• Conhecer a Lei de Faraday;
• Identificar o uso da indução eletromagnética nas formas atuais de gerar energia elétrica;
• Construir um gerador elétrico;
• Aplicar a lei de Faraday na criação de projetos de ciência que objetivem gerar energia elétrica.

4 horas/aula

• Conceito de energia potencial e de energia cinética;
• Carga elétrica e corrente elétrica;
• Campo elétrico e potencial elétrico;
• Campo magnético;
• Medidores elétricos.

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: Em busca do conhecimento: a lei de Faraday e a indução eletromagnética

PREPARAÇÃO DO AMBIENTE:

Nesta atividade será necessário o uso de computadores com acesso a internet,câmera digital ou celular com câmera, o material para a realização do experimento, caderno, lápis ou caneta para as anotações dos alunos.

O professor deverá acordar com os alunos as seguintes regras:

- Divisão da turma em cinco grupos;

- Atenção e senso crítico durante o experimento;

- Participação de todos durante a atividade e nas tarefas propostas na rede social.

ORIENTAÇÕES QUANTO AO USO DO SOFTWARE:

O recurso WebCMap proporciona a construção de mapas conceituais de maneira bem simples, e está disponível para uso no Portal do Professor através do seguinte endereço eletrônico: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/13159/open/file/editor_mc1011.swf?sequence=3. Mais informações sobre a utilização dos mapas conceituais na aprendizagem podem ser encontras nos sites sugeridos nos Recursos Complementares da aula.

DESCRIÇÃO DA ATIVIDADE:

Momento na sala de aula ou laboratório de física – Por que isso ocorre?

O professor deverá iniciar a atividade convidando os alunos a realizarem o experimento

Variação do campo magnético cria corrente elétrica disponível no Portal do Professor no endereço http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=17560. Esta ação será feita com os alunos divididos em cinco grupos, por isso, o professor deverá preparar previamente o material para todos eles.Durante o experimento, solicite que um integrante do grupo registre o fenômeno que é observado através de fotografias ou um pequeno vídeo.

A princípio, o professor deverá evitar termos como “campo magnético” ou “indução” e até mesmo citar o nome “Faraday”. Deixe os alunos realizarem o experimento sem serem “influenciados” por comentários antes que eles se debrucem sobre o que será observado. Quando todos tiverem concluído e observado o movimento do ponteiro da bússola, pergunte aos discentes: Por que isto ocorre? Por que o movimento em uma extremidade do fio causa uma reação na bússola? Registre na lousa as hipóteses dos alunos. A tentativa de realizar o experimento ANTES do embasamento teórico faz com que os alunos passem por passos que estimulam o pensamento científico, como resume a figura 1.

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.

Momento no LIE- Vamos pesquisar!

O docente deverá convidar os alunos a visitarem os seguintes sites na internet:

- Fluxo Magnético e a Lei de Faraday

http://www.brasilescola.com/fisica/fluxo-magnetico-lei-faraday.htm

- Lei de Faraday

http://www.noas.com.br/ensino-medio/fisica/eletricidade/eletromagnetismo/lei-de-faraday/ (simulador)

Em seguida disponibilizar o arquivo PDF do experimento para que os alunos façam uma leitura da sessão “Contexto”.

Durante este momento de pesquisa, os discentes deverão anotar em seus cadernos fatos relacionados às seguintes expressões enquanto exploram os sites:

a.      Isso é interessante;

b.     Eu já sabia disso;

c.      Eu não sabia disso;

d.     Eu não entendi.

Vamos organizar o que aprendemos? – Mapas Conceituais

Para organizar as informações encontradas e, assim, o novo conhecimento adquirido nesta atividade, os discentes trabalharão com mapas conceituais através do software WebCMap. A figura 2 traz um exemplo de como o mapa conceitual pode sistematizar o conteúdo sobre eletromagnetismo. A equipe deverá criar o mapa adicionando os conceitos que julgarem mais importantes de uma maneira lógica. Isto é feito preenchendo os retângulos com as informações e também adicionando palavras-chaves sobre as setas que ligam os blocos.

Figura 2: Exemplo de como utilizar um mapa conceitual para organizar o conhecimento sobre eletromagnetismo.

Fonte: http://fisicanoblog.blogspot.com.br/.

 

Os mapas conceituais produzidos deverão ser salvos como arquivo de imagem seguindo o seguinte passo-a-passo:

1.     Ao finalizar o mapa conceitual deve-se apertar o botão Print Screen do teclado (este comando copia a tela do computador - PrtSr);

2.     Abrir um programa de criação de desenhos como o Paint, no Windows, e colar a imagem através do comando “Ctrl+v”;

3.     Apagar as bordas e deixar apenas a parte de interesse da imagem, que é o mapa conceitual. Se necessário, diminuir a área da figura ao redor do mapa conceitual;

4.     Salvar o arquivo em formato PNG ou JPG no desktop ou memória pendrive;

5.     Se possível, enviar a imagem via email para os integrantes do grupo;

Os mapas deverão ser publicados em um álbum na rede social da turma no momento oportuno.

MOMENTO DO ALUNO:

Neste momento os discentes buscarão desenvolver a atividade proposta.

DISCUSSÃO:

Após o espaço reservado a pesquisa, os alunos irão conversar sobre a lei de Faraday e a indução eletromagnética apresentando para os amigos suas anotações. Eles irão compartilhar fatos que acharam interessantes, já sabiam ou que aprenderam durante a pesquisa. Se um aluno já conhecia o fenômeno, indague como ele ficou sabendo. O professor participará esclarecendo as dúvidas e corrigindo os alunos, caso citem conceitos físicos aplicados de maneira inadequada. Neste momento deverão ser utilizados os termos científicos inseridos neste contexto para que os discentes se apropriem deles.

SISTEMATIZAÇÃO:

O professor formalizará o conteúdo da atividade apresentando duas imagens que representam circuitos onde ocorre indução eletromagnética. Estas imagens podem ser vistas na figura 3(a) e 3(b). Se preferir, um esquema de cada caso poderá ser desenhado na lousa.

Figura 3:Experimentos de indução eletromagnética com imã e bobina, respectivamente.

Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAVc0AE/inducao-eletromagnetica.

O professor deverá perguntar aos alunos o que estes dois circuitos tem em comum em seu funcionamento e, junto com os discentes, relacionar os seus componentes a aqueles usados no experimento no inicio da atividade.

Compartilhando o que foi aprendido no Facebook

Os grupos terão três tarefas para serem realizadas na rede social, que deverão ser cumpridas em dois dias. São elas:

1.     Publicar os arquivos (fotos ou vídeos) que registraram o experimento de Faraday e as impressões dos integrantes sobre o que foi observado (em forma de comentários);

2.     Publicar os mapas conceituais produzidos durante a atividade;

3.     E... Fofocar! Sim! Os alunos deverão visitar os dois links abaixo que disponibilizam informações sobre a vida de Faraday e fofocar na rede social a respeito do cientista.

Michael Faraday

http://educacao.uol.com.br/biografias/michael-faraday.jhtm

Michael Faraday

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

Os colegas deverão curtir/comentar as produções dos outros grupos. O docente deverá motivar a participação dos alunos no Facebook e intervir sempre que julgar necessário.

 

ATIVIDADE 2: Usando a lei de Faraday para gerar energia

INSTRUÇÕES INICIAIS

Deverá ser disponibilizado para cada equipe (as mesmas da atividade anterior) o material necessário para a fabricação de um gerador de corrente. Sugere-se que o procedimento seja realizado em ambiente da escola que possibilite os alunos usarem mesas ou bancadas.

2.1 Se familiarizando com o projeto

O processo de construção do gerador está detalhado no vídeo Como fazer um gerador (de verdade) com um DVD player, que pode ser acessado no endereço http://www.youtube.com/watch?v=TyANOy7d-kQ. A figura 4 apresenta o estágio final do experimento.

Figura 4: Cena do vídeo Como fazer um gerador (de verdade) com um DVD player que apresenta a imagem final do gerador.

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=TyANOy7d-kQ.

Novamente, solicite que um integrante do grupo registre a fabricação e o funcionamento do gerador por meio de fotografias ou um pequeno vídeo.

2.2 Elaboração de vídeos para a rede social

O gerador deverá ser levado cuidadosamente pelos grupos para casa de um de seus integrantes (o professor poderá providenciar caixas para o translado do experimento em segurança). Como continuidade da atividade, os grupos deverão produzir um vídeo apresentando o experimento e explicando o seu funcionamento, assim como outros dispositivos de corrente contínua que funcionam a pequena tensão sendo alimentados pelo gerador.

Para a produção dos vídeos e compartilhamento na rede social da turma, será dado o prazo de uma semana para as equipes. Os colegas deverão curtir/comentar as produções dos outros grupos. O docente deverá motivar a participação dos alunos no Facebook e intervir sempre que julgar necessário.

 

ATIVIDADE 3: Dando asas a criatividade: Seja você também um inventor!

INSTRUÇÕES INICIAIS

Para o desenvolvimento desta atividade será necessário o uso de computadores com acesso a internet e os objetos educacionais disponibilizados. Também será preciso câmeras digitais ou celulares com câmera, papel ofício, lápis e borracha para o planejamento das criações e massa de modelar (se possível de várias cores). Deverá ser mantida nesta atividade a formação dos grupos.

3.1 Indução eletromagnética e as várias formas de gerar energia elétrica

O professor deverá relacionar a fabricação do gerador na atividade anterior a questão da sustentabilidade. Por que é um tema tão na moda? Deverá ser indagado aos alunos quais os tipos de geração de energia elétrica que eles conhecem e registrado na lousa. Em seguida, os alunos serão apresentados ao objeto educacional A física e o cotidiano - Fique sabendo! - Geração de Energia Elétrica, disponível para download no Portal dos Professores no site http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=33222, mas que também pode ser acessado online. A interface do recurso pode ser vista na figura 5.

Figura 5: Interface do recurso A física e o cotidiano - Fique sabendo! - Geração de Energia Elétrica.

Fonte: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=33222.

 

Após a visualização do recurso, compare as formas de gerar energia do objeto educacional com aqueles indicadas pelos alunos e reservadas em um espaço na lousa. São as mesmas? Falta alguma? Chame a atenção dos alunos para o fato de todas elas estarem baseadas na lei de Faraday da indução eletromagnética.

3.2 Energia elétrica: seja você também um inventor!

Neste momento, o professor irá compartilhar com os alunos a seguinte invenção:

Eole: Um relógio conceitual que precisa ser soprado para funcionar

http://ecolouca.wordpress.com/tag/energia-eolica/

Em seguida, fará as seguintes questões aos alunos:

- Como deve ser a produção de energia neste relógio?

- Será que tem “lei de Faraday” envolvida?

- Vocês comprariam esse relógio? Justifiquem.

- Vocês diriam que ele é um relógio “ecológico”? Por quê?

- A invenção é boa? Vale a pena?

O professor irá anunciar aos alunos que, com o conhecimento da indução, eles têm embasamento teórico suficiente para criarem suas próprias invenções. E esta será a atividade que será desenvolvida por eles neste momento.

3.3 Crie e faça a propaganda!

Deverá ser esclarecido para os alunos que suas invenções serão virtuais. Eles deverão criar um modo de gerar energia elétrica, detalhar o projeto esquematizando seu funcionamento em papel ofício e utilizar massa de modelar, câmera e o software JellyCam ou Stop Motion Animator para a produção da propaganda do seu invento.

Stop Motion é uma maneira de fazer vídeo unindo uma sequência de fotografias que dará efeito de movimento. Mais informações sobre esta técnica e o tutorial dos programas sugeridos podem ser encontrados nos sites sugeridos nos Recursos Complementares da aula.

Cada equipe exporá sua invenção e esquema do projeto para os colegas e terá o prazo de três dias para publicarem a propaganda no Facebook.

Sugestão: As invenções mais curtidas pelos colegas poderão ser selecionadas para apresentação na feira de ciência da escola.

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

O que é Stop Motion?

http://www.tecmundo.com.br/player-de-video/2247-o-que-e-stop-motion-.htm

Animação é muito fácil.  Tente e divirta-se!

http://www.guiart.com.br/imagens_not/como_instalar.pdf

Aprendendo a instalar e usar o Jellycam criador de vídeos para stop motion

http://www.youtube.com/watch?v=ja6wiH4mAtk

JellyCam V2

http://www.superdownloads.com.br/download/144/jellycam/

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).

“Mapas conceituais como ferramentas de aprendizagem”

http://educador.brasilescola.com/trabalho-docente/mapas.htm

 “Aplicação de mapas conceituais em sala de aula”

http://www.microsoft.com/brasil/educacao/parceiro/mapa_conceitual.mspx

O que é Stop Motion?

http://www.tecmundo.com.br/player-de-video/2247-o-que-e-stop-motion-.htm

Animação é muito fácil.  Tente e divirta-se!

http://www.guiart.com.br/imagens_not/como_instalar.pdf

Aprendendo a instalar e usar o Jellycam criador de vídeos para stop motion

http://www.youtube.com/watch?v=ja6wiH4mAtk

JellyCam V2

http://www.superdownloads.com.br/download/144/jellycam/

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

 

Observação: TODOS OS SITES DESTA AULA FORAM ACESSADOS EM 27/01/2013.

Na atividade 1, o professor deverá avaliar se os alunos entenderam a lei de Faraday analisando a conclusão que eles apresentaram após a realização do experimento e no momento de discussão depois da pesquisa, além da relevância dos comentários na rede social e dos mapas conceituais elaborados pelas equipes. Na atividade 2, o docente deverá verificar se a aplicação da indução elétrica na produção de energia elétrica ficou clara para os alunos através da construção do gerador e do modo como os discentes explicam seu funcionamento nos vídeos. Na atividade3, deverá ser averiguado se os alunos assimilaram o conceito de transformação/conservação de energia ao utilizar o objeto educacional que aborda a conversão de outras formas de energia em energia elétrica, assim como a segurança com que os grupos aplicaram o conteúdo exposto na aula na criação de sistemas que utilizem a indução na geração de energia elétrica.