Sobre este plano
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: Nesta aula, serão abordados aspectos que fazem parte do trabalho com uma das habilidades de Ciências relacionados a Matéria e Energia. Você observará que a habilidade não será contemplada em sua totalidade e que as propostas podem ter continuidade em aulas subsequentes. Esta aula exige que os alunos tenham conhecimento das máquinas simples abordadas nas aulas CIE07_01ME01, CIE07_01ME02, CIE07_01ME03, CIE07_01ME04, a temática pode ser considerada como uma verificação (uma avaliação somativa) de todos os conceitos abordados sobre máquinas simples podendo-se avaliar as concepções dos alunos sobre o tema.
Nesta aula serão abordados assuntos relacionados às máquinas simples. Será proposta uma atividade interativa que envolve conceitos de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática (STEM), na qual os alunos deverão projetar e montar sistemas de transporte ou testes de qualidade das bolas.
Para esta aula é indicado que os testes sejam feitos em um local aberto, para evitar possíveis colisões com as lâmpadas ou outros objetos e pessoas que possam vir a gerar algum problema.
Para saber mais e aprofundar sobre a temática a ser desenvolvida nas aulas que tratam dessa habilidade, consulte o livro e os links abaixo.
Sobre as diferentes máquinas simples:
- Portal Escola Britânica, Catapulta, Escola Britânica, disponível em <https://escola.britannica.com.br/levels/fundamental/article/catapulta/480925>. Acesso em: 12 ago. 2018.
- Portal Só Física, Plano Inclinado, Só Física, disponível em <https://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/pi.php>. Acesso em: 9 Set. 2018.
- Portal Física da Natureza, Física do Pião, disponível em <https://naturezadafisica.com/2010/12/23/fisica-do-piao/ >. Acesso em: 1 Set. 2018.
- MENDES, M., Atividade Experimental Sobre Acoplamento de Polias, Brasil Escola, disponível em <https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/atividade-experimental-sobre-acoplamento-polias.htm>. Acesso em: 18 ago. 2018.
Sobre a atividade STEM:
PERES, P. O que é o STEM - e como ele pode melhorar a sua aula, Portal Revista Nova Escola, disponível em <https://novaescola.org.br/conteudo/11683/o-que-e-o-stem-e-como-ele-pode-melhorar-a-sua-aula>. Acesso em: 12 ago. 2018.
Materiais necessários para a aula: bolas dos mais diversos tipos e tamanhos, madeira, palitos de sorvete, roldanas, aparatos para fixar as roldanas, haste, fios de pesca, espeto de churrasco, colheres de plástico, copo plástico (normal e de café), tesoura ou estilete, fita adesiva, elástico de borracha, cola quente, cola de madeira, papelão, canetinhas. Material impresso:
.
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Organize os alunos em um semicírculo. Leia o tema da aula, diga que esta aula foi inspirada na logística de funcionamento de uma fábrica de bolas. Hoje eles serão empresários, engenheiros e cientistas ao mesmo tempo, pois terão que projetar, criar e montar sistemas que facilitem o transporte das bolas em uma fábrica, como por exemplo: um sistema para separar os tipos de bolas, ou outro encaixotar todas as bolas e colocá-las em um container para depois serem transportadas e vendidas.
Os alunos podem também propor mecanismos que executem testes de qualidade nas bolas e permitam certificar determinada qualidade da bola, como separar bolas maiores de bolas menores, ou bolas mais pesadas de bolas mais leves, ou qual bola gira melhor em uma rampa, ou qual altura e distância máxima a bola atinge se uma determinada força ser aplicada.
Diga que eles serão os engenheiros e cientistas responsáveis por projetar e executar um dos maiores empreendimentos jamais visto. Comunique os alunos que eles serão encarregados de criar e executar esses projetos.
Atenção: Para esta aula é indicado que os testes sejam feitos em locais abertos, entretanto, caso nenhum teste projetado apresente perigo, eles podem ser realizados dentro de um espaço fechado como a sala de aula.
Contexto
Tempo sugerido: 4 minutos
Orientações: Pergunte se eles já pensaram em ter uma empresa. Explique que hoje eles terão que formar times para assegurar que cada setor da Fábrica de Bolas funcione muito bem, desde o transporte até o sistema de testes.
A ideia é estimular a utilização de todas as máquinas simples aprendidas até agora dentro de um contexto de uma atividade STEM.
Em seguida, comente sobre a atividade que eles irão realizar: “Hoje vocês serão os engenheiros/cientistas responsáveis pela arquitetura e execução do projeto de logística e qualidade da fábrica, proponham tipos de testes e mecanismos de transporte que agilizem os processos da fábrica e possam classificar os tipos das bolas produzidas.”
Questão disparadora
Tempo sugerido: 3 minutos
Orientações: Ainda no semicírculo, diga para os alunos que eles serão os responsáveis por propor projetos de logísticas e testes de qualidade na nova fábrica de bolas. Para tal, eles devem: desenhar, projetar, executar as ideias, analisando os resultados.
Leia, então, a questão disparadora. Deixe que os alunos compartilhem suas opiniões sobre o tema e levantem hipóteses sobre quais seriam as melhores rotaa para conduzir este projeto. Não corrija as rotas propostas por eles neste momento. A atividade os levará à construção desse conhecimento.
Separe os alunos em grupos de 5 ou 6 alunos. E coloque os materiais pelas mesas, NÃO divida os materiais igualmente entre os grupos, deixe os grupos com uma limitação de materiais, o interessante é que eles tenham que ir em outras mesas pedir o material, incentivando a interatividade entre eles.
A única exceção deve ser a cola quente e o aparato para roldanas: deixe-os sobre a mesa do professor, visto que são ferramentas que exigem mais atenção, assim fica mais fácil para o professor controlar a atividade.
OBS: se for um dia frio e úmido, já deixe a cola quente ligada antes do início da atividade para não ter problemas de utilização.
Mão na massa
Tempo sugerido: 26 minutos.
Orientações: Explique a atividade usando o slide projetado. Diga que a atividade terá três etapas: projeto, execução e teste.
Para a primeira parte da atividade, peça para que eles desenhem o esboço do que pensam em fazer, eles terão 8 minutos para isso.
Na segunda etapa peça, que eles se organizem e dividam as tarefas, um integrante deve ir atrás dos itens necessário para a construção, pedindo o material em outras mesas, os outros devem montar e verificar se o projeto precisa de adaptações/melhorias durante a construção, eles terão 10 minutos para isso.
Na última etapa, os alunos devem testar os experimentos montados e explicar a funcionalidade, para isto peça que cada grupo responda o questionário-guia. Em uma área aberta, inicie os testes e parabenize os grupos pelos projetos. Peça para que eles proponham métodos para coletar os dados, mesmo que não tenha tempo suficiente para realizar vários testes. Dê a eles 6 minutos para efetuar os testes e explicar os experimentos. Caso eles já tenham construído uma catapulta ou um plano inclinado, deixe-os utilizar, mas eles devem descrever qual a finalidade dela na fábrica, a catapulta e o plano inclinado não podem ser o projeto em si, e sim parte do propósito.
Os dois minutos restantes são para a transição dos alunos.
Durante a atividade, pergunte a eles: Qual meio de transporte vocês vão propor para as bolas no interior da fábrica? E depois como vocês pretendem juntá-las para transportá-las em um caminhão? Que tipo de teste vocês vão realizar? O que você consegue certificar ou garantir com o teste?
Atenção, pode acontecer de ter grupos que não consigam executar a tarefa. Isso, consequentemente, irá gerar uma frustração. Diga que errar faz parte do aprendizado e do desenvolvimento de novas tecnologias. Na maioria das vezes não acertamos de primeira, temos que ser perseverantes: refletir e tentar observar onde está o problema, rever o projeto e tentar novamente. Nestas situações deixe que as crianças que errarem possam interagir com outros grupos que conseguiram acertar, o importante é que eles participem de maneira coletiva. Peça que escolham materiais adequados para cada tipo de proposta.
Acompanhe o trabalho e procure colaborar com os grupos que tiverem dúvidas. Mas procure não interferir muito, deixe que eles superem os desafios.
Dica: se preferir, o professor pode levar bolinhas dos mais diversos tipos e tamanhos para que eles possam ter várias possibilidades no momento dos testes e transporte. O professor também pode propor que metade dos grupos se ocupem de projetar o transporte das bolas e a outra metade pense nos testes de qualidade, otimizando o tempo e o trabalho dos grupos.
Materiais necessários para a aula: bolas dos mais diversos tipos e tamanhos, madeira, palitos de sorvete, roldanas, aparatos para fixar as roldanas, haste, fios de pesca, espeto de churrasco, colheres de plástico, copo plástico (normal e de café), tesoura ou estilete, fita adesiva, elástico de borracha, cola quente, cola de madeira, papelão, canetinhas. Material impresso:
.
Sistematização
Tempo sugerido: 15 minutos
Orientações: Proponha uma roda de conversa para que os alunos possam compartilhar o que aprenderam durante a atividade. Discuta as questões do slide, verifique se houve algum erro conceitual.
A primeira e a segunda questão são o retorno da questão disparadora e o princípio físico por trás de cada proposta que eles podem ter utilizado:
- Transporte das bolas via lançamento em duas ou três dimensões, como na catapulta.
- Transporte das bolas por meio da gravidade usando o plano inclinado.
- Transporte das bolas via rolamento e impulsão.
- Levantamento de várias bolinhas usando uma roldana para transporte de carga.
- Testes do quanto uma bola consegue ficar girando, como no pião.
- Testes de como a bola gira num plano inclinado.
- Testes de força usando pontos de apoio como um chute, ou uma catapulta.
- Testes de elasticidade fazendo uma bola bater em uma parede após uma determinada queda do plano inclinado.
- Testes de momentos de inércia verificando qual bolinha cai mais rapidamente em uma rampa inclinada.
Os alunos devem tentar relacionar todo o projeto com todo o conteúdo de máquinas simples, eles não precisam abordar os tópicos em sua totalidade, mas precisam demonstrar clareza nos projetos propostos.
Alguém elaborou alguma hipótese diferente dos demais? Algum projeto não deu certo?
Esse debate é importante para que os alunos indiquem as hipóteses que foram escolhidas e percebam a importância da observação no ensino de Ciências. E como isso pode gerar novas ideias e propostas de novas teorias para explicar determinados eventos.
É possível também ter projetos que não funcionaram como esperado: Reforce o quão importante é o fato que a maioria das vezes as coisas não dão certo na primeira tentativa, que muitas vezes pesquisas e projetos de desenvolvimento levam anos para serem executados e transformados em tecnologias aplicadas. Estas reflexões são importantes para a desenvoltura crítica do aluno.
Sistematização
Orientações: Projete o slide ou leia as informações para sistematizar os aprendizados da aula. Retome o conceito de máquinas simples e relacione com a atividade desenvolvida.
Discuta a importância de errar, refazer e persistir, tendo em vista que tudo pode sempre evoluir. Todo projeto precisa ser testado e validado, assim, este processo leva determinado tempo para ser executado. Explique também que, além disso tudo, é necessário trocar informações com outras pessoas, pois todo e qualquer projeto será enriquecido com novos conceitos e ideias.
Caso seja aplicável, você pode mostrar outros exemplos da aplicação de conceitos da física em tecnologia, como usinas hidrelétricas que usam a queda da água para girar as turbinas e gerar energia elétrica.
