Eco-Engenheiros do Amanhã: Prototipagem Digital

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

Área do Conhecimento/Disciplinas: Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Temática: Sustentabilidade e Inovação

Nesta atividade, os alunos do 1º ano do Ensino Médio serão introduzidos ao mundo da prototipagem digital com foco em sistemas térmicos sustentáveis. Antes de vir para a sala de aula, eles deverão investigar sobre protótipos digitais que utilizam as variáveis termodinâmicas para promover soluções de sustentabilidade. Após formarem grupos, os estudantes discutirão as informações coletadas e, utilizando aplicativos de desenho e simulação, darão início ao desenho de seus protótipos. Esses protótipos deverão ofertar soluções para diminuição do consumo de energia ou otimização dos recursos naturais. Será essencial a aplicação prática de conhecimentos de termodinâmica para ajustar o design e funcionamento dos sistemas. Ao término, haverá uma apresentação dos protótipos, onde cada grupo explicará o conceito, funcionalidade e impacto ambiental de seus projetos, destacando como as ferramentas digitais foram utilizadas na criação e simulação dos protótipos.

Objetivos de Aprendizagem

O intuito desta atividade é engajar os alunos do 1º ano do Ensino Médio na relevância dos estudos termodinâmicos aplicados à sustentabilidade, incentivar a inovação no design de soluções tecnológicas e promover a competência digital através do uso de softwares de modelagem e simulação. Espera-se que, ao final, os alunos sejam capazes de compreender os fundamentos básicos da termodinâmica aplicada ao desenvolvimento sustentável, desenvolver habilidades de pesquisa, trabalho em equipe, pensamento crítico e resolução de problemas, além de aprimorar sua capacidade de comunicação e apresentação de projetos técnicos.

Compreender os fundamentos da termodinâmica aplicada à sustentabilidade
Desenvolver uma solução criativa e tecnológica para problemas ambientais
Aprimorar habilidades de trabalho em equipe e comunicação
Utilizar tecnologias digitais para design e simulação de protótipos
Promover o pensamento crítico e a inovação

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT102: Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
EM13CNT103: Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.

Conteúdo Programático

Esta atividade direciona a atenção dos estudantes para a importância da sustentabilidade nos sistemas térmicos, explorando conceitos termodinâmicos, como transferência de calor, trabalho e energia. Também enfatiza a habilidade de usar a termodinâmica para pensar em soluções inovadoras e sustentáveis, bem como o papel da tecnologia digital na simulação e design de tais sistemas.

Fundamentos de termodinâmica
Importância da sustentabilidade em sistemas térmicos
Uso de softwares de desenho e simulação
Desenvolvimento de protótipos digitais
Apresentação e argumentação de projetos

Metodologia

Utilizando a Sala de Aula Invertida, os alunos primeiro farão pesquisas em casa e depois aplicarão o conhecimento em sala, promovendo uma aprendizagem ativa. Os grupos discutirão suas ideias e usarão ferramentas digitais para desenvolver protótipos, otimizando o processo educativo e estimulando a inovação.

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade será realizada em duas aulas de 60 minutos cada, divididas entre pesquisa e discussão, design e simulação de protótipos, seguidas pela apresentação e avaliação dos projetos.

Aula 1: Pesquisa, discussão e início da prototipagem digital
Aula 2: Finalização dos protótipos e preparação para as apresentações

Avaliação

Os alunos serão avaliados pelo engajamento no processo de pesquisa e design, eficácia do trabalho em equipe, inovação e sustentabilidade do protótipo proposto, qualidade técnica do uso de softwares de simulação e pela apresentação do projeto. Cada grupo receberá feedback construtivo focando no processo criativo e na aplicação prática dos conhecimentos termodinâmicos.

Materiais e ferramentas:

Serão necessários computadores com acesso à internet, softwares de desenho e simulação (como Tinkercad ou Fusion 360), projetor para as apresentações dos protótipos, além de materiais de apoio para pesquisa sobre termodinâmica e sustentabilidade.

Computadores com acesso à internet
Softwares de desenho e simulação
Projetor para apresentações
Materiais de apoio para pesquisa

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