Laboratório de Mudanças Climáticas: Energia e Ambiente

Desenvolvida por: Fernan… (com assistência da tecnologia Profy)
Área do Conhecimento/Disciplinas: Física
Temática: Termologia, Mudanças Climáticas e Energia

A atividade ' Mudanças Climáticas: atividade experimental para entendimento do Efeito Estufa' tem como objetivo explorar os efeitos térmicos das mudanças climáticas através de experiências práticas. Os estudantes, divididos em grupos, irão recriar pequenos experimentos que simulam o aquecimento global usando recursos simples como lâmpadas incandescentes. Estes experimentos permitirão que os alunos observem como a temperatura ambiente pode ser alterada devido a interferência humana e discutam o impacto do aumento dos gases do efeito estufa. Além disso, as descobertas feitas durante os experimentos serão apresentadas pelos grupos, proporcionando uma oportunidade para que discutam como diferentes tipos de geradores elétricos afetam o clima. Embora a atividade seja voltada à disciplina de Física, especificamente à área de Termologia, incentiva uma abordagem interdisciplinar ao integrar conhecimentos de ciências naturais e discussões sobre implicações sociais e tecnológicas. O trabalho em grupo promoverá habilidades sociais essenciais, como empatia, colaboração e comunicação efetiva, ao mesmo tempo que capacita os alunos a assumir responsabilidade em projetos desafiadores. Esta atividade busca não apenas promover o entendimento dos conceitos físicos, mas também estimular o pensamento crítico sobre questões ambientais atuais, incentivando os estudantes a compreenderem seu papel no enfrentamento das mudanças climáticas.

Objetivos de Aprendizagem

O principal objetivo desta proposta é levar os estudantes a compreender o fenômeno do efeito estufa e o aquecimento global a partir de uma abordagem científica, experimental e reflexiva, desenvolvendo o letramento científico e a consciência ambiental. Por meio da realização de uma simulação prática simples, os alunos serão incentivados a observar, analisar e interpretar os resultados, relacionando-os aos mecanismos físicos que regulam a temperatura da Terra.

Além disso, busca-se que os estudantes identifiquem os principais gases responsáveis pelo efeito estufa, reconhecendo suas origens naturais e antrópicas, e sejam capazes de distinguir o efeito estufa natural daquele intensificado pela ação humana. A atividade também visa promover o desenvolvimento de competências sociais, como trabalho em equipe e comunicação eficaz, essenciais para o engajamento em debates e na apresentação de argumentos. Além disso, busca-se engajar os alunos em discussões sobre as consequências das ações humanas sobre o clima, estimulando uma postura crítica e responsável perante questões ambientais globais.

  • Compreender os conceitos de termologia relacionados às mudanças climáticas.
  • Desenvolver habilidades de análise crítica e resolução de problemas.
  • Compreender o conceito de efeito estufa e o aquecimento, a partir de uma abordagem científica e experimental, e os principais gases que atuam neste fenômeno.
  • Engajar em debates sobre questões ambientais e tecnológicas.
  • Diferenciar o efeito estufa natural e o efeito causado pela ação humana.

Habilidades Específicas BNCC

  • EM13CNT305: Investigar e discutir o uso indevido de conhecimentos das Ciências da Natureza na justificativa de processos de discriminação, segregação e privação de direitos individuais e coletivos, em diferentes contextos sociais e históricos, para promover a equidade e o respeito à diversidade.
  • EM13CNT308: Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático da atividade inclui a exploração de princípios de termologia aplicados às mudanças climáticas, focando no entendimento do aquecimento global e do efeito estufa. Os alunos deverão aplicar conceitos físico para investigar como o calor é gerado e transferido, e como isso se relaciona com questões ambientais. Além disso, será abordada a análise crítica dos impactos de diferentes fontes de energia no clima, discutindo as vantagens e desvantagens de geradores elétricos em um contexto de sustentabilidade. De forma complementar, os conceitos de energia, calor e temperatura serão revisados e conectados a eventos climáticos atuais, promovendo uma visão integrada que conecta o conhecimento científico a fenômenos globais reais.

  • Princípios de termologia aplicados às mudanças climáticas.
  • Funcionamento do aquecimento global e efeito estufa.
  • Impacto das fontes de energia sobre o clima.
  • Revisão de conceitos de energia, calor e temperatura.
  • A revisão dos conceitos de energia, calor e temperatura é fundamental para que os alunos do 1º ano do Ensino Médio compreendam as bases físicas das mudanças climáticas e dos fenômenos. Nessa revisão, destaca-se que energia é a capacidade de realizar trabalho, enquanto calor é a energia térmica em trânsito entre corpos com diferentes temperaturas. Já a temperatura mede o grau de agitação das partículas de um corpo, sendo distinta do calor, pois não representa energia em movimento.

    Ao final, espera-se que os alunos aprendem sobre transferência de calor, capacidade térmica e calor específico e também compreendam os modos de propagação do calor  — condução, convecção e radiação — e sejam capazes de relacionar esses conceitos às atividades cotidianas e aos fenômenos naturais, desenvolvendo uma visão crítica e investigativa sobre o papel da energia nas questões climáticas e ambientais.

Metodologia

A metodologia aplicada na atividade integra aprendizado baseado em projetos e aula expositiva. Os alunos serão inicialmente organizados em grupos, onde desenvolverão projetos experimentais que representam situações reais de aquecimento global, utilizando materiais acessíveis como lâmpadas incandescentes. Esse formato de ensino incentiva o protagonismo estudantil, permitindo autonomia na condução dos experimentos e na apresentação das suas descobertas. A aula expositiva será utilizada no fechamento da atividade, onde os conceitos científicos referentes às experiências serão consolidados. Esta abordagem metodológica favorece uma aprendizagem participativa e crítica, ao estimular os alunos a relacionarem teoria e prática de forma contextualizada, promovendo uma aprendizagem significativa e duradoura.

  • Aprendizagem Baseada em Projetos.
  • Aula Expositiva.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma da atividade está planejado para ser concluído em uma única aula. Durante essa aula, os alunos devem ser capazes de formular hipóteses, conduzir experimentos, e posteriormente apresentar e discutir suas descobertas. Esta alocação de tempo busca otimizar o engajamento dos estudantes e proporcionar uma experiência de aprendizado dinâmica e completa. A primeira metade da aula é dedicada à execução dos experimentos em grupos; a segunda metade, à apresentação dos resultados e à aula expositiva. Este formato permite que os alunos explorem conceitos por meio da prática e fortaleçam suas habilidades de comunicação ao apresentarem e debaterem seus achados.

  • Aula 1: Condução de Experimentos e Discussão Teórica.
  • Momento 1: Introdução e Contextualização (Duração: 3 minutos)
    Explicação brevemente o objetivo da atividade, enfatizando a importância de compreender os efeitos térmicos das mudanças climáticas e o papel dos gases do efeito estufa. É importante reforçar a relevância dessa compreensão no contexto atual. Permita que os alunos compartilhem suas percepções iniciais sobre o tema, promovendo um ambiente interativo. Esclareça as regras de segurança para os experimentos e forneça instruções gerais. Observar se todos entenderam e se estão confortáveis para prosseguir.

    Momento 2: Preparação e explicação dos Experimentos (Duração: 2 minutos)
    Dividir os alunos em grupos, sortear os experimentos para cada grupo e explicar o que se espera do protótipo e quais as perguntas que devem ser respondidas. Circule pela sala para observar a separação dos grupos e esteja disponível para oferecer orientações pontuais onde for necessário. Incentive a comunicação e colaboração dentro dos grupos, enfatizando a importância dessas habilidades. Avalie a participação e engajamento dos alunos, anotando suas interações e contribuições.

    Momento 3: Explicação sobre os conceitos de energia e calor (Duração: 10 minutos)

    Na aula, os conceitos de transferência de calor, capacidade térmica e calor específico serão explorados de forma integrada, com base em situações práticas e experimentais. Os alunos observarão como o calor se transfere entre corpos de diferentes temperaturas, aplicando a equação Q = m.c.ΔT para calcular a quantidade de calor envolvida. Será destacada a diferença entre capacidade térmica C=Q/ΔT, que depende do corpo como um todo, e calor específico, que é uma propriedade característica de cada material. Através de experimentos simples, como o aquecimento de substâncias distintas, os estudantes compararão como cada material reage à mesma quantidade de calor, compreendendo o papel da massa e do calor específico na variação de temperatura. Essas atividades permitirão relacionar teoria e prática, consolidando o entendimento dos processos térmicos.

    Estratégias de inclusão e acessibilidade:

    Embora nenhum aluno com necessidades específicas tenha sido mencionado, é essencial manter um ambiente inclusivo. Garanta que todos tenham acesso visual e auditivo adequados, fazendo ajustes no volume de sua voz ou no posicionamento dos alunos para melhor visualização. Considere definir um tempo extra para alunos que possam precisar de mais tempo para concluir suas observações ou participar das discussões. Incentive que os alunos ajudem uns aos outros, fomentando uma atmosfera de colaboração e empatia.

Avaliação

O modelo avaliativo foi desenhado para incluir múltiplas formas de avaliação, visando assegurar que os objetivos de aprendizagem sejam atingidos de maneira eficaz e inclusiva. A avaliação formativa ocorrerá durante a condução dos experimentos. O objetivo é avaliar a compreensão dos conceitos e a aplicação prática dos mesmos. Os critérios de avaliação incluem a precisão científica das experiências, a clareza na apresentação dos resultados e o envolvimento crítico nas discussões. Um exemplo prático seria avaliar a capacidade dos alunos de argumentar sobre os impactos ambientais dos geradores elétricos discutidos. Ademais, a avaliação somativa poderá incluir trabalhos escritos, permitindo que os estudantes elaborem sobre o que aprenderam e identifiquem áreas de aprimoramento. Ao final do bimestre será somado uma nota de prova contemplando os conceitos discutidos.

  • Relatórios Escrito.
  • Apresentação e Discussão de Resultados.
  • Prova escrita 

Materiais e ferramentas:

Os recursos necessários para realizar a atividade incluem materiais acessíveis e de baixo custo, como lâmpadas incandescentes, termômetros, papel, canetas, garrafas PET, isopor, tinta guaxe etc. Embora o uso de tecnologia digital seja importante, nesta atividade não será permitido, a atividade faz uso criativo de recursos análogos para enriquecer o aprendizado. A sala de aula deve ser reorganizada para favorecer o trabalho em grupo e facilitar a observação dos experimentos. Adicionalmente, é vital que o professor tenha acesso às informações mais recentes sobre as mudanças climáticas e suas implicações para transmitir aos alunos uma visão contextualizada e precisa dos fenômenos estudados.

  • Lâmpadas incandescentes.
  • Termômetros.
  • Papel e canetas.
  • Espaços de Trabalho em Grupo.
  • Garrafas plásticas. 
  • Tinta guaxe. 

Inclusão e acessibilidade

Sabemos que a sobrecarga de trabalho é uma realidade para os professores, mas é essencial garantir que todos os alunos participem de atividades enriquecedoras e acessíveis. Embora não haja alunos com condições específicas na turma, recomenda-se que as estratégias de ensino permitam múltiplas formas de participação e expressão dos alunos. Propostas como formação de grupos heterogêneos podem assegurar que todos os alunos contribuam de acordo com suas fortalezas e adquiram novas competências. Além disso, o professor pode promover discussões inclusivas ao encorajar diferentes perspectivas durante as apresentações. Recomenda-se atenção especial ao ritmo de aprendizagem dos alunos, ajustando a complexidade das tarefas de acordo com suas necessidades individuais. Este monitoramento contínuo será fundamental para assegurar que todos os alunos estejam acompanhando o processo educativo e se sintam apoiados.

  • Grupos Heterogêneos para diversidade de competências.
  • Discussões Inclusivas e Múltiplas Perspectivas.
  • Ajustes no Ritmo de Aprendizagem.

Todos os planos de aula são criados e revisados por professores como você, com auxílio da Inteligência Artificial

Crie agora seu próprio plano de aula
Você ainda tem 1 plano de aula para ler esse mês
Cadastre-se gratuitamente
e tenha livre acesso a mais de 30.000 planos de aula sem custo