número suficiente de medidas com o nosso anemômetro, e
uma tabela de correspondência com os valores medidos pelo anemômetro de referência,
poderemos realizar as medidas independente deste último.
Caso tenhamos um multímetro de boa qualidade e um motor elétrico que
preserve suas características originais, nosso aparelho, mesmo tendo sido construído
com materiais de baixo custo, nos dará medidas relativamente confiáveis.
d) Sugestões para a utilização nas aulas:
Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos
como:
- Velocidade.
- Velocidade do vento.
- Medidas indiretas.
- Conforto térmico.
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É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao
funcionamento do anemômetro.
- Quais modificações podemos implementar nas pás do anemômetro para melhorar sua
eficiência?
- O tipo de motor elétrico interfere na precisão das medidas?
- Seria possível calibrar nosso anemômetro sem ter outro aparelho de referência?
- Como os valores da velocidade do vento podem nos ajudar a fazer previsão do tempo?
Anemoscópio:
Usado para indicar a direção do vento, este aparelho é indispensável em uma
estação meteorológica. Em alguns casos, o anemoscópio vem integrado ao anemômetro
em um só aparelho. A função que ele desempenha também pode ser exercida pela
‘biruta’, porém o anemoscópio costuma realizar medidas mais eficazes.
O modelo aqui proposto apresenta um princípio de funcionamento é bem
simples. Trata-se de um leme, preso a um eixo de rotação, no qual é possível observar a
indicação dos pontos cardeais, através de uma rosa dos ventos, enquanto o leme se
movimenta.
Para manter a estabilidade, é importante que o aparelho seja montado sobre
uma base fixa, ou como em nosso caso, preso a um recipiente que seja pesado o
suficiente para que não trepide quando atingido por rajadas de vento.
Anemoscópio.
Fonte: Sérgio Bezerra.
a) Materiais necessários:
- Rolamento (reutilizado de HD de computador).
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- Raio de bicicleta.
- Folha de acetato (reutilizada de radiografia).
- Engrenagem (reutilizada de sucata de impressora)
- Garrafa PET (cheia de algum material que a deixe estável).
- CD.
- Cola quente.
b) Procedimentos de montagem:
1. Faça um furo na tampa da garrafa PET, de modo a encaixar o rolamento.
2. Com a ajuda da cola quente e da engrenagem, prenda o raio de bicicleta no
rolamento.
3. Com a folha de acetato, faça um leme para o raio de bicicleta.
4. Desenhe a rosa dos ventos no CD e o posicione na boca da garrafa PET.
5. Enrosque a tampa (já preparada com o raio e o leme) na garrafa, não esquecendo de
enche-la com um material que a torne estável (usamos pedrinhas de aquário).
9. Está pronto o aparelho.
Detalhe da parte superior do anemoscópio.
Fonte: Sérgio Bezerra.
c) Calibrando e utilizando o aparelho:
A calibragem deste tipo de aparelho é muito simples. Pode ser feita com o
auxílio de uma bússola ou simplesmente com alguns conhecimentos de localização dos
pontos cardeais, baseados nas posições dos astros (o Sol, por exemplo).
Caso se tenha uma bússola, basta identificar o norte e em seguida alinhar a rosa
dos ventos de nosso anemoscópio de forma correta. Se formos usar a localização
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partindo da posição do Sol, devemos lembrar que este nasce no leste e se põe no oeste,
alinhando assim, nossa rosa dos ventos.
Se o anemoscópio tiver sido construído com o rolamento que sugerimos, que
apresentam pouquíssimo atrito, mesmo ventos muito fracos já serão capazes de defletir
o ponteiro e indicar a sua direção. Outros rolamentos podem ser usados, porém isto
pode influenciar na precisão do aparelho.
d) Sugestões para a utilização nas aulas:
Durante a atividade de construção do aparelho, podem-se explorar conceitos
como:
- Velocidade.
- Direção do vento.
- Formação dos ventos na atmosfera.
- Conforto térmico.
É interessante refletir com os estudantes sobre algumas questões referentes ao
funcionamento do anemômetro.
- O tamanho do leme influencia na qualidade do anemoscópio? Por quê?
- As direções do vento observadas próximo à superfície são as mesmas para regiões
mais altas da atmosfera? Por quê?
- Como a determinação da direção do vento pode nos ajudar a fazer previsão do tempo?
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10. SUGESTÕES DE LEITURA
Livros:
A APRENDIZAGEM E O ENSINO DE CIÊNCIAS: DO CONHECIMENTO
COTIDIANO AO CONHECIMENTO CIENTÍFICO.
POZO, J. I.; CRESPO, M. A. G. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.
A NECESSÁRIA RENOVAÇÃO DO ENSINO DE CIÊNCIAS.
CACHAPUZ, A. et al.. São Paulo: Cortez, 2011.
ATIVIDADES EXPERIMENTAIS NO ENSINO DE FÍSICA: UMA NOVA
VISÃO BASEADA NA TEORIA DE VIGOTSKI.
GASPAR, A. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2014.
ENSINO DE CIÊNCIAS: FUNDAMENTOS E MÉTODOS.
DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNAMBUCO, M. M.. 3 ed. São Paulo:
Cortez, 2009.
Artigos e textos:
APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA: DA VISÃO CLÁSSICA À VISÃO
CRÍTICA.
MOREIRA, M. A. In: V Encontro Internacional sobre Aprendizagem Significativa,
Madrid, 2006.
MAPAS CONCEITUAIS E APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA.
MOREIRA, M. A., 2012. Disponível em: <http://moreira.if.ufrgs.br/mapasport.pdf>.
HACIA UM ENFOQUE MÁS CRÍTICO DEL TRABAJO DE LABORATÓRIO.
HODSON, D. Enseñanza de lãs Ciências, v. 12, n. 3, p. 299-313, 1994.
82
REFERÊNCIAS
AMARAL, I. A. Conhecimento formal, experimentação e estudo ambiental. Ciência &
Ensino. Campinas, SP, n. 3, p. 10-15, 1997.
AUSUBEL, D. P. Aquisição e Retenção de Conhecimentos: Uma Perspectiva
Cognitiva. Lisboa: Paralelo, 2003.
CACHAPUZ, A. et al. A necessária renovação do ensino de ciências. São Paulo:
Cortez, 2011.
COLL, C. et al. Os conteúdos na reforma: ensino e aprendizagem de conceitos,
procedimentos e atitudes. Porto Alegre: Artmed, 2000.
HODSON, D. Hacia un Enfoque más Crítico del Trabajo de Laboratório. Enseñanza de
lãs Ciências, v. 12, n. 3, p. 299-313, 1994.
MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa: da visão clássica à visão crítica. In: V
ENCONTRO INTERNACIONAL SOBRE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA,
Madrid, 2006.
______. Mapas conceituais e aprendizagem significativa, 2012. Disponível em:
<http://moreira.if.ufrgs.br/mapasport.pdf>. Acesso em: 30 Jan. 2016.
______. Teorias de Aprendizagem. São Paulo: E.P.U, 2014.
______. Aprendizagem significativa em mapas conceituais. Textos de Apoio ao
Professor de Física, v.24, n.6, 2013. Disponível em
<www.if.ufrgs.br/public/tapf/v24_n6_moreira_.pdf>. Acesso em: 22 Fev. 2016.
______. Unidades de enseñanza potencialmente significativas – ueps. Aprendizagem
Significativa em Revista, Porto Alegre, v. 1, n. 2, p. 43-63, 2011. Disponível
em:<http://www.if.ufrgs.br/asr/artigos/Artigo_ID10/v1_n2_a2011.pdf>. Acesso em: 30
Jan. 2016.
MOREIRA, M. A.; CABALLERO M. C.; RODRÍGUEZ, M.L. Aprendizagem
significativa: um conceito subjacente. In: ENCUENTRO INTERNACIONAL SOBRE
EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO, 5.,1997, Burgos. Atas... Burgos:
Espanha,1997. p.19-44.
SÉRÉ, M. La enseñanza en el laboratorio. ¿Qué podemos aprender en términos de
conocimiento práctico y de actitudes hacia la ciencia? Enseñanza de lãs Ciencias, v.
20, n. 3, p. 357-368, 2002.
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