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Plano de aula > Ciências > 7º ano > Matéria e Energia

Plano de aula - Aplicações de materiais condutores e isolantes térmicos

Plano de aula de Ciências com atividades para 7º ano do Fundamental sobre alternativas tecnológicas para a construção de um sistema de aquecimento automático

Plano 04 de 5 • Clique aqui e veja todas as aulas desta sequência

Plano de aula alinhado à BNCC • POR: João Paulo Trindade dos Santos

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Sobre este plano select-down

Slide Plano Aula

Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: Este plano tem por objetivo inserir o aluno em uma dinâmica construtiva e investigativa a partir de conceitos e de temas estudados em aulas anteriores (calor, temperatura, materiais condutores e isolantes, formas de propagação do calor). Por esse motivo, é importante que essa atividade seja um complemento para ligar outros planos já trabalhados nesta unidade (formas de propagação do calor) e na unidade anterior (calor e temperatura).

Será desenvolvido um pequeno contexto, no qual professor interpretará um personagem que fará uma longa viagem, porém, para poder realizá-la, ele pede aos alunos que cuidem de seu animal de estimação, chamado Otavinho, o crocodilo. Claro que é uma história fictícia e fantasiosa, porém, essa será a estratégia utilizada para atrair e imergir os alunos na história, com o objetivo de solucionar um problema nesse contexto inusitado.

Os estudantes terão o desafio de projetar um sistema de aquecimento automático para aquecer o Otavinho, sendo um animal pertencente a classe dos répteis, tendo como uma de suas características apresentar sangue frio. Ou seja, os répteis não são capazes de produzir calor, diferentemente dos mamíferos e das aves.

A partir dessa abordagem, deve-se ressaltar que, mais importante que a total funcionalidade do projeto, é que os alunos explorem a criatividade e tudo o que aprenderam até aqui sobre materiais condutores, isolantes e formas de propagação do calor. A atividade é, portanto, uma forma de os alunos expressarem os aprendizados e a capacidade de colocar em prática o que viram até o momento. Evite, portanto, dar respostas, dizer o que funciona ou não, no início do trabalho deles. Procure fazer perguntas que os levem a perceber a viabilidade da proposta por conta própria.

Para sugestões e dicas sobre possíveis projetos (e ideias) que complementem a visão do professor neste plano, acesse seguir o link a seguir:https://nova-escola-producao.s3.amazonaws.com/M5QU2qAzhNT2JUtcnkm5usskDbJJUZrB6gzrsHKWVtfJ59PwGfkbfAVedZKK/cie7-03me04.pdf

A referência abaixo traz a relação dos répteis e com o calor:

MUNDO ESTRANHO. Por que os répteis tem sangue frio? “Super Interessante”. Disponível em: <https://super.abril.com.br/mundo-estranho/por-que-os-repteis-tem-sangue-frio/>. Acesso em 20 de julho de 2018.

Materiais necessários para a aula: Uma caixa contendo materiais diversos para a turma (sucatas, caixas de leite, papelão, tecidos TNT e EVA, garrafas pet, isopor, caixas de sapato, algodão, tintas, pincéis, cola quente, fita adesiva, tesoura, estilete, palitos de dente, palitos de churrasco etc.).

Título da aula select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: Leia o título da aula para os alunos e faça as seguintes perguntas (relembrando aulas anteriores):

  • O que são materiais condutores mesmo?
  • E isolantes? O que são?
  • Citem exemplos de materiais condutores e isolantes térmicos (lembrar das aulas sobre a construção da garrafa térmica e do forno solar)
  • Onde esses materiais podem ser aplicados?

Após os alunos concluírem seus próprios argumentos, passe para o próximo slide.

Contexto select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos.

Orientações: Para esta etapa, siga a narrativa da seguinte forma (criando um ambiente de suspense):

- Houve um imprevisto! Hoje é meu último dia...

- Precisarei fazer uma longa viagem de negócios!

- Mas, preciso que vocês cuidem do Otavinho enquanto eu estiver fora.

- Ele é muito sentimental, vai sentir a minha falta.

- Vocês podem cuidar do Otavinho em minha ausência, por favor?

É importante que o professor construa a narrativa com entonação e entusiasmo, interpretando um personagem para os alunos.

Nesse momento, eles deverão ficar curiosos com toda essa história, ao se perguntarem “Quem é o Otavinho?”, “É um animal de estimação?”.

Por fim, encerre com a seguinte questão: “Vocês querem conhecer o Otavinho?”

Contexto select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido:

Orientações: Ao apresentar o Otavinho, inicie com as seguintes perguntas:

1 - Como ele é classificado? (Mamífero, anfíbio, inseto ou réptil?)

2 - O que ele gosta de comer? (Carnívoro, herbívoro ou onívoro?)

3 - Otavinho é um animal de sangue quente ou sangue frio?

4 - Qual a primeira coisa que ele deve fazer ao acordar?

Em relação às respostas, os grupos devem concluir o seguinte:

1 - Otavinho pertence à classe dos répteis (jacarés, tartarugas, jabutis, cobras, lagartos, camaleão)

2 - Otavinho é um animal carnívoro (ou seja, come apenas carne), enquanto animais herbívoros comem somente vegetais. E animais onívoros, podem comer carne e vegetais.

3 - Uma das principais características dos répteis, é que eles são animais ectotérmicos, ou seja, são incapazes de regular a sua temperatura corporal constante (ao contrário dos mamíferos, por exemplo). No caso dos seres humanos, o suor é um mecanismo utilizado para diminuir a temperatura corporal e o tremor (em dias de baixa temperatura) é um mecanismo para aumentar a temperatura corporal. Como os répteis não possuem essas propriedades, necessitam receber energia do sol para se aquecer, e depois, buscam locais mais frescos para diminuir a sua temperatura.

4 - A primeira coisa que o Otavinho deve fazer ao acordar, é absorver a energia do sol para se aquecer, já que durante toda a noite ele não obteve nenhuma fonte de calor do ambiente (cedeu energia ao ambiente durante a noite). Dessa forma, Otavinho necessita da energia do sol para realizar suas principais atividades pela manhã e ao restante do dia (se alimentar por exemplo).

Questão disparadora select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: Leia a questão disparadora para a turma, e complemente com os seguintes pontos:

1- Otavinho infelizmente não é um animalzinho dócil, então vocês não poderão passear com ele na coleira para se aquecer pela manhã.

2- Existe no meu apartamento um alimentador automático para o Otavinho, dessa forma, ele não terá problemas com a comida.

3 - No apartamento existe uma piscina particular (ou uma banheira) para o Otavinho se refrescar, pois, répteis não são capazes de controlar a sua temperatura corporal (como explicado anteriormente), dessa forma, necessitam de uma alternativa para refrescar seu corpo e manter-se em equilíbrio após se aquecer.

Permita que os grupos criem hipóteses e teorias sobre como poderiam aquecer o Otavinho enquanto você estiver fora de casa.

Mão na massa select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 31 minutos.

Orientações: Desafie os alunos a projetar um sistema de aquecimento automático para o Otavinho e a montar o protótipo com os materiais fornecidos pelo professor em aula.

ATENÇÃO: É importante que o professor reforce que o projeto precisa incluir um controlador de temperatura para que ela não ultrapasse 40oC, evitando assim tanto acidentes no apartamento como problemas para o Otavinho, mesmo ele tendo a piscina para baixar sua temperatura, caso fique muito quente.

Forneça 12 minutos para os alunos pensarem e realizarem o esboço do projeto. Sugira que os alunos deem uma volta na escola, para obter ideias e pegar materiais que estejam dispersos por ela (plantas, galhos e cascalhos, por exemplo), para inserir na construção do projeto.

Em seguida, forneça para os alunos, uma caixa contendo materiais diversos (sucatas, caixas de leite, papelão, tecidos TNT e EVA, garrafas pet, isopor, caixas de sapato, algodão, tintas, pincéis, cola quente, fita adesiva, tesoura, estilete etc).

Essa atividade também pode ser realizada e organizada, em parceria com o professor(a) de artes, para que eles explorem também o lada artístico na execução do projeto e possam utilizar o material da sala da disciplina.

Obs: Os materiais da caixa também podem ser fornecidos pelos próprios alunos. Solicite que os alunos tragam materiais que não usam mais, ou que já foram descartados em suas casas, para trazer à escola e deixar na “caixa de sucatas”, sendo que essa caixa poderá ser utilizada a qualquer momento para a realização de atividades diversas.

Obs2: Caso deseje, este plano pode ser desenvolvido em duas aulas. Sendo a primeira dedicada às seguintes etapas: desenvolvimento, escrita, esboço do projeto e escolha dos materiais para a construção do sistema. A segunda aula teria foco na construção das maquetes, podendo (ou não) ser utilizada a caixa de materiais, cabe ao professor decidir.

Obs3: Deixe claro que os projetos não precisam ser completamente funcionais, ou seja, as maquetes não precisam produzir calor de fato, mas devem conter os princípios básicos e as automatizações que irão realizar essa produção de calor.

Obs4: Caso os alunos tenham dificuldade para pensar em algum projeto, forneça algumas ideias, por exemplo:

- Vocês podem pensar em jogos como o Minecraft, como vocês constroem e planejam as coisas? (Mecanismos)

- Podem pensar em algum botão, que o Otavinho irá apertar, gerando uma corrente elétrica que percorrerá um caminho até uma resistência (chuveiro), gerando calor (princípio dos aquecedores e secadores de cabelo).

- Algum botão ou mecanismo com refletores que captem (ou levem) a luz do sol até a cama do Otavinho.

- Projeto de uma banheira térmica para o Otavinho.

- Algum sistema que envolva materiais isolantes (lembrar do projeto da garrafa térmica e do forno), construíndo uma espécie de estufa após coletar o calor do sol.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 10 minutos.

Orientações: Após os alunos montarem os projetos, peça para que eles se espalhem pela sala e observem os projetos dos colegas, prestando atenção às semelhanças e diferenças entre as produções.

O professor deverá pedir para que cada grupo apresente o seu projeto, fazendo as seguintes perguntas:

  • O que vocês pensaram ao saber que o desafio era construir um sistema de aquecimento para um crocodilo?
  • Que ideias inicias vocês tiveram? Houveram dificuldades criativas?
  • Como chegaram até o esboço do projeto?
  • Algumas das aulas anteriores ajudaram a pensar em alguma solução?
  • O que vocês podem concluir com esse trabalho?

Após a apresentação de cada grupo, comente os projetos, complementando a escolha e as estratégias com os temas de aulas que já foram desenvolvidas. É importante salientar que essa proposta de trabalho, é realizada, essencialmente pelo aluno. Por esse motivo, seja, de fato, um mediador diante da produção e da construção do conhecimento dos alunos, enquanto os mesmos deverão agir de forma ativa e investigativa para solucionar o problema dado pelo professor.

Resumo da aula

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Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: Este plano tem por objetivo inserir o aluno em uma dinâmica construtiva e investigativa a partir de conceitos e de temas estudados em aulas anteriores (calor, temperatura, materiais condutores e isolantes, formas de propagação do calor). Por esse motivo, é importante que essa atividade seja um complemento para ligar outros planos já trabalhados nesta unidade (formas de propagação do calor) e na unidade anterior (calor e temperatura).

Será desenvolvido um pequeno contexto, no qual professor interpretará um personagem que fará uma longa viagem, porém, para poder realizá-la, ele pede aos alunos que cuidem de seu animal de estimação, chamado Otavinho, o crocodilo. Claro que é uma história fictícia e fantasiosa, porém, essa será a estratégia utilizada para atrair e imergir os alunos na história, com o objetivo de solucionar um problema nesse contexto inusitado.

Os estudantes terão o desafio de projetar um sistema de aquecimento automático para aquecer o Otavinho, sendo um animal pertencente a classe dos répteis, tendo como uma de suas características apresentar sangue frio. Ou seja, os répteis não são capazes de produzir calor, diferentemente dos mamíferos e das aves.

A partir dessa abordagem, deve-se ressaltar que, mais importante que a total funcionalidade do projeto, é que os alunos explorem a criatividade e tudo o que aprenderam até aqui sobre materiais condutores, isolantes e formas de propagação do calor. A atividade é, portanto, uma forma de os alunos expressarem os aprendizados e a capacidade de colocar em prática o que viram até o momento. Evite, portanto, dar respostas, dizer o que funciona ou não, no início do trabalho deles. Procure fazer perguntas que os levem a perceber a viabilidade da proposta por conta própria.

Para sugestões e dicas sobre possíveis projetos (e ideias) que complementem a visão do professor neste plano, acesse seguir o link a seguir:https://nova-escola-producao.s3.amazonaws.com/M5QU2qAzhNT2JUtcnkm5usskDbJJUZrB6gzrsHKWVtfJ59PwGfkbfAVedZKK/cie7-03me04.pdf

A referência abaixo traz a relação dos répteis e com o calor:

MUNDO ESTRANHO. Por que os répteis tem sangue frio? “Super Interessante”. Disponível em: <https://super.abril.com.br/mundo-estranho/por-que-os-repteis-tem-sangue-frio/>. Acesso em 20 de julho de 2018.

Materiais necessários para a aula: Uma caixa contendo materiais diversos para a turma (sucatas, caixas de leite, papelão, tecidos TNT e EVA, garrafas pet, isopor, caixas de sapato, algodão, tintas, pincéis, cola quente, fita adesiva, tesoura, estilete, palitos de dente, palitos de churrasco etc.).

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: Leia o título da aula para os alunos e faça as seguintes perguntas (relembrando aulas anteriores):

  • O que são materiais condutores mesmo?
  • E isolantes? O que são?
  • Citem exemplos de materiais condutores e isolantes térmicos (lembrar das aulas sobre a construção da garrafa térmica e do forno solar)
  • Onde esses materiais podem ser aplicados?

Após os alunos concluírem seus próprios argumentos, passe para o próximo slide.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos.

Orientações: Para esta etapa, siga a narrativa da seguinte forma (criando um ambiente de suspense):

- Houve um imprevisto! Hoje é meu último dia...

- Precisarei fazer uma longa viagem de negócios!

- Mas, preciso que vocês cuidem do Otavinho enquanto eu estiver fora.

- Ele é muito sentimental, vai sentir a minha falta.

- Vocês podem cuidar do Otavinho em minha ausência, por favor?

É importante que o professor construa a narrativa com entonação e entusiasmo, interpretando um personagem para os alunos.

Nesse momento, eles deverão ficar curiosos com toda essa história, ao se perguntarem “Quem é o Otavinho?”, “É um animal de estimação?”.

Por fim, encerre com a seguinte questão: “Vocês querem conhecer o Otavinho?”

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Tempo sugerido:

Orientações: Ao apresentar o Otavinho, inicie com as seguintes perguntas:

1 - Como ele é classificado? (Mamífero, anfíbio, inseto ou réptil?)

2 - O que ele gosta de comer? (Carnívoro, herbívoro ou onívoro?)

3 - Otavinho é um animal de sangue quente ou sangue frio?

4 - Qual a primeira coisa que ele deve fazer ao acordar?

Em relação às respostas, os grupos devem concluir o seguinte:

1 - Otavinho pertence à classe dos répteis (jacarés, tartarugas, jabutis, cobras, lagartos, camaleão)

2 - Otavinho é um animal carnívoro (ou seja, come apenas carne), enquanto animais herbívoros comem somente vegetais. E animais onívoros, podem comer carne e vegetais.

3 - Uma das principais características dos répteis, é que eles são animais ectotérmicos, ou seja, são incapazes de regular a sua temperatura corporal constante (ao contrário dos mamíferos, por exemplo). No caso dos seres humanos, o suor é um mecanismo utilizado para diminuir a temperatura corporal e o tremor (em dias de baixa temperatura) é um mecanismo para aumentar a temperatura corporal. Como os répteis não possuem essas propriedades, necessitam receber energia do sol para se aquecer, e depois, buscam locais mais frescos para diminuir a sua temperatura.

4 - A primeira coisa que o Otavinho deve fazer ao acordar, é absorver a energia do sol para se aquecer, já que durante toda a noite ele não obteve nenhuma fonte de calor do ambiente (cedeu energia ao ambiente durante a noite). Dessa forma, Otavinho necessita da energia do sol para realizar suas principais atividades pela manhã e ao restante do dia (se alimentar por exemplo).

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos.

Orientações: Leia a questão disparadora para a turma, e complemente com os seguintes pontos:

1- Otavinho infelizmente não é um animalzinho dócil, então vocês não poderão passear com ele na coleira para se aquecer pela manhã.

2- Existe no meu apartamento um alimentador automático para o Otavinho, dessa forma, ele não terá problemas com a comida.

3 - No apartamento existe uma piscina particular (ou uma banheira) para o Otavinho se refrescar, pois, répteis não são capazes de controlar a sua temperatura corporal (como explicado anteriormente), dessa forma, necessitam de uma alternativa para refrescar seu corpo e manter-se em equilíbrio após se aquecer.

Permita que os grupos criem hipóteses e teorias sobre como poderiam aquecer o Otavinho enquanto você estiver fora de casa.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 31 minutos.

Orientações: Desafie os alunos a projetar um sistema de aquecimento automático para o Otavinho e a montar o protótipo com os materiais fornecidos pelo professor em aula.

ATENÇÃO: É importante que o professor reforce que o projeto precisa incluir um controlador de temperatura para que ela não ultrapasse 40oC, evitando assim tanto acidentes no apartamento como problemas para o Otavinho, mesmo ele tendo a piscina para baixar sua temperatura, caso fique muito quente.

Forneça 12 minutos para os alunos pensarem e realizarem o esboço do projeto. Sugira que os alunos deem uma volta na escola, para obter ideias e pegar materiais que estejam dispersos por ela (plantas, galhos e cascalhos, por exemplo), para inserir na construção do projeto.

Em seguida, forneça para os alunos, uma caixa contendo materiais diversos (sucatas, caixas de leite, papelão, tecidos TNT e EVA, garrafas pet, isopor, caixas de sapato, algodão, tintas, pincéis, cola quente, fita adesiva, tesoura, estilete etc).

Essa atividade também pode ser realizada e organizada, em parceria com o professor(a) de artes, para que eles explorem também o lada artístico na execução do projeto e possam utilizar o material da sala da disciplina.

Obs: Os materiais da caixa também podem ser fornecidos pelos próprios alunos. Solicite que os alunos tragam materiais que não usam mais, ou que já foram descartados em suas casas, para trazer à escola e deixar na “caixa de sucatas”, sendo que essa caixa poderá ser utilizada a qualquer momento para a realização de atividades diversas.

Obs2: Caso deseje, este plano pode ser desenvolvido em duas aulas. Sendo a primeira dedicada às seguintes etapas: desenvolvimento, escrita, esboço do projeto e escolha dos materiais para a construção do sistema. A segunda aula teria foco na construção das maquetes, podendo (ou não) ser utilizada a caixa de materiais, cabe ao professor decidir.

Obs3: Deixe claro que os projetos não precisam ser completamente funcionais, ou seja, as maquetes não precisam produzir calor de fato, mas devem conter os princípios básicos e as automatizações que irão realizar essa produção de calor.

Obs4: Caso os alunos tenham dificuldade para pensar em algum projeto, forneça algumas ideias, por exemplo:

- Vocês podem pensar em jogos como o Minecraft, como vocês constroem e planejam as coisas? (Mecanismos)

- Podem pensar em algum botão, que o Otavinho irá apertar, gerando uma corrente elétrica que percorrerá um caminho até uma resistência (chuveiro), gerando calor (princípio dos aquecedores e secadores de cabelo).

- Algum botão ou mecanismo com refletores que captem (ou levem) a luz do sol até a cama do Otavinho.

- Projeto de uma banheira térmica para o Otavinho.

- Algum sistema que envolva materiais isolantes (lembrar do projeto da garrafa térmica e do forno), construíndo uma espécie de estufa após coletar o calor do sol.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 10 minutos.

Orientações: Após os alunos montarem os projetos, peça para que eles se espalhem pela sala e observem os projetos dos colegas, prestando atenção às semelhanças e diferenças entre as produções.

O professor deverá pedir para que cada grupo apresente o seu projeto, fazendo as seguintes perguntas:

  • O que vocês pensaram ao saber que o desafio era construir um sistema de aquecimento para um crocodilo?
  • Que ideias inicias vocês tiveram? Houveram dificuldades criativas?
  • Como chegaram até o esboço do projeto?
  • Algumas das aulas anteriores ajudaram a pensar em alguma solução?
  • O que vocês podem concluir com esse trabalho?

Após a apresentação de cada grupo, comente os projetos, complementando a escolha e as estratégias com os temas de aulas que já foram desenvolvidas. É importante salientar que essa proposta de trabalho, é realizada, essencialmente pelo aluno. Por esse motivo, seja, de fato, um mediador diante da produção e da construção do conhecimento dos alunos, enquanto os mesmos deverão agir de forma ativa e investigativa para solucionar o problema dado pelo professor.

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