Jornada do Cientista: Explorando Funções na Natureza

Desenvolvida por: Márcia… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: Matemática
Temática: Funções Exponenciais na Natureza

Nesta atividade, os alunos do 1º ano do Ensino Médio participarão de uma simulação de jornada científica, onde investigarão evidências de funções exponenciais na natureza. O objetivo é criar e analisar experimentos simples que exemplifiquem o conceito de crescimento exponencial, como a reprodução bacteriana ou a propagação de rumores em uma rede social. Através da atividade, espera-se que os alunos desenvolvam a capacidade de relacionar conceitos de ciências naturais com suas aplicações tecnológicas. Eles irão colaborar em ambientes de grupo, fortalecendo habilidades de comunicação e apresentação, além de refletir sobre suas descobertas e experiências durante o processo. Esta atividade não apenas reforça competências matemáticas, mas também promove habilidades sociais e de análise crítica, essenciais para sua formação integral.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem são focados em desenvolver uma compreensão profunda das funções exponenciais através de aplicações práticas e do estudo de fenômenos naturais. Os alunos serão capazes de perceber como esse conceito matemático está presente em diversos aspectos do mundo ao seu redor, fortalecendo a ligação entre teoria e prática. Além disso, a atividade visa integrar competências das ciências naturais e tecnológicas, ampliando a visão dos alunos sobre a aplicabilidade do conhecimento matemático em diferentes contextos. Outro objetivo essencial é promover o trabalho colaborativo e o protagonismo estudantil, através de atividades em grupo que incentivam a troca de ideias e a reflexão coletiva. Estes objetivos são integralmente alinhados com as diretrizes da BNCC, contribuindo para o desenvolvimento de competências relevantes para o século XXI.

  • Compreender o conceito de funções exponenciais e suas aplicações na natureza.
  • Desenvolver experimentos que exemplifiquem o crescimento exponencial.
  • Fortalecer habilidades de colaboração e comunicação em grupo.
  • Refletir sobre o processo de descoberta científica e suas impressões pessoais.

Habilidades Específicas BNCC

  • EM13MAT107: Compreender, interpretar e utilizar o conceito de função em contextos matemáticos e em contextos sociais, científicos, tecnológicos e outros.
  • EM13MAT406: Elaborar, de forma autônoma, raciocínios que utilizem conceitos fundamentais de álgebra, incluindo a resolução de equações e inequações polinomiais e a comunicação em linguagem matemática adequada.
  • EM13CNT307: Utilizar conhecimentos sobre relações e interações das diversas ciências para interpretar e transformar o mundo ao seu redor.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático abrange o estudo das funções exponenciais, explorando sua definição, características e gráficos. A atividade inclusa proporciona uma aplicação prática desse conhecimento, centrada em experimentos que demonstram o crescimento exponencial em contextos reais. Este conteúdo busca estabelecer uma ponte entre a teoria e a prática, mostrando aos alunos como os conceitos matemáticos são aplicáveis ao ambiente natural e social. Ao compreender as funções exponenciais, os alunos irão desenvolver capacidades analíticas e interpretativas, sendo capazes de organizar e representar dados graficamente, conforme necessário. Essa abordagem incentiva a descoberta e a curiosidade científica, essenciais para a formação acadêmica e cidadã.

  • Definição e características das funções exponenciais.
  • Gráfico e propriedades das funções exponenciais.
  • Crescimento exponencial na natureza e sociedade.
  • Análise de experimentos práticos de crescimento exponencial.

Metodologia

Nesta atividade, a metodologia está centrada na aprendizagem prática e investigativa. Os alunos serão divididos em grupos para executar experimentos simples que observem e analisam o crescimento exponencial em fenômenos naturais e sociais. Essa abordagem prática permite que os estudantes socializem informações, debatam ideias e participem ativamente do processo de ensino-aprendizagem, promovendo a curiosidade e o interesse científico. A utilização de metodologias ativas, como a aprendizagem baseada em projetos, contribui para o desenvolvimento de competências colaborativas e analíticas. Os alunos são incentivados a refletir sobre suas experiências e apresentar suas descobertas de forma organizada e crítica.

  • Aprendizagem baseada em projetos.
  • Trabalho em grupo e colaborativo.
  • Discussões e debates sobre as descobertas.
  • Reflexão e apresentação dos resultados.

Aulas e Sequências Didáticas

O plano de aula está estruturado para se desenvolver em uma única aula de 60 minutos. Durante esse tempo, os alunos participarão de uma introdução teórica seguida pela execução prática de experimentos em grupos. Após a atividade prática, haverá um momento para discussão e análise dos resultados obtidos, permitindo que os alunos apresentem e avaliem suas descobertas. Esse cronograma concentrado visa maximizar a eficácia da aula, garantindo que os alunos tenham tempo suficiente para compreender tanto a parte teórica quanto a prática, além de promover a discussão crítica na turma.

  • Aula 1: Introdução ao conceito de funções exponenciais, execução de experimentos práticos sobre crescimento exponencial, discussão e apresentação dos resultados obtidos.
  • Momento 1: Introdução ao Conceito de Funções Exponenciais (Estimativa: 15 minutos)
    Inicie a aula apresentando uma breve definição de funções exponenciais, destacando suas características principais, como a base constante e o expoente variável. Utilize o quadro branco para desenhar gráficos simples que ilustrem o crescimento exponencial. Explique como esse tipo de função se diferencia de funções lineares e quadráticas. Incentive os alunos a fazerem perguntas para garantir a compreensão.

    Momento 2: Execução de Experimentos Práticos (Estimativa: 25 minutos)
    Divida a turma em pequenos grupos e distribua os materiais necessários para os experimentos (recipientes, água, fermento, etc.). Oriente cada grupo a seguir um protocolo simples para observar o crescimento exponencial, como a fermentação do fermento para simular a reprodução bacteriana. Incentive os alunos a documentarem suas observações e hipóteses no diário de bordo. Circule pela sala para oferecer suporte, esclarecer dúvidas e estimular a discussão.

    Momento 3: Discussão e Apresentação dos Resultados (Estimativa: 15 minutos)
    Conduza uma sessão de discussão aberta, permitindo que cada grupo compartilhe suas descobertas e impressões sobre o experimento. Utilize um projetor para que os grupos mais confiantes apresentem seus resultados para a turma. Peça para que outros alunos forneçam feedback e façam perguntas. Encoraje a reflexão crítica sobre o que foi aprendido e como isso se relaciona com fenômenos naturais.

    Momento 4: Avaliação e Reflexão Individual (Estimativa: 5 minutos)
    Peça aos alunos que escrevam uma breve reflexão no diário de bordo sobre o que aprenderam e como se sentiram durante a atividade. Recolha as reflexões para avaliar a compreensão do conceito e a habilidade de autocrítica dos alunos.

    Estratégias de inclusão e acessibilidade:
    É importante garantir que todos os alunos tenham acesso aos materiais e às explicações. Use um vocabulário claro e pausas frequentes para verificar a compreensão. Forneça materiais em formatos acessíveis, como texto ampliado, se necessário. Organize o ambiente para permitir a mobilidade de alunos com necessidades especiais. Encoraje o trabalho em dupla se algum aluno estiver com dificuldades, promovendo a colaboração e a inclusão.

Avaliação

A avaliação desta atividade pode ser conduzida de diversas maneiras, permitindo que o professor adapte o processo de acordo com as características da turma. Metodologias de avaliação formativa e somativa são recomendadas. A avaliação formativa pode se dar por meio de observação contínua das interações e participações dos alunos durante os experimentos e discussões em grupo. Um diário de bordo onde os alunos registrem suas hipóteses, experimentações e conclusões também pode ser utilizado. A avaliação somativa pode ser realizada através da apresentação final dos resultados, onde os alunos demonstram suas compreensões dos conceitos e metodologias experimentais aplicadas. Critérios mensuráveis incluem compreensão dos conceitos, habilidade de trabalhar em grupo, capacidade de refletir criticamente sobre o experimentado e a clareza na apresentação dos resultados. Exemplo prático: Alunos podem ser avaliados através de rubricas que pontuem a clareza e coerência das apresentações, bem como a profundidade de reflexão demonstrada nos diários de bordo.

  • Avaliação formativa das interações em grupo e experimentação prática.
  • Diário de bordo para registro das hipóteses e conclusões.
  • Avaliação somativa por meio de apresentação de resultados.
  • Critérios de rubrica para avaliar clareza, coerência e reflexão crítica.

Materiais e ferramentas:

Os recursos necessários para a realização desta atividade incluem materiais simples e acessíveis tanto para os experimentos quanto para a apresentação dos resultados. A intenção é garantir que as experiências sejam realizadas de maneira prática e eficaz, sem onerar financeiramente ou sobrecarregar o professor. Além disso, o uso de tecnologias digitais, como aplicativos para gráficos e apresentação de dados, pode ser integrado para enriquecer o processo de ensino. A disponibilização desses recursos visa promover uma experiência educativa enriquecedora e motivadora, abordando tanto os objetivos matemáticos como as competências tecnológicas do século XXI que são essenciais para os alunos.

  • Materiais simples para experimentos, como recipientes plásticos, água, fermento biológico, etc.
  • Quadro branco, marcadores e apagador para discussão em sala.
  • Computadores ou tablets para análise de dados e apresentação de resultados.
  • Projetor e tela para apresentação de descobertas.

Inclusão e acessibilidade

Sabemos que o professor enfrenta uma série de desafios diariamente, mas não podemos deixar de incluir estratégias para promover um ambiente inclusivo para todos os alunos. Para garantir a inclusão e acessibilidade, é recomendável utilizar uma comunicação clara, destacando conceitos chave de maneira visual e escrita. É importante criar espaços de discussão acolhedores, onde as ideias de todos sejam respeitadas e consideradas. Recursos tecnológicos podem ser utilizados para ajustar o ritmo de aprendizagem às diferentes necessidades dos alunos. Estratégias para construção de pares ou grupos mistos de estudo podem ser aplicadas para promover a cooperação e o respeito à diversidade, atendendo assim às diferentes necessidades de aprendizagem. Estes cuidados não apresentam custos extras, mas impacto positivo na participação e no engajamento de todos os estudantes.

  • Utilização de comunicação visual e escrita clara para reforçar conceitos.
  • Criação de um ambiente seguro e acolhedor para discussões em grupo.
  • Uso de tecnologia para adaptar o ritmo de aprendizagem às necessidades dos alunos.
  • Incentivo à formação de grupos mistos para promover a cooperação e respeito à diversidade.

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