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Água e energia

 

22/11/2010

Autor e Coautor(es)
Amélia Pereira Batista Porto
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BELO HORIZONTE - MG ESCOLA DE EDUCACAO BASICA E PROFISSIONAL DA UFMG - CENTRO PEDAGOGICO

Lízia Maria Porto Ramos

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Fundamental Inicial Ciências Naturais Recursos tecnológicos
Ensino Fundamental Inicial Ciências Naturais Ambiente
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

Identificar os recursos hídricos como fontes de energia elétrica;

Reconhecer a importância da produção de energia para a vida moderna;

Valorizar o conhecimento científico e a produção tecnologia.

Duração das atividades
4h/a
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Saber que a força da água gera energia.

Estratégias e recursos da aula

Introdução: uma abordagem para o professor   

Ao se desenvolver o ensino e aprendizagem em ciências, consideramos os conceitos, os procedimentos e as atitudes como conteúdos de ensino. Eles devem ser compatíveis com o nível de desenvolvimento cognitivo da criança, ter relevância do ponto de vista social e permitir que ela compreenda as relações entre o ser humano e a natureza mediadas pela tecnologia. Nessa perspectiva, apresentamos o significado de cada um deles.

Conteúdos procedimentais: mostram o que o indivíduo deve saber fazer. Eles são apreendidos, principalmente, mediante a realização contínua das ações que compõem o procedimento em situações significativas, como: formular perguntas e suposições sobre o assunto em estudo; organizar e registrar informações por meio de desenhos, quadros, esquemas, listas e pequenos textos; comunicar, de modo oral, escrito e por meio de desenhos, perguntas, suposições, dados coletados e conclusões; realizar observações, atividades práticas e experimentos; analisar esquemas, desenhos e fotos, consultar glossários e dicionários; realizar pesquisas em diferentes portadores de textos incluindo consultas à internet.

Conteúdos atitudinais: mostram como o indivíduo deve ser. Supõe a reflexão sobre os valores, normas e atitudes na orientação da conduta dele. São exemplos de conteúdos atitudinais: valorizar atitudes e comportamentos positivos em relação aos temas em estudo, tais como ambiente, seres vivos, corpo humano, planeta Terra e universo; ter postura crítica em relação aos diferentes temas estudados, ao desenvolvimento tecnológico e às condições de vida; valorizar o conhecimento científico e tecnológico construído ao longo da história; respeitar os colegas e a si mesmo; colaborar nos trabalhos em grupo e respeitar a participação dos colegas; valorizar a escola e o processo de ensino e aprendizagem como recurso imprescindível à construção da cidadania.

Conteúdos conceituais: mostram o que o indivíduo deve saber. Eles incorporam os fatos, conceitos e princípios. Os fatos, segundo Zabala (1998), possuem caráter concreto e decisivo e são apreendidos de forma memorística, ou seja, o indivíduo identifica as informações e pode integrá-las como novos conhecimentos aos já existentes na estrutura cognitiva. Segundo POZO, 1998, as condições para a aprendizagem dos fatos estão relacionadas ao material, à quantidade de informação e ao grau de organização interna dos alunos, levando em consideração a idade, a capacidade de memória e o uso que fazem dela, assim como a predisposição para a aprendizagem memorística. As relações significativas que se estabelecem entre os fatos permitem a construção de conceitos e princípios, tornando a aprendizagem significativa, ou seja, “trata-se de um processo no qual o que aprendemos é o produto da informação nova interpretada à luz daquilo que sabemos” (POZO, 1998, p. 32). A aprendizagem significativa, portanto, envolve o aprendiz, seu interesse, seus conhecimentos anteriores e sua experiência pessoal. Entretanto, como afirma Zaballa (1998, p. 39),

“[…] antes de efetuar uma análise diferenciada dos conteúdos, é conveniente nos prevenir do perigo de compartimentar o que nunca se encontra de modo separado nas estruturas de conhecimento. A diferenciação dos elementos que as integram, inclusive a tipificação das características destes elementos, que denominamos conteúdos, é uma construção intelectual para compreender o pensamento e o comportamento das pessoas. Em sentido estrito, os fatos, conceitos, técnicas, valores, etc., não existem. Estes termos foram criados para ajudar a compreender os processos cognitivos e condutuais, o que torna necessária sua diferenciação e parcialização metodológica em compartimentos para podermos analisar o que sempre se dá de maneira integrada.

A intervenção no processo de ensino aprendizagem requer estratégias metodológicas que possam contribuir para envolver as crianças ativamente na busca de informações e, consequentemente, para o seu aprendizado.

É importante que o professor consiga identificar os limites tênues entre os conteúdos de ensino. Perguntas como: Qual a diferença entre os conteúdos procedimentais, atitudinais e conceituais?; Como essa abordagem pode interferir no processo de aprendizagem? devem estar presentes na avaliação de suas intervenções de forma a contribuir para a formação do aluno de maneira integral.

Esta aula foi desenvolvida sobre o tema Água e Energia. Durante centenas de anos, o movimento da água foi usado nos moinhos. A passagem da água faz mover lemes de madeira, que estão ligados a uma mó (pedra granítica redonda muito pesada). Essa roda mói o milho, transformando-o em farinha.

Atualmente, a força da água é usada para produzir energia elétrica. Hidra significa água. Energia hidrelétrica é a eletricidade produzida por meio do movimento da água. Normalmente, constroem-se diques, que param o curso da água, acumulando-a num reservatório (barragem). Quando se abrem as comportas da barragem, a água presa passa pelas lâminas da turbina, fazendo-a girar. Ao girar a turbina, o processo se repete, ou seja, o gerador ligado à turbina transforma a energia mecânica em energia elétrica.

Estratégia:   

Como os alunos poderão atingir os objetivos propostos:   

Os alunos poderão atingir os objetivos propostos através de conversa dialogada em que vão expor suas ideias a respeito do que sabem sobre a água e energia.  Instigados pelas atividades exploradas no desenvolvimento da aula esperamos que os alunos construam conhecimento sobre o assunto.   

Como o professor irá ativar esse processo:   

Levantando situações – problema para que os alunos emitam suas ideias sobre o assunto explorado, propondo atividade experimental, leitura de textos, exibindo vídeos e instigando a participação dos alunos nas discussões realizadas no decorrer da aula.

Atividade 1: levantando os conhecimentos prévios   

Para levantar o conhecimento prévio propomos a construção de um modelo de roda-d’água. A partir do modelo os alunos serão instigados a observarem como a movimentação da água aciona a roda-d’água, gerando energia mecânica (obtida através da força da água).   

Construção de um modelo de roda-d’água

Explique aos alunos que nesta atividade, eles vão montar um modelo simples de roda-d’água e observar como ela se movimenta. Antes procure saber se os alunos conhecem uma roda-d’água e para que ela serve. Se necessário, peça-lhes que consultem a internet ou pessoas que sabem sobre o assunto, antes de realizar a construção do modelo.

Após ouvir as informações trazidas pelos alunos explique então que a roda-d'água é um dispositivo circular montado sobre um eixo com pás que ajudam a na sua movimentaçao. Foram muito usadas para moer grãos como trigo, milho, cevada, aveia e podem ser encontradas ainda hoje realizando essas funções. A roda-d’água é utilizada, principalmente, na zona rural, para movimentar pilões na produção de fubá e farinha de milho, descascar grãos de arroz e de trigo, além de outros usos.

Não antecipe informações sobre como a movimentação da água aciona a roda-d’água e gera energia, pois esse conhecimento será construído a partir de análise do modelo de roda-d’água montado.   

Para maiores informações sobre a roda-d’água acesse o link:

http://aguasmornas.sc.gov.br/historico-engenhos.htm  - Acesso em novembro de 2010.

Apresente para a turma a foto e o desenho abaixo e pergunte:

Autor: Márcio L. Castro, 2010.

Levantando hipóteses 

O que acontecerá com a roda-d’água ao ser colocada debaixo da torneira? Que materiais vamos precisar para construir o modelo?

Liste com os alunos o material necessário: Um espeto de madeira ou de churrasco cortado ao meio; quatro palitos de dente; uma rolha; duas tampas de pote de margarina; fita crepe; uma garrafa grande de refrigerante; dois canudos; tesoura sem ponta.

Escreva também, em conjunto com a turma, os passos que devem ser seguidos no “Como fazer”.   

Sugestão do passo a passo:   

.Espete o palito de madeira ou churrasco e os palitos de dentes na rolha.

.Corte quatro quadrados de 3 cm de lado com as tampas de margarina.

.Prenda cada pedaço na ponta de cada palito de dente.

.Encaixe os canudos no espeto de madeira ou de churrasco.

.Corte a garrafa ao meio e faça um V de cada lado.

.Encaixe a roda-d’água na garrafa e abra a torneira em cima de um dos quadrados.

Terminada a construção e observação da roda-d’água em movimento pergunte para a turma:  

- Por que a água corrente é capaz de movimentar a roda-d’água?

- Qual a relação entre o funcionamento da roda-d’água construída com o de uma roda-d’água utilizada para moer grãos?   

Agora, peça aos alunos que observem as imagens e troquem ideias em turma: 

http://www.jornaldacidade.net/2008/noticia.php?id=7173 - acessado em 18/11/10.

 

http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/modules/mylinks/viewcat.php?cid=11&min=1160&orderby=titleA&show=10 - acessado em 18/11/10.  

. O que é uma usina hidrelétrica?

. Para que elas servem?  

. Onde elas são construídas? Explique.  

. Que relação existe entre o funcionamento das rodas-d’água e das hidrelétricas?

Escute as ideias dos alunos e verifique se eles relacionam a utilização da força da água para gerar energia e a possibilidade de transformação de um tipo de energia em outro.

Atividade 2: como funciona uma hidrelétrica   

Professor: apresente para a turma o vídeo sobre o funcionamento de uma hidrelétrica. Deixe que os alunos assistam com atenção, se preciso exiba mais de uma vez o vídeo e depois peça que eles contem como é o funcionamento de uma hidrelétrica. Verifique se os alunos compreenderam as informações apresentadas.  

 http://www.youtube.com/watch?v=VE5DF_4s6r8 Cambalhota Ciência - Mini-Usina Hidrelétrica (consultado em 08/11/10).    

Atividade 3: escrevendo uma história em quadrinhos   

Distribua o texto para leitura da turma. Discuta as informações apresentadas relacionando-as aos vídeos assistidos

Após as discussões organize a turma em duplas para que escrevam uma história em quadrinhos a partir dos vídeos exibidos e das informações do texto. Criem as personagens, planejem as informações que deverão constar em cada quadrinho, as ilustrações que serão feitas. A história elaborada será apresentada para a turma num dia combinado.   

A força da água

Desde o tempo das cavernas, o ser humano sabia que não poderia viver sem água. Além de utilizá-la para saciar a sede, nela se banhava. Usando troncos de árvores, passou a fazer canoas e jangadas. A água passou, assim, a constituir uma via de transporte.

O ser humano descobriu que o movimento das águas poderia facilitar-lhe o trabalho e gerar energia. A energia existe no universo sob várias formas. Em nossa vida cotidiana, percebemos a presença da energia na luz solar e em muitos fenômenos naturais, como: as marés e as ondas do mar, o relâmpago e o fogo, entre outros.

Não se pode criar nem destruir energia, pois ela sempre se conserva. O que podemos fazer é transformá-la de um tipo em outro. É o que acontece quando a energia em movimento produzida pela queda-d’água é transformada em energia mecânica acionando a roda-d’água, que pode ser usada, por exemplo, para movimentar um pilão a ela acoplado.

A roda-d’água é um exemplo da energia em movimento produzida pela queda-d’água. Ela tem sido utilizada ao longo do tempo, principalmente no meio rural, para movimentar pilões.

Atualmente as corredeiras e quedas da água dos rios são usadas para produzir energia elétrica em Hidrelétricas.  A energia hidráulica é a energia gerada através do movimento da água, podendo ser disponibilizada sob a forma de eletricidade, ou diretamente sob a forma de energia mecânica como aquela que acionou o movimento da roda-d’água.

Na maioria das hidrelétricas a transformação da energia contida nos cursos de água em energia aproveitável é feita por meio de turbinas que são equipamentos construídos para captar e converter energia mecânica e térmica em energia elétrica.

Inicialmente a água é represada em barragens. Quando as comportas da barragem são abertas a água passa pela turbina fazendo-a girar, usando a força motriz da água.

Um gerador -  dispositivo utilizado para a conversão da energia -  ligado à turbina,  transforma a energia mecânica em energia elétrica.

Atividade 4: a importância da energia para a vida moderna

No mundo atual a energia elétrica é indispensável para a sociedade. Imagine a vida atualmente sem energia. Toda a produção industrial paralisada, hospitais, escolas, ruas sem iluminação. Se pensarmos um pouquinho podemos perceber a importância da energia para o mundo.

Leia a reportagem escrita em 11/11/2009 para o Bom dia Rio e veja o que aconteceu num estado brasileiro: Rio de Janeiro, ao ficar algumas horas sem energia.

Apagão deixa Rio às escuras e causa transtornos na cidade Blecaute atingiu todas as regiões. Trânsito ficou caótico, sem os sinais de trânsito. Muitas pessoas ficaram presas em elevadores. Houve também reclamação de assaltos.

Uma noite que muita gente não vai esquecer. Eram 22h13 quando um apagão atingiu boa parte do país, incluindo todo o estado do Rio. Pessoas ficaram presas em elevadores, trens e metrô. Gente ficou sem enxergar nada nas ruas. O trânsito ficou caótico com os sinais apagados e pessoas reclamando de assaltos no meio da escuridão. Só por volta de meia-noite e meia, a energia começou a voltar, aos poucos.

Segundo as concessionárias responsáveis pelo fornecimento de energia no estado do Rio, o sistema já voltou ao normal em boa parte do estado na manhã desta quarta-feira (11), mas ainda há problemas, segundo a Light, em bairros da Zona Oeste, como Realengo e Santa Cruz e também em municípios da Baixada Fluminense, como Nova Iguaçu e Duque de Caxias. As concessionárias dizem que o fornecimento nesses locais vai ser restabelecido ainda na manhã desta quarta-feira (11).

Itaipu é a maior hidrelétrica do mundo. Esse efeito dominó que acabou apagando a luz em dez estados do país foi provocado ainda não se sabe porque. O Ministério de Minas e Energias informou que está investigando as causas desse apagão que pode ter sido causado por uma pane elétrica ou também por efeitos climáticos. Ainda não há o motivo oficial desse apagão.

Pouco depois das 22h, a cidade ficou iluminada apenas pelos faróis dos carros. Nas ruas prevenidos eram poucos. E, por sorte, a chuva parou.

Na principal avenida do centro da cidade, a Presidente Vargas os semáforos estavam desligados. A Guarda Municipal montou plantão nos cruzamentos pra organizar o trânsito e evitar acidentes. Quando começou o apagão, muita gente voltava pra casa e ficou pelo caminho.

A Central do Brasil fechou as portas. No entorno da estação, pontos de ônibus lotados. Na Avenida Rio Branco, a espera também foi longa. Poucos prédios permaneceram iluminados. Luz mantida por geradores, como no Hospital Souza Aguiar. No quartel central dos bombeiros, as equipes ficaram atentas. Na Lapa, a região mais boêmia do Rio, ficou fechada e praticamente deserta.

No meio de tanta confusão, muita gente tentava entender o que estava acontecendo.

A insegurança aumentou.

Muito tempo depois, a imagem do cristo surgiu à distância. Era o primeiro sinal de volta da eletricidade. Enquanto em alguns bairros da região metropolitana o abastecimento foi restabelecido aos poucos, no centro do Rio, mais de três horas depois do início do blecaute, tudo ainda estava às escuras. Foram mais alguns minutos até que a Central do Brasil voltasse a ficar iluminada.

22h15. Todas as ruas há estavam escuras, só iluminadas pelos faróis. O Aterro do Flamengo, de paisagem tão característica, parecia um lugar qualquer da cidade. Em Copacabana, quem ainda tentava voltar pra casa, decidiu esperar mais. Paciência à luz de velas.

23h. Chovia. Perto da praça Vanhargem, na Tijuca, os bares já estavam lotados. A escuridão pegou de surpresa quem não tinha estoque de velas.

Perto da entrada do Túnel Rebouças, as principais ligações entre as zona Sul e Norte da cidade. Por volta de meia-noite, há a um intenso movimento de carros, mas a situação era bem diferente.

Os aeroportos Internacional e Santos Dumont diminuíram os vôos no horário previsto, às 23h Nada a ver com a cidade escura. Mesmo com pouco movimento, os geradores continuaram abastecendo as lâmpadas dos refletores.

Na central de abastecimento do estado, em Benfica, mais de quatro mil pessoas costumam circular normalmente. Mas, em uma madrugada de lojas fechadas, os corredores ficaram vazios. No escuro, os comerciantes, literalmente, contavam os prejuízos.  

Apagão, que atingiu vários estados essa noite, trouxe muitos transtornos. Motoristas com medo de enfrentar a escuridão adiaram a volta para casa depois do trabalho. Onde tinha luz, também havia gente esperando que a situação voltasse ao normal. A madrugada em uma das maiores regiões da capital, a Zona Oeste, também foi complicada.

Pelo Globocop dá pra se ter uma ideia do tamanho do problema: praticamente a região inteira ficou no escuro. Os bombeiros receberam vários chamados de moradores presos em elevadores nos prédios da Barra da Tijuca. Luz só mesmo para quem tinha gerador, como um posto de combustível, onde muitos motoristas pararam até que tudo voltasse ao normal. A Avenida das Américas, que corta a Barra da Tijuca, o Recreio dos Bandeirantes e a região de Guaratiba, ficou totalmente apagada. A retomada da energia na Zona Oeste começou a dar sinal por volta de 1h. Mas as linhas Amarela e Vermelha, importantes vias expressas da cidade, continuavam iluminadas apenas pelo farol dos carros. A maior parte dos municípios da Baixada Fluminense ficou toda madrugada sem energia. Em São João de Meriti, um posto de saúde funcionou com ajuda de geradores.

Um homem estava na rua quando foi surpreendido pelo blecaute. Mesmo sem procurar atendimento médico, preferiu passar a noite no posto por causa da escuridão.

 http://rjtv.globo.com/Jornalismo/RJTV/0,,MUL1374321-9101,00.html  - Acesso em novembro de 2010 

Promova uma discussão sobre o texto. Sugestões de perguntas.   

. Qual o significado da palavra apagão?

. Quando o fato descrito na reportagem aconteceu?

. Por que a falta de luz causou tanto transtorno?

. Que aparelhos, máquinas e equipamentos pararam de funcionar?

. Qual a causa do apagão?

. Por que os comerciantes contavam os prejuízos?

. Qual a importância da energia para o mundo moderno?

 

 

Recursos Complementares

Nos sites a seguir você encontra textos que auxiliam o professor no planejamento da aula. Se achar adequado oriente a turma como acessar os links sugeridos e promova uma discussão sobre as informações neles presentes:

http://www.infoescola.com/energia/usina-hidreletrica/  - Acesso em novembro de 2010.    

http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia2000/turmaA/grupo6/usina_hidroeletrica.htm - Acesso em novembro de 2010.      

http://www.cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo2B/Inicio.htm - Acesso em novembro de 2010. 

Avaliação

Avaliar numa perspectiva formativa implica estar atento à construção de conhecimentos conceituais, comportamentais e atitudinais de nossos alunos. Em diferentes momentos foi possível perceber a visão dos alunos em relação as suas ideias iniciais, aquelas apresentadas durante a investigação, à maneira que relacionam com os colegas, sua atitude investigativa e crítica, no decorrer da aula. Feitas estas considerações, propomos mais um momento para que os alunos sejam avaliados em relação aos objetivos propostos inicialmente.

Peça aos alunos que pensem nas atividades que realizam em um dia e a dependência da energia para realizá-las. A seguir peça-lhes para escrever um texto, individualmente, com o seguinte título: “Minha vida com e sem energia elétrica”. Na primeira parte do texto peça que descrevam como é o seu dia com energia elétrica. Na segunda parte como seria este mesmo dia sem energia elétrica. Oriente-os a escrever o texto a partir das atividades, textos, informações dos vídeos e discussões realizadas.

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