·         Certificar-se de que cargas em movimento criam um campo magnético através da experiência de Oersted;

·         Analisar fenômenos de magnetização/imantação de materiais através da simples construção de um eletroímã, utilizando este sistema para verificar a direção do campo magnético no interior de um solenoide;

·         Conhecer a existência e definição de materiais paramagnéticos, diamagnéticos e ferromagnéticos, aprendendo desta maneira os efeitos que o campo magnético causa em um material, assim como a influência do meio no valor do campo magnético;

·         Compreender o funcionamento do Telégrafo e sua importância histórica nos meios de comunicação, montar um protótipo simples deste equipamento e conhecer e utilizar o código Morse.

8 horas/aula

- Conceito de carga;

- Definição de corrente elétrica;

- Campos elétrico e magnético;

- Representação dos componentes de um circuito elétrico em símbolos.

PREPARAÇÃO DA AULA:

Esta aula utilizará a rede social Facebook como ferramenta pedagógica. Assim, o professor deverá criar uma conta para a turma nesta rede social e certificar-se de que todos os alunos sejam adicionados. Será necessário que todos os alunos possuam um email pessoal. Sugere-se, então, que esta etapa seja realizada junto com os discentes antes de iniciar as atividades dessa aula. O docente poderá utilizar um projetor data-show para que todos visualizem seus passos e participem deste processo. Tutorais para a criação de uma conta no Facebook são indicados nos recursos complementares.

ATIVIDADE 1: Redescobrindo a experiência de Oersted: cargas em movimento criam um campo magnético!

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE:

Para o desenvolvimento desta atividade será necessária a preparação de kits para o experimento proposto (material informado adiante), computadores com acesso a internet, câmera digitais ou celulares com câmera, caderno e caneta ou lápis para anotações. O professor deverá acordar com os alunos as seguintes regras:

- Divisão da turma em grupos de 4 (quatro) alunos;

- Participação de todos durante o experimento;

- Respeitar a opinião do colega.

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:

Esta atividade será dividida em dois momentos nos quais os alunos irão realizar experiências e uma pesquisa na internet, respectivamente.

Momento 1: Sala de aula

Neste momento os alunos atuarão como cientistas e serão desafiados pelo professor a realizarem tarefas utilizando os materiais contidos dentro do kit do experimento. Cada grupo deverá receber um kit contendo os seguintes materiais:

- Fios encapados ou esmaltados de pequeno diâmetro;

- Pregos de ferro de 5 cm;

- Pequenas barras de imã (como aquelas utilizadas em imãs de geladeira);

- Alfinetes/clips ou lâmina de metal que seja atraída pelo imã;

- Bússola;

- Pilhas;

- Fita adesiva;

- Tesoura.

O docente deverá solicitar aos grupos que tentem realizar as seguintes tarefas:

- Fazer o ponteiro da bússola se mover, sem tocá-la, das seguintes maneiras:

  1. Usando o imã.

  2. Usando o fio.

- Fazer uma lista de 5 materiais que estejam dentro da sala de aula que são atraídos pelo imã e de 5 materiais que não são atraídos;

- Fazer o prego atrair os alfinetes ou a lâmina de metal.

Deverá ser estabelecido um tempo para a duração deste momento das experiências. Sugere-se entre 20 e 30 minutos.

Os alunos de cada grupo deverão trocar ideias e interagir para alcançar o objetivo de cada tarefa. Ao final do tempo, os grupos deverão compartilhar com os colegas como eles conseguiram atingir o objetivo apresentando o modo como construíram o experimento em cada caso. Com esta finalidade, os integrantes do grupo deverão desenhar na lousa o arranjo do circuito por meio dos símbolos que representam cada componente. Os integrantes do grupo também deverão fotografar o modo como construíram o circuito em cada tarefa. Estas fotos serão postadas no Facebook no momento indicado mais adiante. Caso algum dos objetivos não tenha sido alcançado pelos grupos, o professor deverá solicitar uma nova tentativa ao final do segundo momento.

Figura 1: Resumo do método científico em forma de diagrama, indicando o ato da observação e experimentação como uma etapa fundamental no processo científico.

Fonte: http://elderbio.blogspot.com.br/2011/01/o-pensamento-cientifico.html

Observe que a tentativa de realizar as tarefas ANTES do embasamento teórico faz com que os alunos passem por passos que estimulam o pensamento científico, como resume a figura 1.

Momento 2: Sala de informática

Neste momento os alunos irão buscar entender a ciência por trás do experimento que os permitiu realizar as tarefas, assim como conhecer a história da física sobre estudos eletromagnéticos, mais especificamente, a experiência de Oersted e a imantação de materiais.

O professor deverá iniciar este momento no laboratório de informática perguntando aos alunos se eles sabem explicar o que ocorre exatamente no circuito que eles construíram. Por que a bússola se moveu ao aproximar o imã ou o fio conduzindo corrente elétrica? Por que o prego atrai o alfinete/clip ao ser enrolado num fio que passa corrente elétrica? Os alunos serão convidados a realizarem uma pesquisa visitando os seguintes sites:

Sugestão de sites para pesquisa:

Experiência de Oersted

http://www.infoescola.com/fisica/experiencia-de-oersted/

Experimento de Oersted

http://www.brasilescola.com/fisica/experimento-oersted.htm

Agulha magnética de Oersted

http://museu.fis.uc.pt/140.htm

Hans Christian Oersted

http://www.geocities.ws/saladefisica9/biografias/oersted.html

Oersted, Hans Christian (1777 - 1851)

http://www.miniweb.com.br/ciencias/artigos/oersted.html

Eletroimã

http://www.infoescola.com/eletromagnetismo/eletroima/

Eletroimã

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/eletroima/eletroima.php

Campo magnético no solenoide

http://www.brasilescola.com/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm

Campo magnético no interior de um solenoide

http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/campo-magnetico-no-interior-um-solenoide.htm

Os alunos deverão fazer anotações durante a visita e leitura dos sites indicando: expressões desconhecidas, fatos que acharam interessantes ou que não eram ainda do seu conhecimento e dúvidas.

MOMENTO DO ALUNO:

Este será o momento em que os alunos buscarão realizar as atividades propostas.

DISCUSSÃO:

Após a pesquisa, os alunos irão interagir conversando sobre as anotações que fizeram, expondo suas dúvidas sobre os termos científicos ou sobre algum conceito que ainda não está bem esclarecido. O professor deverá perguntar aos alunos qual é a direção do campo magnético ao redor do fio, no centro de uma espira e no interior de um solenoide. Este é o momento para se trabalhar com os alunos a regra de Ampere, ou regra da mão direita, que ajudará os discentes a encontrarem a direção do campo magnético. O docente deve ainda questionar qual foi a relevância histórica da descoberta de Oersted, levando os alunos a analisarem a formação de um novo ramo na física, o eletromagnetismo.

SISTEMATIZAÇÃO:

Para formalizar o assunto, o professor deverá desenhar na lousa diagramas que representem as tarefas do experimento e solicitar que os alunos venham a lousa escrever uma característica/propriedade que eles tenham aprendido sobre a experiência de Oersted e o eletroímã. O docente deverá completar as propriedades/características que são fundamentais e que não tenham sido citadas, chamando a atenção dos discentes para a sua relevância.

Compartilhando no Facebook

O professor pedirá que os grupos postem no Facebook da turma as fotografias batidas no momento 1 juntamente com um texto de no mínimo 5 linhas para cada fotografia, explicando o fenômeno observado e sua relevância para o desenvolvimento do novo ramo da física, o chamado eletromagnetismo, em um prazo de dois dias.

Observe que o experimento do eletroímã é iniciado nesta atividade, mas se estenderá até a próxima atividade 2, onde serão abordados os materiais magnéticos.

O cronograma desta atividade está apresentado na tabela 1 abaixo:

Tabela 1: Cronograma da atividade 1.

Etapa	Duração	Ambiente
Criação da conta na rede social	1 hora/aula	LIE
Momento 1 - Experiências	1 hora/aula	Sala de aula ou Laboratório de física
Momento 2 – Pesquisa online, Discussão e Sistematização	1 hora/aula	LIE
Compartilhando no Facebook	Publicação com prazo de 2 dias	Extrassala

Fonte: Criação do autor

 

ATIVIDADE 2: Imantação: o efeito do campo magnético nos materiais

INSTRUÇÕES INICIAIS

Nesta atividade os discentes prepararão um seminário sobre os diferentes tipos de materiais magnéticos e sobre a influência do meio no valor do campo magnético. Para isto, a turma será dividida em três equipes ficando cada uma delas responsável por um dos seguintes materiais: paramagnéticos, diamagnéticos e ferromagnéticos. Para o desenvolvimento desta atividade será necessário o uso de computadores com acesso a internet e com um programa editor de apresentação para a produção de slides, assim como um projetor data-show.

2.1 Introdução

O professor deverá iniciar perguntando aos alunos o que ocorreria no experimento do eletroímã realizado na atividade anterior, se no lugar do prego fosse colocado uma borracha de mesmo formato. E ainda, o que ocorreria com o valor do campo magnético produzido na experiência de Oersted se o circuito fosse submerso dentro de uma vasilha com água ou óleo. A ideia principal é levar os alunos as se questionarem sobre a influência do meio no valor do campo magnético. Em seguida, o docente deve instigar nos alunos a aplicabilidade do estudo sobre materiais magnéticos. Por exemplo, na figura 2, vemos um super-eletroimãs sendo utilizado para a suspenção e translado de sucatas. Questione aos alunos: “Como deve se comportar o material usado no núcleo destes super-eletroimãs quando submetidos a presença de um campo magnético?”. Observe que os discentes não precisam responder estas perguntas agora, pois este é um momento de motivação. Entretanto, ao final desta atividade, os alunos devem ser capazes de respondê-las.

Figura 2: Foto de um super-eletroimã em funcionamento.

Fonte: http://www.productobuscado.com.br/c/agro-industria-e-comercio-21121/reciclagem-21287/-eletro-ima-65-italindutria-para-reciclagem-235726867.html

2.2 Em busca do conhecimento: Quais são os materiais magnéticos e o que são?

Após o momento introdutório, o professor organizará a turma em três equipes e estas realizarão uma pesquisa na internet e elaborarão uma apresentação de 10 minutos sobre o material por qual ficou responsável, a saber: paramagnéticos, diamagnéticos e ferromagnéticos. Inicialmente, as equipes visitarão os sites abaixo. Contudo, os alunos também poderão buscar outros sites como fonte de informação, por exemplo, o do Wikipédia.

Sites para início de pesquisa:

Materiais paramagnéticos, diamagnéticos e ferromagnéticos

http://www.brasilescola.com/fisica/materiais-paramagneticos-diamagneticos-ferromagneticos.htm

Materiais paramagnéticos

http://www.alunosonline.com.br/fisica/materiais-paramagneticos.html

O imã e o Magnetismo

http://quartzodeplasma.wordpress.com/tag/paramagnetismo/

Ferromagnetismo

http://www.infoescola.com/fisica/ferromagnetismo/

Materiais diamagnéticos

http://www.alunosonline.com.br/fisica/materiais-diamagneticos.html

 

Este momento de pesquisa deve ser mediado pelo professor, que deve estar atento as possíveis dúvidas que surgirão à medida que os alunos se aprofundarem no conteúdo em questão.

2.3 Estrutura do seminário

- Os alunos deverão expor o tema apresentando a definição do tipo de material (o que ocorre a nível atômico?), e mostrando aplicabilidades do mesmo (os grupos poderão apresentar pequenos vídeos que julgarem interessantes disponíveis na internet. Sugere-se que o professor avalie o tamanho/duração e se este retrata o conteúdo de maneira apropriada);

- Nos seminários, a exposição do assunto será através de slides com o uso do projetor data-show;

- As equipes deverão fornecer a bibliografia utilizada e sites visitados;

- Após cada apresentação, deverá ser disponibilizado um tempo para perguntas dos colegas e do professor.

Ao final dos seminários o docente poderá comentar/completar alguma ideia que tenha ficado confusa ou que as equipes não tenham abordado mas que é importante/conveniente esclarecer neste momento.

2.4 Desafio virtual

Baseados no conhecimento obtido sobre materiais magnéticos, os alunos serão desafiados a aprimorarem os eletroimãs produzidos anteriormente com o kit. Os grupos serão os mesmos formados na atividade 1 / momento 1. Para a fabricação de um eletroímã mais forte, os discentes ficarão livres para buscar e utilizar outros materiais. Entretanto, devem ser utilizadas apenas fontes de tensão portáteis, como pilhas ou baterias. Após a construção do eletroímã, cada grupo produzirá um vídeo fazendo uma propaganda do seu projeto e mostrando cenas do eletroímã em ação suspendendo peças de metal. Este vídeo será publicado no Facebook da turma e, para isto, será dado o prazo de uma semana. O professor poderá, se achar pertinente, realizar uma competição em sala de aula checando qual eletroímã é capaz de levantar o maior peso. Como exemplo, observe a figura 3 abaixo.

Figura 3: Foto de uma competição de eletroímã de prego.

Fonte: http://ruvlemes.blogspot.com.br/2011/03/grupos-classificados-para-fase-final.html

O professor deverá solicitar que os alunos assistam aos vídeos dos colegas e curtam/comentem suas produções. No caso da realização da competição, deverá ser registrado a eficiência de cada eletroímã através de fotografia e depois publicadas na rede social divulgando o grupo vencedor.

O cronograma desta atividade está apresentado na tabela 2 abaixo:

Tabela 2: Cronograma da atividade 2.

Etapa	Duração	Ambiente
Introdução e pesquisa online	1 hora/aula	LIE
Seminários	1 hora/aula	Sala de aula
Desafio virtual	Publicação com prazo de uma semana	Extrassala
Competição de eletroímãs (opcional)	1 hora/aula ou durante a Feira de Ciências da escola	A decidir

Fonte: Criação do autor.

 

ATIVIDADE 3: Construindo e curtindo a primeira versão do Twitter, o Telégrafo.

INSTRUÇÕES INICIAIS

Nesta atividade os alunos construirão e utilizarão uma aplicação muito importante inventada graças ao eletroímã: o telégrafo. O docente deverá disponibilizar o material deste simples circuito para os alunos. Apesar de grande parte deste material estar incluído no kit preparado na atividade 1, sugere-se que o professor visite com antecedência os sites que serão acessados pelos discentes e verifique a lista de material informada nestes sites.

3.1 Conhecendo o Alfabeto Morse via Facebook

Este momento iniciará virtualmente dois dias antes da aplicação desta atividade, com a utilização da rede social. O professor compartilhará o link http://pu1whz.com/telegrafo.htm, que contém o texto A invenção do telégrafo e disponibiliza tanto o alfabeto Morse como também abreviações das expressões mais utilizadas internacionalmente. Deverá ser solicitado que os alunos da turma visitem o site, leiam o artigo e pratiquem o uso do código Morse com os colegas através da troca de pequenas mensagens no Facebook. O docente poderá também sugerir adivinhação de palavras como “.._. .. ... .. _._. ._” que soletra a palavra “f i s i c a”.

3,2 Introdução

O professor deverá principiar uma conversa com os alunos sobre a importância da invenção do telégrafo. Para isto, será apresentado aos alunos o artigo Código Morse desempenha papel em novo filme de Spielberg, disponível no endereço http://www.py2gw.qsl.br/py2gw/?p=277, para chamar a atenção dos alunos ao fato deste sistema ser respeitado até hoje, inclusive sendo ainda retratado em atuais filmes de Hollywood.

Em seguida, a turma será convidada a conhecer mais sobre o telégrafo e a construir estas máquinas. Para embasamento teórico, os alunos visitarão os sites sugeridos abaixo e tomarão nota das informações que julgarem pertinentes. Relembre os alunos de que eles devem fazer anotações durante a leitura dos sites indicando: expressões desconhecidas, fatos que acharam interessantes ou que não eram ainda do seu conhecimento e dúvidas.

Sites para realização da pesquisa:

Telégrafo e Campainha Elétrica

http://www.feiradeciencias.com.br/sala02/02_097.asp

Código Morse – História

http://ceneta4536.blogs.sapo.pt/5926.html

O Telégrafo e o código Morse

http://www.coopermiti.com.br/educacao/CodigoMorse.pdf

O código Morse

http://www.numaboa.com.br/criptografia/codigos/codigos-abertos/334-Codigo-Morse

Tudo sobre o telégrafo

http://www.culturamix.com/cultura/tudo-sobre-o-telegrafo

3.3 Momento mão-na-massa!

Este será o momento em que os alunos se organizarão em seis grupos e fabricarão seus telégrafos. O docente deverá realizar este momento na sala de aula ou no laboratório de física/ciências. O circuito poderá ser construído como aquele mostrado na figura 4.

Figura 4: Imagem auto-explicativa do circuito de um telégrafo.

Fonte: http://www.feiradeciencias.com.br/sala02/02_097.asp

Após a montagem do circuito o professor deverá verificar o funcionamento do sistema para que as equipes passem para a próxima etapa da atividade com os telégrafos funcionando corretamente.

3.4 Curtindo o telégrafo

Com os telégrafos em mãos, o professor solicitará que os alunos se comuniquem utilizando os sinais aprendidos no site compartilhado no Facebook, A invenção do telégrafo. Talvez seja necessário fornecer aos alunos uma cópia impressa das tabelas dispostas no site em questão (alfabeto e abreviações). Em seguida, o professor pedirá que os alunos utilizem os termos que eles costumam empregar ao digitarem em um bate-papo ou no twitter. Abreviações do tipo: você = vc, bom fim de semana = bfs, entre outras. Sempre um colega tentando interpretar a mensagem enviada por outro integrante do grupo.

Competindo via código Morse

O professor selecionará algumas palavras-chave desta aula e distribuirá para as equipes em segredo. As equipes deverão adivinhar as palavras umas das outras através do telégrafo. Quando a palavra for descoberta, ela deverá ser escrita na lousa e o professor deverá aproveitar e fazer uma breve revisão de seu significado/conceito.

Sugestões de palavras: Oersted, eletroímã, magnetização, paramagnético, diamagnético, ferromagnético, campo magnético.

O cronograma desta atividade está apresentado na tabela 3 abaixo:

 

Tabela 3: Cronograma da atividade 3.

Etapa	Duração	Ambiente
Conhecendo o alfabeto Morse via Facebook	2 dias	Extrassala
Introdução e pesquisa online	1 hora/aula	LIE
Mão na massa	1 hora/aula	Sala de aula ou Laboratório de física
Curtindo o telégrafo	1 hora/aula	Sala de aula

Fonte: Criação do autor.

Sugestões de links para alunos

Entenda como funciona o Facebook

http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL1313595-6174,00-ENTENDA+COMO+FUNCIONA+O+FACEBOOK.html (Sugestão do Portal do Professor).

Como fazer vídeos:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/conteudoJornal.html?idConteudo=387

 

Sugestões de links para professores

Facebook para Educadores                                              http://educotraducoes.wordpress.com/2012/05/06/facebook-para-educadores/

Criar conta Facebook

http://www.criarblogs.net/criar-conta-facebook/

Tutorial: Facebook criar conta

http://www.youtube.com/watch?v=Zw7XHn0906E

Entenda como funciona o Facebook

http://g1.globo.com/Noticias/Tecnologia/0,,MUL1313595-6174,00-ENTENDA+COMO+FUNCIONA+O+FACEBOOK.html

Como usar as redes sociais a favor da aprendizagem

http://revistaescola.abril.com.br/gestao-escolar/redes-sociais-ajudam-interacao-professores-alunos-645267.shtml (Sugestão do Portal do Professor).

Experiência de Oersted em sala de aula

http://www.ifi.unicamp.br/~assis/Revista-Bras-Ens-Fis-V29-p41-51(2007).pdf

Ponto ciência – Experiência eletroimã

http://www.pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=652&ELETROIMA

Eletroimã e suas Aplicações

http://eletroima2006.blogspot.com.br/

 

 

Links do portal que podem ser consultados pelo professor no planejamento de sua aula

Como fazer vídeos:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/conteudoJornal.html?idConteudo=387

Eletroimã

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/17554/eletroima.pdf

 

Observação: TODOS OS SITES DESTA AULA FORAM ACESSADOS EM 21/01/2013.

Na atividade 1, o docente poderá averiguar se os discentes compreenderam a experiência de Oersted, assim como sua importância histórica através da relevância dos textos elaborados e publicados na rede social. Ainda nesta atividade, deverá ser percebido se os alunos entenderam a regra de ampere aplicando-a nos circuitos construídos por eles próprios, inclusive dentro do solenoide/eletroímã. Na atividade 2, o professor poderá verificar se o conceito dos tipos de materiais magnéticos e suas aplicabilidades estão clara para os alunos observando os seminários. Deverá estar claro para os discentes o fato do meio influenciar no valor do campo magnético. Na atividade 3, o professor poderá avaliar se a turma compreendeu o funcionamento do Telégrafo e sua importância histórica nos meios de comunicação, assim como a utilização do código Morse.