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1 LICENCIATURA EM FÍSICA PRÁTICA DE ENSINO: VIVÊNCIA NO AMBIENTE EDUCATIVO (PE:VAE) POSTAGEM 1: ATIVIDADE 1 PLANO DE AULA ROBSON LIMA SILVA RA: 1754652 CEILÂNDIA-DF 2019 2 3 4 Identificação Nível de Ensino/ Turma: Ensino Médio: 3º ANO ACADÊMICO Disciplina: CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS (FÍSICA) Tema da aula: Fenômenos Elétricos (Lei de Ohms, relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia, simbologia) Tempo de duração da aula: 50 minutos Conteúdos Serão abordados os seguintes assuntos nesta aula: Introdução Simbologia Lei de Ohm Tensão e corrente elétrico Potência elétrica Objetivos Apresentar de forma clara, objetiva e prática o imenso mundo da elétrica; Despertar o interesse dos estudantes em assuntos relacionados a eletricidade e a partir disso fazer com que eles venham interagir de forma natural os conhecimentos adquiridos ao longo do semestre; Aprender e identificar como funciona um circuito elétrico e quais os cuidados que devemos ter ao fazer uso dessa tecnologia; E por fim, praticar em laboratório os conhecimentos assimilados e servir de incentivo para que o estudante venha profissionalizar nas diversas áreas que abordam sobre o tema. Figura 1- Charge mostrando o aluno com dúvidas e depois sem dúvidas, após aula de eletricidade Fonte: Figura retirado do sítio www.cursosvirtuais.net (2019) 5 Recursos A aula será lecionada em um laboratório e conta com vários recursos para diversas disciplinas, porém faremos o uso do quadro branco, bancada, interruptores, fonte chaveada, resistores, algumas lâmpadas e outros acessórios que serviram como apoio. O Professor irá complementar a aula levando consigo dispositivos modernos como lâmpadas em LED, baterias de lítio e alguns projetos simples impressos para praticar em laboratório. Figura 2- Kit completo para pequenos projetos de eletrônica e elétrica Fonte: Própria (2019). Etapas da Aula A aula terá primeiramente a parte introdutória sobre o que é eletricidade que terá em média 10 minutos para essa finalidade e o restante do tempo (40 minutos) será para apresentação dos componentes, sua simbologia, demonstração de circuitos elétricos e principalmente da parte prática. Introdução ao tema: contextualização/sensibilização 6 Considerando aula “dupla” contendo 50 min cada aula, será ministrado da seguinte maneira: Na primeira aula (50 min): Apresentação geral sobre o que é eletricidade, sua descoberta, sua aplicação, os conceitos, os cuidados que deveremos ter ao fazer o uso dessa tecnologia e também será apresentada uma pequena demonstração de um circuito elétrico em funcionamento. Na segundo aula (50 min): Está destinada à parte prática do conteúdo abordado na primeira aula, pois o objetivo é atrair o total interesse dos estudantes e fazer com que os seus conhecimentos sejam utilizados no cotidiano tanto em casa quanto em sua futura vida profissional. Desenvolvimento da aula O conteúdo que será abordado na aula seguirá o cronograma abaixo, podendo variar conforme o acompanhamento e a interatividade dos alunos em sala de aula. Lei De Ohm assim designada em homenagem ao seu formulador —o físico alemão Georg Simon Ohm (1789-1854) afirmando que, para um condutor mantido à temperatura constante, a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante. Essa constante é denominada de resistência elétrica. Figura 3- Lei de Ohm Fonte: www.mundodaeletrica.com.br (2019) Figura 4- Equações notáveis lei de Ohm 7 Fonte: www.mundodaeletrica.com.br (2019) Representação simbólica dos componentes do circuito elétrico Figura 5- Associação de resistores em série 8 Fonte: Canal Física no Youtube (2019) Figura 6- Associação de resistores em paralelo Fonte: https://www.cursosvirtuais.net/cursos-online.htm (2019) Figura 7- Direção dos elétrons após aplicação de uma fonte (DDP) Fonte: www.mundodaeletrica.com.br (2019) Figura 8- Cálculo da Potência Elétrica 9 Fonte: www.mundodaeletrica.com.br (2019) Demonstração da parte prática de um projeto simples envolvendo o estudo sobre elétrica: Essa parte da aula será de bastante proveitosa. Atividades para os estudantes: A parte de avaliação feito em grupos de 6 alunos onde a equipe terá que desenvolver um projeto de ligação conhecido como “Three Way” pois esse tipo de circuito é um esquema de ligação de interruptor paralelo que consiste em acionar uma lâmpada a partir de 2 pontos (chaveamento). Abaixo, mostraremos o modelo dessa ligação e os materiais usados para elaboração do circuito. Figura 9- Circuito elétrico - Esquema Three Way Fonte: Própria (2019) 10 Figura 10- Kit para experimentos elétricos e eletrônicos Fonte: Própria (2019) Avaliação Após a apresentação da parte conceitual, primeira parte da aula, fica como parte mais esperada a segunda, pois será nesse momento em que os estudantes terão a oportunidade de desenvolver a parte do aprendizado. Essa sequência da aula de adotar a primeira aula como parte teórica e a segunda como parte prática foi com base nos estudos da psicologia da educação onde há vários estudos na área onde por exemplo se diz que o aprendizado leva ao desenvolvimento, teoria essa, defendida por Levy Vygotsky. .... Os conceitos devem ser discutidos com os colegas e com o professor, e buscados por meio de pesquisa. É no trabalho em grupo que ocorre o desequilíbrio conceitual por meio do contraste de vários pontos de vista. Assim processo leva à transformação da cognição e ao aparecimento de funções intelectuais... (Cória-Sabina, Maria Aparecida, 2010, pág. 158). Para finalizar, além dos objetivos alcançados de levar o conhecimento aos estudantes esse processo deverá ser feito por meio de uma mediação que poderá ser em grupos e que o conhecimento não deve ser transmitido pelo professor através de aulas expositivas. 11 Bibliografia CÓRIA-SABINA, M. A. (2010). Psicologia do Desenvolvimento. São Paulo, SP: Editora Ática - 2ª edição. Desconhecido. (20 de março de 2019). Dream Inc Creating Dream. Fonte: Dream Inc Creating Dream: http://www.dreaminc.com.br/sala_de_aula/lei-de-ohm/ MAURO S. dos REIS. (20 de março de 2019). Baú da Eletrônica. Fonte: http://baudaeletronica.blogspot.com/2013/02/tabela-basica-de-simbolos- eletricose.html O Grupo de Trabalho em Experimentação Remota Móvel. (20 de março de 2019). Fonte: GT- MRE: http://gt-mre.ufsc.br/moodle/course/view.php?id=14§ion=1 Página da internet do canal Mundo da Elétrica. (19 de março de 2019). Mundo da Elétrica. Fonte: https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-corrente-eletrica/ 12 LICENCIATURA EM FÍSICA PRÁTICA DE ENSINO: VIVÊNCIA NO AMBIENTE EDUCATIVO (PE:VAE) POSTAGEM 2: ATIVIDADE 2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA ROBSON LIMA SILVA RA: 1754652 CEILÂNDIA-DF 2019 13 14 ROTEIRO PARA A SEQUÊNCIA DIDÁTICA IdentificaçãoNível de Ensino/ Turma: Ensino Médio: 3º ANO ACADÊMICO Disciplina: MATEMÁTICA E SUAS TECNOLOGIAS Tema da aula: Estudos e conceitos de funções do 2º grau, zeros, raízes da função, fórmula de BHASKARA, Δ – discriminante, gráfico da função quadrática no Plano Cartesiano, estudo do vértice da função e por fim o uso do software GeoGebra para demonstração de gráficos. Tempo de duração da aula: 45 minutos Quantidade de aulas: 03 Plano de aula 01 Conteúdos Serão abordados os seguintes assuntos nesta aula: Breves conceitos de funções do 1 grau para que os estudantes relembrem conceitos importantes do que é formado uma função basicamente Início e apresentação da função Quadrática, conhecida também como função do 2º Grau Objetivos Após lecionada a primeira etapa do plano de aula, o aluno será capaz ter aprendido: Reconhecer o que é uma função; Identificar uma função do 1º e 2º graus; Despertar o interesse dos estudantes em assuntos relacionadas as funções diversas; E por fim, o estudante após o término da aula, levará mais conhecimento consigo podendo até ajudar um ou outro aluno que por ventura não tenha assistido a aula ou até uma dúvida de outro colega de classe. Recursos Quadro branco, apostilas e material de apoio e outros acessórios que serviram como apoio. Obs.: Caso a instituição de ensino possua laboratório de informática, essas aulas poderão ser lecionadas com auxílio do computador para uma melhor compreensão e aproveitamento dos estudantes. 15 etapas da Aula Introdução ao tema: Função do 2º Grau (Função Quadrática) A aula terá primeiramente a parte introdutória sobre o que é são funções, funções do 1º e 2º graus e terá em média 20 minutos para essa finalidade e o restante do tempo (25 minutos) será voltado para as dúvidas e listas de exercícios. Desenvolvimento da aula Definição: Uma função 𝑓: 𝑅 → 𝑅 𝑐ℎ𝑎𝑚𝑎 − 𝑠𝑒 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟á𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑖𝑠 𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑐𝑜𝑚 𝑎 ≠ 0, 𝑡𝑎𝑙 𝑞𝑢𝑒 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑥 ∈ 𝑅 Exemplos: Assim podemos destacar: Que o valor de a = 3, b = -4 e c = 2; Os números são conhecidos como “Coeficiente” quando acompanha a parte literal; Quando o número não acompanha a parte literal ele será chamado de “termo independente”. Toda função quadrática é uma parábola no Plano Cartesiano, exemplo: 16 Outro exemplo de gráfico de uma função quadrática, porém essa tem a concavidade voltada para baixo: Zeros da função Quadrática Chama-se zero da raiz da função do 2º grau 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 o número real x tal que 𝑓(𝑥) = 0. Basta resolver a equação 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0; Os “Zeros” da função são encontrados pela fórmula de BHASKARA, conforme abaixo: 𝑎𝑐 𝑥 𝑎 Exemplos: Determine os zeros das funções abaixo: a) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 5𝑥 + 6 Logo: a=1; b= -5, c=6 com isso teremos: 𝑥 = − 𝑏 ± √ 𝑏 2 − 4 2 17 𝑥′ = = 3 𝑒 𝑥′′ = = 2 Portanto, as raízes da função são: 𝑥′ = 3 𝑒 𝑥" = 2 b) 𝑓(𝑥) = −𝑥2 + 7𝑥 − 12 Logo: A = -1; b = 7, c = -12 com isso teremos: 𝑥 𝑥′ = = 3 𝑒 𝑥′′ = = 4 Portanto, as raízes da função são: 𝑥′ = 3 𝑒 𝑥" = 4 c) 𝑓(𝑥) = −3𝑥2 + 6 Logo: a) = -3, b = 0, c =6 com isso teremos: 𝑥 ∆= 72 𝑥′ = = −1,412 𝑒 𝑥′′ = = 1,412 Portanto, as raízes da função são: 𝑥′ = −1,412 𝑒 𝑥" = 1,412 Quantidade de raízes reais A quantidade de raízes reais de uma função quadrática depende do valor obtido para o radicando ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 , chamado de discriminante. Quando: 18 Se ∆> 0, então há duas raízes reais e distintas; Se ∆= 0, então há duas raízes reais e iguais (raízes duplas); Se ∆< 0, então não há raízes real (Duas raízes complexas). Graficamente, uma função do 2º grau apresenta a parábola e que dependerá do discriminante para saber se a concavidade é para cima ou para baixo ou se há raízes reais. Abaixo está o exemplo do gráfico, conforme a sua discriminante (∆). Figura 1- Gráfico de uma função quadrática Fonte: https://www.ficoumaisfacil.com.br/lazer/arquivos/calc2grau.htm Atividades Serão fornecidas as listas de exercícios em folhas no formato A4 contendo 10 exercícios que serão feitos e corrigidos após 10 minutos de entregue. Plano de aula 02 Conteúdos Serão abordados os seguintes assuntos nesta aula: Cálculos das coordenadas do vértice da função quadrática, valor máximo, valor mínimo, Imagem, Domínio e o gráfico da função Objetivos Após lecionada a segunda etapa do plano de aula, o aluno será capaz ter aprendido: 19 Identificar o vértice da função quadrática; Desenvolver os cálculos da função usando BHASKARA; Criação/Construção de parábolas conforme elementos da função quadrática. Recursos Quadro branco, apostilas e material de apoio e outros acessórios que serviram como apoio. Obs.: Caso a instituição de ensino possua laboratório de informática, essas aulas poderão ser lecionadas com auxílio do computador para uma melhor compreensão e aproveitamento dos estudantes. Etapas da Aula Introdução ao tema: Apresentação do vértice da função, do ponto máximo ou mínimo e sua Imagem e Domínio. Após a aula de introdução e conceitos da função visto em aula anterior será abordado o conteúdo sobre o vértice da função, o seu ponto máximo, o seu ponto mínimo e o que vem a ser a Imagem e Domínio da função. Desenvolvimento da aula Definição: O vértice da função corresponde ao ponto em que o gráfico de uma função do 2º grau “muda” de sentido. As coordenadas do vértice são fornecidas por: 𝑏 𝛥 𝑥𝑣 = − 𝑒 𝑦𝑣 = − 2𝑎 4𝑎 Exemplo: a) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 − 4𝑥 Sendo a = 1, b =-4 e c = 0, temos: ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = (−4)2 − 4(1) ∗ (0) = 16 𝑥𝑣 𝑒 𝑦𝑣 b) 𝑓(𝑥) = −𝑥2 + 2𝑥 + 8 Sendo a = 1, b =2 e c = 8, temos: 20 ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = (2)2 − 4(−1) ∗ (8) = 36 𝑥𝑣 𝑒 𝑦𝑣 Imagem O conjunto Imagem da função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, 𝑐𝑜𝑚 𝑎 ≠ 0, é o conjunto dos valores que y pode assumir: Exemplo: Observe que a IMAGEM são os valores do eixo (y) onde a parábola é projetada. Logo, 𝐼𝑚(𝑓) = {𝑦 ∈ 𝑅/𝑦 ≥ 𝑦𝑣} Observe que a IMAGEM são os valores do eixo (y) onde a parábola é projetada. Logo, 𝐼𝑚(𝑓) = {𝑦 ∈ 𝑅/𝑦 ≤ 𝑦𝑣} Quando a concavidade da parábola está voltada para cima teremos o valor mínimo sendo que o valor máximo tende ao infinito. Já quando a concavidade está voltada para baixo, teremos o valor máximo no ponto do vértice. O Domínio é o subconjunto de R no qual todas as operações indicadas em y=f(x) são possíveis. Como exemplo: Em suma, o estudo da função do 2º grau tem as seguintes fórmulas, conforme abaixo: 21 Atividades para os estudantes: Serão fornecidas as listas de exercícios em folhas no formato A4 contendo 10 exercícios que serão feitos e corrigidos após 10 minutos de entregue. Plano de aula 03 Conteúdos Serão abordados os seguintes assuntos nesta aula: Apresentação do software GEOGEBRA e com isso levar o aluno a construir as diversas funções matemáticas inclusive a função quadrática para fins de assimilação do conteúdo lecionado durante o curso. Objetivos Essa parte finalda aula o estudante será capaz de: Desenhar qualquer tipo de função de duas dimensões (plano cartesiano) usando o software GeoGebra; Colocar em prática o conteúdo aprendido em aulas anteriores; Estarem preparados para implementar soluções mediadas pelo professor e por fim...; Levar o conhecimento para toda a vida e fazer com que o programa seja apresentado para outros estudantes para que se torne popular o seu uso. Recursos Quadro branco, apostilas e material de apoio e computador. Etapas da Aula Introdução ao tema: Desenvolvendo parábolas através do software GEOGEBRA 22 Desenvolvimento da aula GeoGebra é um aplicativo de matemática dinâmica que combina conceitos de geometria e álgebra em uma única GUI. Sua distribuição é livre, nos termos da GNU General Public License, e é escrito em linguagem Java, o que lhe permite estar disponível em várias plataformas. Nesse momento iremos solicitar que cliquem no ícone do programa conforme figura abaixo: Ao executar o programa será apresentado a seguinte “tela”: Figura 2- Tela principal (GeoGebra) Fonte: Manual do programa GeoGebra Múltiplas Vistas para Objetos Matemáticos O GeoGebra fornece três diferentes vistas dos objetos matemáticos: a Zona Gráfica, a Zona Algébrica, ou numérica, e a Folha de Cálculo. Elas permitem mostrar os objetos matemáticos em três diferentes representações: graficamente (e.g., pontos, gráficos de funções), algebricamente (e.g., coordenadas de pontos, equações) e nas células da folha de cálculo. Assim, todas as representações do mesmo objeto estão ligadas dinamicamente e adaptam-se automaticamente às mudanças realizadas em qualquer delas, independentemente da forma como esses objetos foram inicialmente criados. Barra de ferramentas é apresentada abaixo: Figura 3-Barra de ferramentas da tela principal 23 Fonte: Manual do programa GeoGebra Vamos desenvolver a função 𝑓(𝑥) = −𝑥2 + 7𝑥 − 12 no programa. Etapa 1- Clicar no campo das “expressões” e digitar conforme informado ao lado: Figura 4- Campo para inserção da expressão matemática Fonte: Manual do programa GeoGebra Etapa 2- Após a inclusão da expressão basta apenas pressionar o “Enter” que o gráfico dessa função aparecerá como indicado abaixo: Figura 5- Parábola com a concavidade para baixo Fonte: Manual do programa GeoGebra 24 Observe que o programa é bastante amplo e possui inúmeras funções e que após a inclusão da função no programa vejam que é mostrado o gráfico onde se pode até extrair os “zeros” da função no ponto x’=3 e x”=4. Mais outro exemplo prático Vamos desenvolver a função 𝑓(𝑥) = 4𝑥2 − 9𝑥 + 2 no programa. Figura 6- Campo para inserção da expressão matemática Fonte: Manual do programa GeoGebra Etapa 2- Pressione o “Enter” para confirmação da expressão e sua criação da parábola pelo programa. Figura 7-Parábola com a concavidade para cima 25 Fonte: Manual do programa GeoGebra Avaliação Quebrando o conceito de aula expositiva onde a maioria das vezes se torna algo muito cansativo fazendo com que os estudantes não tenham empatia com a aula apresentada foi pensando nisso que foi planejada a aula para que fosse desenvolvida em um ambiente de laboratório pois a prática é uma forma recomentada por diversos estudiosos e professores. Com isso a avaliação é acompanhada passo a passo e há uma interatividade em educando e educador, pois na medida que aumenta o interesse da turma o docente também sente o ambiente em produção e se dedica ainda mais no trabalho. 26 Bibliografia Desconhecido. (2019 de maio de 2019). Fonte: MATEMÁTICA NA VEIA: http://ecalc.blogspot.com/p/baskara.html CÓRIA-SABINA, M. A. (2010). Psicologia do Desenvolvimento. São Paulo, SP: Editora Ática - 2ª edição. Desconhecido. (20 de março de 2019). Dream Inc Creating Dream. Fonte: Dream Inc Creating Dream: http://www.dreaminc.com.br/sala_de_aula/lei-de-ohm/ Desconhecido. (28 de maio de 2019). SÓ MATEMÁTICA. Fonte: https://www.somatematica.com.br/emedio/funcoes/funcoes3.php DOLCE, O., DEGENSZAJN, D., & IEZZI, G. (2011). Matemática - Volume Único. São Paulo: Atual. FEF. (28 de maio de 2019). Fundação Educacional de Fernandópolis. Fonte: FEF: http://www.fef.br/upload_arquivos/geral/arq_56eadb67abd26.pdf GeoGebra. (28 de maio de 2019). Fonte: GEOGEBRA: https://wiki.geogebra.org/pt/Manual MAURO S. dos REIS. (20 de março de 2019). Baú da Eletrônica. Fonte: http://baudaeletronica.blogspot.com/2013/02/tabela-basica-de-simbolos- eletricose.html MEC, P. (2019 de maio de 2019). Ministério da Educação. Fonte: MEC: http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/blegais.pdf O Grupo de Trabalho em Experimentação Remota Móvel. (20 de março de 2019). Fonte: GT- MRE: http://gt-mre.ufsc.br/moodle/course/view.php?id=14§ion=1 Página da internet do canal Mundo da Elétrica. (19 de março de 2019). Mundo da Elétrica. Fonte: https://www.mundodaeletrica.com.br/o-que-e-corrente-eletrica/ UFPB. (28 de maio de 2019). Universidade Federal da Paraíba. Fonte: UFPB: http://www.mat.ufpb.br/pibid/attachments/article/15/PLANOS%20DE%20AULAS.pdf UFSM. (28 de maio de 2019). Fonte: Universidade Federal de Santa Maria -RS: http://w3.ufsm.br/petmatematica/images/minicursos/GeoGebra/Apostila_GeoGebra. pdf 27
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