Laboratório Virtual: Investigando as Leis de Newton

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

Área do Conhecimento/Disciplinas: Física

Temática: Leis de Newton

A atividade desenvolvida para alunos do 1º ano do Ensino Médio é um Laboratório Virtual que utiliza simuladores online para explorar as Leis de Newton. Inicialmente, os alunos participarão de uma Sala de Aula Invertida, onde assistirão a vídeos explicativos e realizarão simulações práticas em plataformas digitais para observar os princípios das forças em ação. Esta fase visa promover uma compreensão preliminar dos conceitos teóricos através de uma interação virtual com simulações científicas. Posteriormente, será realizada uma Roda de Debate na sala de aula, onde os alunos discutirão suas observações e formularão hipóteses baseadas nos experimentos digitais realizados. Essa atividade promove o desenvolvimento de habilidades analíticas ao investigar fenômenos e deduzir implicações em diferentes contextos, além de favorecer o aprendizado cooperativo e a troca de ideias entre os estudantes.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade estão focados em integrar o conhecimento teórico com a prática experimental de forma digital, permitindo que os alunos compreendam de forma crítica as Leis de Newton. Além disso, a atividade visa fortalecer as competências necessárias para a análise e interpretação de dados experimentais, bem como a formação de hipóteses fundamentadas, que são habilidades essenciais na área de ciências. A metodologia também se alinha ao desenvolvimento das habilidades necessárias para o trabalho em equipe, uma vez que os alunos serão encorajados a colaborar e discutir suas ideias durante a roda de debate. Desta forma, os alunos não apenas absorvem informações, mas também são incentivados a aplicar seu conhecimento em um ambiente que simula a pesquisa científica real, o que é essencial para sua formação acadêmica e profissional futura.

Compreender e aplicar as Leis de Newton em simulações digitais.
Desenvolver habilidades de análise crítica e interpretação de dados.
Colaborar em grupos para compartilhar descobertas e hipóteses.

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.
EM13CNT307: Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta atividade abrange as Leis de Newton de forma integrada com plataformas de simulação virtual, o que proporciona uma experiência de aprendizado prática e intuitiva. Os alunos terão a oportunidade de explorar conceitos fundamentais, como inércia, força e ação e reação, em ambientes de simulação que permitem observar e manipular variáveis relacionadas. Isso é essencial para aprofundar a compreensão teórica através de experimentos que seriam desafiadores de realizar em um ambiente físico. O debate subsequente e a troca de ideias entre os alunos proporcionam uma análise mais rica e diversificada dos conceitos explorados. Esse plano de aula foi concebido para alcançar uma abordagem interdisciplinar, ao relacionar conceitos de Física com o desenvolvimento de competências analíticas e colaborativas, abrangendo áreas de Física Experimental, Colaboração Científica e Análise de Dados.

Exploração das Leis de Newton.
Utilização de simuladores online.
Discussão analítica em grupo.

Metodologia

A metodologia utilizada neste plano de aula envolve a aplicação das metodologias ativas de 'Sala de Aula Invertida' e 'Roda de Debate'. A primeira aula será focada em proporcionar aos alunos acesso prévio a materiais didáticos de qualidade através de vídeos e simulações online, o que permite que eles estudem em seu próprio ritmo e cheguem à aula preparadas para discutir os tópicos. Na segunda aula, a 'Roda de Debate' fomentará uma discussão aberta e estruturada, onde os alunos poderão compartilhar suas observações e confrontar diferentes pontos de vista, o que enriquece o aprendizado cooperativo e crítico. Isso promove o despertar da curiosidade científica, o desenvolvimento da capacidade de argumentação e o fortalecimento das habilidades sociais, essenciais para futuros cientistas e cidadãos críticos.

Sala de Aula Invertida
Roda de Debate

Aulas e Sequências Didáticas

O plano de aula está organizado em duas sessões de 50 minutos cada, visando maximizar o engajamento e a assimilação dos conceitos pelas metodologias aplicadas. Na primeira aula, os alunos realizarão uma imersão em vídeos e simuladores online, com foco na aprendizagem individual do conteúdo teórico das Leis de Newton. Esta fase permite que cada aluno avance no seu próprio ritmo, adequando-se ao seu estilo de aprendizagem. A segunda aula envolverá a Roda de Debate, um momento em que os alunos se reunirão para discutir e formular hipóteses com base nos experimentos que realizaram virtualmente. Esse cronograma foi projetado para que haja um equilíbrio entre o aprendizado autônomo e a interação em grupo, garantindo que o conhecimento adquirido individualmente seja discutido, criticado e ampliado de forma colaborativa.

Aula 1: Imersão em vídeos e simulações sobre Leis de Newton

Momento 1: Introdução às Leis de Newton (Estimativa: 10 minutos)
Inicie a aula apresentando brevemente as Leis de Newton. Utilize um quadro ou apresentação de slides para destacar os conceitos principais de forma visual. É importante que você cative a atenção dos alunos para despertar o interesse inicial. Pergunte aos alunos o que sabem sobre o tema, promovendo uma pequena discussão inicial para ativar conhecimentos prévios.

Momento 2: Vídeos Educacionais (Estimativa: 15 minutos)
Projete um ou dois vídeos curtos que expliquem de maneira clara e visual cada uma das Leis de Newton. Pause após cada vídeo para discutir brevemente o conteúdo e tirar dúvidas. Incentive os alunos a anotarem pontos importantes para referência futura. Observe se todos os alunos estão atentos e compreendendo o material apresentado.

Momento 3: Simulações Online (Estimativa: 20 minutos)
Instrua os alunos a acessarem a plataforma de simulações online. Dê aos alunos tempo para explorar diferentes cenários que demonstrem cada uma das Leis de Newton. Permita que eles realizem ajustes nos parâmetros para observar diferentes resultados. Ajude os alunos que possam ter dificuldades técnicas. Avalie a compreensão pedindo aos alunos para compartilharem suas observações e descreverem os experimentos realizados.

Momento 4: Reflexão Final (Estimativa: 5 minutos)
Conclua a aula com uma breve reflexão sobre o que foi aprendido. Permita que os alunos façam comentários ou perguntas adicionais. Resuma os pontos chave e destaque a importância dos conteúdos para a compreensão da física no cotidiano. Solicite que os alunos anote perguntas ou conceitos que desejam explorar em maior profundidade.

Estratégias de inclusão e acessibilidade:
Para garantir a inclusão, assegure-se que todos os vídeos tenham legendas e que as simulações sejam acessíveis para todos os alunos, oferecendo alternativas em casos de dificuldades técnicas. Se houver alunos com deficiência auditiva, verifique se há material de apoio visual ou texto gráfico sobre os vídeos assistidos. Crie grupos mistos para explorar as simulações, incentivando a colaboração. Isso garantirá que os alunos possam se apoiar mutuamente, proporcionando um ambiente de aprendizado mais inclusivo.

Aula 2: Discussões e formulação de hipóteses em Roda de Debate

Momento 1: Introdução ao Debate (Estimativa: 10 minutos)
Inicie a aula explicando o propósito e as regras da roda de debate. É importante que os alunos compreendam que o objetivo é compartilhar observações e formular hipóteses com base nas simulações realizadas na aula anterior. Reforce o valor da escuta ativa e do respeito às opiniões divergentes. Em seguida, divida os alunos em grupos menores para facilitar a interação.

Momento 2: Apresentação de Observações (Estimativa: 15 minutos)
Permita que cada grupo compartilhe suas observações das simulações realizadas. Incentive os alunos a utilizarem dados específicos das simulações para embasar suas falas. Observe se algumas observações complementam outras, ajudando a conectar informações. Utilize esta etapa para avaliar a compreensão dos conceitos discutidos.

Momento 3: Formulação de Hipóteses (Estimativa: 15 minutos)
Oriente os grupos a formular hipóteses baseadas nas observações compartilhadas. É relevante que cada grupo proponha pelo menos uma hipótese. Passe por entre os grupos, fornecendo suporte e ajudando a refinar as ideias. Avalie a capacidade de argumentação e coerência nas hipóteses formuladas.

Momento 4: Reflexão e Síntese Coletiva (Estimativa: 10 minutos)
Reúna todos os grupos novamente e promova uma discussão coletiva sobre as hipóteses levantadas. Permita que os alunos escolham as melhores hipóteses para cada uma das Leis de Newton discutidas. Finalize a aula com uma síntese das aprendizagens e da importância de investigar e discutir conceitos de forma colaborativa e crítica. Solicite aos alunos que registrem as hipóteses mais interessantes e pertinentes.

Estratégias de inclusão e acessibilidade:
Certifique-se de que todos os alunos tenham a oportunidade de participar da discussão. Caso alguns alunos sejam mais tímidos ou introvertidos, encoraje-os a contribuir de forma escrita, caso se sintam mais confortáveis. Se houver necessidade, ofereça materiais de apoio visual para auxilar na compreensão das discussões. Crie grupos heterogêneos, equilibrando diferentes habilidades e perspectivas, assegurando que cada aluno tenha a oportunidade de expressar suas ideias. Fique atento às necessidades individuais para garantir que todos se sintam integrados e valorizados no debate.

Avaliação

As avaliações para esta atividade são diversificadas e adaptadas para captar o desempenho dos alunos de forma abrangente. Serão utilizadas avaliações formativas e somativas. Na avaliação formativa, os alunos poderão ser avaliados ao longo da atividade por meio de observações do professor durante as discussões, focando em como aplicam e justificam suas hipóteses e interpretações. Esse método permite a adaptação e intervenção pontual para corrigir possíveis lacunas em tempo real. Na avaliação somativa, será solicitado aos alunos que produzam um relatório escrito detalhando as etapas dos experimentos virtuais, suas observações e conclusões com base nas Leis de Newton. Os critérios incluem a clareza e coerência das conclusões, a justificativa e a compreensão dos conceitos aplicados. Adicionalmente, feedbacks construtivos serão fornecidos para apoiar o crescimento contínuo, e adaptações nas avaliações serão consideradas para garantir a inclusão de todos os alunos.

Avaliação formativa através de observação e interação
Avaliação somativa através de relatório escrito

Materiais e ferramentas:

Os recursos necessários para a realização desta atividade são diversificados e incorporam tecnologias que maximizam o aprendizado interativo. Vídeos explicativos sobre as Leis de Newton serão disponibilizados em plataformas educacionais, acessíveis de qualquer dispositivo conectado à internet, promovendo a flexibilidade de estudo individual. Além disso, serão utilizados simuladores online que permitem a experimentação de fenômenos físicos de forma segura e dinâmica. Esses recursos foram escolhidos para fornecer uma experiência prática enquanto garantem a acessibilidade universal dos materiais. A combinação de diferentes mídias tem como objetivo facilitar o acesso a diferentes estilos de aprendizagem e fomentar o interesse pela Física através de tecnologias que são familiares ao cotidiano dos alunos.

Vídeos educacionais sobre Leis de Newton
Simuladores online de fenômenos físicos

Inclusão e acessibilidade

Entendemos que os professores têm muitos desafios e responsabilidades em seu cotidiano, por isso, apresentamos estratégias de inclusão e acessibilidade que são práticas e de baixo custo. Para garantir que a atividade seja inclusiva, sugere-se a utilização de legendas nos vídeos, ferramentas de leitura de texto para voz e ajuste de contraste nas simulações para atender alunos com diferentes necessidades sensoriais. A comunicação com os alunos deve ser clara, direta e acessível, respeitando diferentes estilos e velocidades de aprendizado. Embora a turma especificada não tenha deficiências, essas práticas gerais de acessibilidade podem beneficiar todos os alunos. Incentivar o ambiente de cooperação durante a roda de debate, onde cada voz é ouvida e respeitada, é fundamental para promover a inclusão. Além disso, as avaliações devem ser adaptáveis, considerando diferentes formas de expressão do conhecimento adquirido.

Utilização de legendas nos vídeos
Ferramentas de leitura de texto para voz

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