Desafio Maker: Usina de Energia Não Renovável

Desenvolvida por: Scherl… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: Física

Temática: Energias Renováveis e Não Renováveis

Nesta atividade, os estudantes utilizarão materiais diversos para criar uma maquete de uma usina de energia não renovável, com foco em uma usina termoelétrica a carvão. Os grupos devem explicar o processo de geração de energia, destacar os impactos ambientais e fomentar o debate sobre alternativas mais sustentáveis. A atividade visa promover a compreensão crítica dos impactos ambientais dos modelos energéticos atuais, integrando aspectos teóricos e práticos. O objetivo principal é permitir que os alunos apliquem seus conhecimentos de ciências naturais em um projeto prático, envolvendo pesquisa, análise de dados e desenvolvimento de soluções criativas, estimulando o protagonismo estudantil e promovendo habilidades socioemocionais como empatia e colaboração. Além disso, a atividade visa integrar diferentes áreas do conhecimento, como física, química, biologia e geografia, para oferecer uma compreensão ampla e interconectada dos processos energéticos e suas implicações.

Objetivos de Aprendizagem

O foco desta aula é engajar os alunos na exploração da energia não renovável, suas implicações ambientais e alternativas sustentáveis. Ao utilizar materiais para construir uma maquete de uma usina termoelétrica a carvão, os estudantes aprenderão sobre os princípios físicos e químicos por trás da geração de energia, além de explorar os efeitos ambientais associados. A abordagem prática visa fomentar a leitura crítica e a análise de dados, desenvolvendo a capacidade dos alunos de aplicar conceitos científicos em desafios do mundo real. Além disso, o debate proposto sobre alternativas sustentáveis enfatizará a necessidade de avaliar riscos e buscar soluções inovadoras, refletindo a crescente importância da transição energética em nossa sociedade.

Compreender os princípios de funcionamento de usinas de energia não renovável.
Analisar criticamente os impactos ambientais associados à geração de energia a partir do carvão.
Explorar e debater alternativas sustentáveis e soluções tecnológicas inovadoras.
Desenvolver habilidades de trabalho em equipe e comunicação eficaz.

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT301: Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
EM13CNT306: Avaliar os riscos envolvidos em atividades cotidianas, aplicando conhecimentos das Ciências da Natureza, para justificar o uso de equipamentos e recursos, bem como comportamentos de segurança, visando à integridade física, individual e coletiva, e socioambiental, podendo fazer uso de dispositivos e aplicativos digitais que viabilizem a estruturação de simulações de tais riscos.
EM13CNT309: Analisar questões socioambientais, políticas e econômicas relativas à dependência do mundo atual em relação aos recursos não renováveis e discutir a necessidade de introdução de alternativas e novas tecnologias energéticas e de materiais, comparando diferentes tipos de motores e processos de produção de novos materiais.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta aula cobre questões fundamentais sobre fontes de energia, características das energias não renováveis, focalizando particularmente o carvão e sua aplicação em usinas termoelétricas. Os alunos serão introduzidos aos conceitos termodinâmicos e físicos que regem a geração de eletricidade, bem como às implicações ambientais e sociais deste processo. Haverá uma exploração detalhada dos impactos do uso de carvão, incentivando uma análise crítica e embasada nas ciências naturais. Além disso, a discussão se expandirá para contemplar inovações tecnológicas que visam mitigar esses impactos, promovendo uma transição para fontes de energia mais limpas. O debate e a construção em grupo de maquetes servem para contextualizar e materializar o conhecimento adquirido.

Princípios físicos de geração de energia em usinas a carvão.
Impactos ambientais dos combustíveis fósseis.
Alternativas de energias renováveis.
Criação e apresentação de maquetes de usinas termoelétricas.

Metodologia

A metodologia adotada baseia-se em metodologias ativas, com foco em aprendizagem prática e colaborativa. Os alunos serão divididos em grupos para realizar a construção de uma maquete, permitindo a aplicação prática dos conceitos aprendidos. Essa atividade mão-na-massa promove a compreensão mais profunda e duradoura das questões relacionadas à energia não renovável e seus impactos. O trabalho em grupo desenvolve habilidades de comunicação, colaboração e resolução de problemas, essenciais para o aprendizado multidisciplinar. Ao final da construção, será promovido um debate onde cada grupo apresentará sua maquete e discutirá alternativas sustentáveis, estimulando a participação ativa e crítica dos alunos.

Divisão em grupos para construção colaborativa.
Aprendizagem baseada em projetos.
Estímulo ao debate e raciocínio crítico.
Integração de múltiplas áreas do conhecimento.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma para esta atividade está estruturado em uma aula de 60 minutos. Durante este período, os alunos terão tempo para planejar, construir e discutir suas maquetes. Esta única aula intensiva encoraja a concentração e o foco, exigindo que cada grupo delegue tarefas eficazmente e utilize o tempo de forma produtiva. O professor atuará como facilitador, oferecendo orientação quando necessário, mas permitindo que os alunos desenvolvam suas próprias estratégias e soluções. A aula será concluída com apresentações dos grupos, seguidas por uma discussão coletiva sobre os benefícios e desafios das energias não renováveis em comparação com alternativas sustentáveis.

Aula 1: Introdução ao tema e divisão de grupos (15 minutos); construção da maquete (30 minutos); apresentações e debate sobre alternativas sustentáveis (15 minutos).

Momento 1: Introdução ao tema e divisão de grupos (Estimativa: 15 minutos)
Inicie a aula com uma breve explicação sobre o tema central: as usinas de energia não renováveis, focalizando nas termoelétricas a carvão. Utilize um projetor e computador para exibir imagens ou vídeos que ilustrem o funcionamento dessas usinas e seus impactos ambientais. É importante que você contextualize a relevância do tema e destaque a integração de diferentes áreas do conhecimento ao longo da atividade (física, química, biologia e geografia). Após a introdução, divida a turma em grupos de modo a promover uma composição diversa, incentivando a colaboração e a troca de ideias. Oriente os alunos a se organizarem e definirem funções dentro dos grupos, como pesquisador, construtor, apresentador, etc. Observe se os alunos conseguem se comunicar efetivamente e se dividem as tarefas de maneira equitativa.

Momento 2: Construção da maquete (Estimativa: 30 minutos)
Estimule os alunos a construírem a maquete da usina termoelétrica a carvão utilizando materiais de artesanato e recicláveis previamente disponibilizados. Durante esse processo, caminhe pela sala e ofereça apoio onde necessário, instigando perguntas que incentivem o pensamento crítico, como por exemplo: 'Como vocês representam o impacto ambiental na maquete?' ou 'Quais soluções sustentáveis poderiam ser implementadas na usina?'. É uma oportunidade para os alunos aplicarem conceitos teóricos na prática, desenvolvendo habilidades de resolução de problemas. Avalie a participação e a cooperação durante a construção da maquete, observando o engajamento e a criatividade dos grupos.

Momento 3: Apresentações e debate sobre alternativas sustentáveis (Estimativa: 15 minutos)
Conduza cada grupo a apresentar suas maquetes e a explicar o processo de geração de energia e os impactos ambientais ilustrados. Após cada apresentação, promova um debate onde os estudantes possam levantar sugestões de alternativas energéticas mais sustentáveis, fomentando o raciocínio crítico e a empatia sobre as questões ambientais. Durante o debate, mantenha um ambiente respeitoso e organizado, encorajando que todos se expressem e escutem atentamente os argumentos dos colegas. Para avaliação, registre observações sobre a clareza e a coerência das apresentações, a qualidade dos argumentos apresentados e a capacidade de participação no debate de forma respeitosa e construtiva.

Estratégias de inclusão e acessibilidade:
Embora não haja alunos com condições específicas sinalizadas, continue atento ao comportamento inclusivo no trabalho em grupo, garantindo que todos os alunos tenham a oportunidade de contribuir e participar ativamente. Certifique-se de que os materiais de apresentação estejam visíveis para todos os estudantes e ofereça assistência adicional a qualquer aluno que demonstre necessidade. Estabeleça um ambiente de respeito e empatia mútuos, recordando aos alunos a importância de incluir todos os membros do grupo nas conversas e decisões. Mantenha-se aberto para ajustes de última hora caso algum aluno apresente necessidade durante a atividade.

Avaliação

A avaliação desta atividade será feita de maneira diversificada, abordando diferentes aspectos do aprendizado. Primeiro, haverá uma avaliação formativa, onde o professor acompanhará o progresso dos grupos durante a construção da maquete, fornecendo feedback imediato e ajudando a resolver problemas que surgirem. O objetivo é avaliar a compreensão dos alunos sobre os conceitos científicos, sua capacidade de trabalharem em equipe e resolverem problemas. Os critérios incluirão a acurácia na representação do processo de geração de energia, criatividade na apresentação da maquete e capacidade de análise crítica dos impactos ambientais. Um exemplo prático é o professor observar como os alunos utilizam suas habilidades de pesquisa e criatividade ao planejar suas maquetes. Além disso, será feito um feedback qualitativo pós-apresentação, abordando a clareza na comunicação e a argumentação em defesa de suas ideias. Considerações sobre diversidade e inclusão garantirão que todos os alunos possam participar plenamente e receber medidas de suporte, se necessário.

Observação contínua e feedback formativo.
Avaliação da maquete e apresentação final.
Feedback qualitativo sobre comunicação e trabalho em grupo.
Considerações de inclusão e diversidade.

Materiais e ferramentas:

Os materiais e recursos necessários para esta atividade incluem uma variedade de itens de fácil acesso, que incentivem a criatividade dos alunos sem demandar alto investimento financeiro. Os recursos tecnológicos adicionais podem integrar aplicativos que simulem o funcionamento de usinas termoelétricas. Além disso, o uso de projetores contribuirá para a apresentação de slides ou vídeos educativos. A aula conta também com materiais de pesquisa que poderão ser usados pelos alunos durante a construção da maquete, proporcionando um contexto prático e interativo para o aprendizado. É importante que os materiais escolhidos representem itens do cotidiano ou recicláveis, ampliando o entendimento sobre a importância da sustentabilidade.

Materiais de artesanato e recicláveis para construção da maquete.
Recursos digitais para simulação e pesquisa.
Projetor e computador para apresentações.
Materiais de pesquisa e artigos científicos.

Inclusão e acessibilidade

Reconhecendo o desafio diário enfrentado pelos professores em equilibrar diversas demandas, propomos estratégias que possam ser facilmente integradas à rotina sem onerar recursos ou tempo. Embora esta turma em particular não apresente condições específicas listadas, garantimos que a atividade é inclusiva por design. Encorajamos a utilização de recursos digitais acessíveis, que permitem ajustes de acordo com diferentes estilos de aprendizagem. Além disso, a comunicação aberta e respeitosa é incentivada, promovendo um ambiente acolhedor e estimulante para todos. As diferentes formas de expressão e participação dos alunos são respeitadas, valorizando a diversidade de ideias e perspectivas. A utilização de materiais recicláveis e do cotidiano reforça a abordagem inclusiva, tornando a atividade acessível independentemente da experiência prévia dos alunos.

Utilização de tecnologias acessíveis para diferentes estilos de aprendizado.
Ambiente de comunicação aberta e inclusão de diversas perspectivas.
Uso de materiais recicláveis e cotidianos para facilitar o acesso e promover equidade.

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