TermoChallenge: O Desafio da Eficiência Energética

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

Área do Conhecimento/Disciplinas: Ciências da Natureza

Temática: Termodinâmica e Sustentabilidade

Esta atividade prática pretende engajar os alunos do 1º ano do Ensino Médio numa experiência educativa significativa, onde, através do trabalho colaborativo, serão desafiados a criar protótipos de dispositivos térmicos simples, buscando maximizar a eficiência energética com o uso de materiais do dia a dia e tecnologia acessível. Divididos em pequenos grupos, esses futuros cientistas terão a chance de aplicar conhecimentos de Cinemática escalar e vetorial em contextos termodinâmicos, e, por meio de uma abordagem mão-na-massa e Aprendizagem Baseada em Projetos, deverão explorar os princípios de termodinâmica para entender e explicar o funcionamento de seus protótipos. Ao final do projeto, cada equipe fará uma apresentação detalhada de seu dispositivo, incluindo a explicação do conceito termodinâmico por trás dele e como sua invenção pode impulsionar práticas mais sustentáveis no dia a dia. Esta proposta pedagógica não só visa aprofundar o entendimento dos alunos sobre a importante relação entre termodinâmica e sustentabilidade, mas também desenvolver habilidades sociais e de trabalho em equipe, essenciais para o desenvolvimento pleno de jovens aprendizes.

Objetivos de Aprendizagem

O principal objetivo desta atividade é capacitar os alunos a entender e aplicar os princípios da termodinâmica no desenvolvimento de soluções inovadoras e sustentáveis para problemas cotidianos, fomentando assim um pensamento crítico sobre o uso de energia. Além disso, busca-se desenvolver habilidades de pesquisa, colaboração, comunicação e apresentação, essenciais para o crescimento acadêmico e pessoal dos estudantes. Espera-se que, ao final do projeto, os alunos tenham uma compreensão mais profunda de como os conceitos de física aplicam-se ao desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, além de valorizar a importância da eficiência energética para a sociedade e o meio ambiente.

Compreender e aplicar princípios da termodinâmica na criação de protótipos eficientes
Desenvolver habilidades de trabalho em equipe e colaboração
Aprimorar capacidades de comunicação e apresentação
Promover o pensamento crítico sobre sustentabilidade e eficiência energética

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT101: Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
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.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta atividade será centrado no estudo da termodinâmica, abordando temas específicos como a Cinemática escalar e vetorial, leis da termodinâmica, eficiência energética, além de conceitos básicos de sustentabilidade. Estes conhecimentos proporcionarão a base teórica necessária para que os alunos desenvolvam seus protótipos e compreendam a importância da eficiência energética e sua relação com práticas sustentáveis.

Fundamentos da termodinâmica
Cinemática escalar e vetorial aplicada a sistemas térmicos
Princípios de eficiência energética
Sustentabilidade e tecnologias verdes

Metodologia

A metodologia deste projeto seguirá os princípios da Aprendizagem Baseada em Projetos e Atividades Mão-na-massa, encorajando os alunos a assumirem um papel ativo no seu aprendizado. Serão formados grupos multidisciplinares para promover a colaboração e o intercâmbio de conhecimentos. O desenvolvimento dos protótipos será acompanhado de discussões orientadas, sessões de brainstorming e a utilização de tecnologias digitais para pesquisa e documentação do processo. Avaliações formativas regulares permitirão ajustes e refinamentos ao longo do projeto.

Formação de grupos para trabalho colaborativo
Sessões de brainstorming para ideação
Desenvolvimento de protótipos com materiais do cotidiano
Uso de tecnologias digitais para pesquisa e documentação
Avaliações formativas e ajustes durante o projeto

Aulas e Sequências Didáticas

A carga horária total desta atividade será de 1 hora, dividida em 1.5 aulas de 40 minutos. Na primeira aula, será feita a introdução dos conceitos e formação dos grupos. O desenvolvimento dos protótipos e a pesquisa ocorrerão ao longo da atividade e a apresentação dos resultados e avaliação comporão a última etapa.

Aula 1: Introdução aos conceitos e formação dos grupos (40 minutos)
Aula 2: Desenvolvimento dos protótipos e pesquisa (40 minutos)
Apresentação dos protótipos e avaliação final (20 minutos)

Avaliação

A avaliação da atividade será realizada com base na criatividade, aplicação correta dos conceitos de termodinâmica, funcionalidade do protótipo, capacidade de trabalhar em equipe, eficácia na comunicação e apresentação do protótipo, e consideração de práticas sustentáveis. Será adotado um sistema de pontuação detalhado que cobrirá cada um desses aspectos. Exemplos de critérios podem incluir: correção na explicação dos princípios termodinâmicos aplicados, inovação no design do protótipo e clareza e persuasão na apresentação.

Materiais e ferramentas:

Para o desenvolvimento desta atividade serão necessários materiais variados do cotidiano que os alunos possam utilizar para construir seus protótipos, acesso a computadores com internet para pesquisa, softwares de design (se aplicável), e material básico de escritório para documentação do processo. Além disso, salas de aula adaptadas para comportar trabalhos em grupo e apresentações são essenciais para o sucesso da atividade.

Materiais recicláveis e reutilizáveis para protótipos
Computadores com acesso à internet
Softwares de design (opcional)
Material de escritório para documentação
Espaço adequado para trabalho em grupo e apresentações

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