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1 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO Ensino Médio Caro(a) Professor(a), Seja bem-vindo(a) ao componente curricular de Tecnologia e Inovação! Você faz parte de uma equipe de profissionais que anseia por uma educação transformadora, relacionadas às demandas sociais, que reflete sobre problemas e utiliza tecnologias digitais de informação e comunicação para sua resolução, que desejam participar do processo de aprendizagem, permitindo-se aprender e criar soluções junto com os estudantes. Este caderno foi planejado para que todos possam conhecer o componente curricular de Tecnologia e Inovação (nos seus três eixos) e realizar as atividades temáticas. As habilidades que estão sendo trabalhadas aqui estão descritas na diretriz curricular do componente de Tecnologia e Inovação, e você poderá consultá-las a qualquer momento. Este caderno irá auxiliá-lo nos apontamentos necessários em todas as paradas estratégicas de reflexão e discussão com os estudantes sobre os assuntos suscitados em cada atividade. Vamos começar? 2 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO E SE AS COISAS FOSSEM FEITAS PARA DURAR Caderno do Aluno – página 127 Habilidades: EM13TEC01 – Identificar e compreender os recursos, programas, funções e comandos disponíveis nos sistemas operacionais, utilizando-os para resolução de problemas. EM13TEC05 – Apropriar-se de diversas linguagens e recursos tecnológicos, incluindo-se digitalmente para usar, enquanto participante de grupos de engajamento e ativismo juvenil, de forma responsável e ética, as TDIC. EM13TEC19 – Realizar e avaliar produções e fazer compartilhamentos em diferentes repositórios digitais (blog, sites, redes sociais, dentre outros) entendo a produção como possibilidade de intervenção social. Proponha a leitura do texto inicial apresentado no Caderno do Aluno, discutindo termos importantes como “obsolescência programada”. O foco é refletir sobre o descarte de equipamentos, aumentando a quantidade de lixo eletrônico, e sobre qual impacto o descarte inadequado pode causar no meio ambiente. Também é um momento para abordar a questão do consumismo e de que forma as mídias contribuem para esse aumento de consumo, que pode ser, em alguns casos, desnecessário. ATIVIDADE 1 – EM BUSCA DE RESPOSTAS Caderno do Aluno – página 127 No eixo letramento digital, as atividades têm como foco principal a obsolescência programada, seu surgimento na indústria e seu impacto no consumo e no ambiente. A proposta desta aula prevê que grupos de alunos acessem conteúdos diversos com tempos e tarefas predeterminados, a chamada rotação por estações, um dos modelos do Ensino Híbrido. Se você ainda não testou, esta é a hora. Acesse o link para conhecer essa metodologia. CIEB. Centro de Inovação para a Educação Brasileira. Saiba como planejar uma aula em rotação por estações de aprendizagem. Publicado em 06.02.2020. Disponível em https://cieb.net.br/que-tal-planejar-uma-aula-em-rotacao-por-estacoes-de- aprendizagem/. Acesso em: 2 jun. 2020. https://cieb.net.br/que-tal-planejar-uma-aula-em-rotacao-por-estacoes-de-aprendizagem/ https://cieb.net.br/que-tal-planejar-uma-aula-em-rotacao-por-estacoes-de-aprendizagem/ 3 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO Organize a turma em grupos, de forma que possam circular pelas estações e consigam conversar entre eles. Lembre-se: grupos muito grandes tendem a se dispersar e sair do foco. Se for o caso, você poderá fazer duas estações iguais para cada atividade, assim todos participam com foco na proposta. Cada estação tem uma atividade diferente, todos os estudantes passam pelas três estações, permanecendo 10 minutos em cada uma para desenvolver a atividade. A organização e o controle do tempo são fundamentais para essa proposta. Deixe folhas impressas com comandas claras sobre as mesas e alerte os estudantes para a importância de manterem o foco no conteúdo e nas perguntas. As estações devem ser planejadas e organizadas previamente. Assista aos vídeos e realize a leitura das atividades para que seja organizado e adequado o tempo. Sugerimos 10 minutos, porém você poderá fazer as adequações necessárias para que os estudantes não saiam do foco da realização das atividades propostas em cada estação. Estação 1 – Vídeo – Os estudantes assistem ao vídeo indicado a seguir: Depois, peça-lhes que leiam a comanda sobre a mesa (que você deverá imprimir) e respondam as seguintes perguntas: 1. Quando você compra produtos eletrônicos, quanto tempo espera que durem? Canal Youtube. Publicado em 16.05.2019. Fairphone, o smartphone sustentável. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=uhAs7bSWjfE&list=PLeOnee5XZLR2UVrNxVDtyQFBW TzSyvSyf&index=59&t=0s. Acesso em: 2 jun. 2020. https://www.youtube.com/watch?v=uhAs7bSWjfE&list=PLeOnee5XZLR2UVrNxVDtyQFBWTzSyvSyf&index=59&t=0s https://www.youtube.com/watch?v=uhAs7bSWjfE&list=PLeOnee5XZLR2UVrNxVDtyQFBWTzSyvSyf&index=59&t=0s 4 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO 2. Você ou alguém da sua casa comprou algum item, especialmente eletrônicos ou eletrodomésticos (impressoras, telefones, máquinas de lavar, frigoríficos etc.), que duraram pouco ou quebraram depois da compra? 3. Foi fácil fazer o conserto? 4. Você (ou alguém que você conhece) já preferiu comprar um aparelho novo em vez de consertar? 5. Você acha que os fabricantes sempre projetam produtos deliberadamente para ter uma vida útil pequena? Estação 2 – Análise de imagens: Selecione imagens publicadas em propagandas que de alguma forma possam influenciar na compra ou não de um dispositivo. Escolha imagens que tenham propostas bem diferentes para análise dos estudantes. Essas imagens devem ser impressas e apresentadas na estação 2, juntamente com as questões, para que os estudantes discutam e respondam os questionamentos. Os estudantes veem peças publicitárias e campanhas de grandes lojas (ou operadoras) com linguagem sedutora e promessas de condições imperdíveis para trocar o celular e refletem sobre os lançamentos de modelos novos e o frenesi que isso provoca na imprensa e entre consumidores. As perguntas disparadoras desta estação são: 1. Você se considera uma pessoa consumista? 2. Qual é o dispositivo eletrônico mais importante para você e com qual periodicidade você já trocou esse produto por modelos mais novos? 3. Você acredita que os meios de comunicação têm alguma influência sobre aquilo que você deseja e/ou compra? Por quê? 4. Você já foi vítima (ou conhece alguém que tenha sido) da obsolescência programada, ou seja, do "envelhecimento precoce" de algum produto/bem adquirido? Estação 3 – Leitura de texto: Nesta estação, os alunos acessam o artigo publicado pelo jornal O Estado de S. Paulo sobre dados recentes relativos à quantidade de aparelhos digitais ativos no Brasil e depois respondem as 5 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO perguntas que você deve deixar impressas sobre a mesa da estação. Acesse em: 1. Que aparelho aparece em maior número entre os dispositivos eletrônicos ativos no Brasil? 2. Entre 2018 e 2019, qual foi o aumento no número desses aparelhos ativos? 3. Que argumentos você usaria para demonstrar que o Brasil é um país conectado? 4. O que deve acontecer com a venda de aparelhos celulares nos próximos anos? Depois que todos os grupos passarem por todas as estações, realize um fechamento para que possam compartilhar o que aprenderam ao desenvolver essa atividade. ATIVIDADE 2 – É ASSIM QUE EU VEJO Caderno do Aluno – página 127 Sempre oriente os estudantes a realizarem a leitura do texto apresentado no Caderno do Aluno. Agora os estudantes devem criar um meme a partir dos dados que mais os impressionaram.Se quiser conhecer mais o uso de memes em sala e para orientar os estudantes, acesse: O Porvir fez uma matéria explicando porque os memes, essas imagens legendadas, vídeos ou expressões que se espalham pela internet, rapidamente chegaram a ser apontados por pesquisadores como um novo gênero textual da era digital. Estadão. Publicado em 25.04.2019. Brasil tem dois dispositivos digitais por habitantes, diz FGV. Disponível em: https://link.estadao.com.br/noticias/cultura-digital,brasil-tem-dois-dispositivos-digitais- por-habitante-diz-estudo-da-fgv,70002804036. Acesso em: 2 jun. 2020. Porvir. Sucesso nas redes sociais, memes também podem ensinar. Disponível em: https://porvir.org/sucesso-nas-redes-sociais-memes-tambem-podem- ensinar/. Acesso em: 2 jun. 2020. https://porvir.org/sucesso-nas-redes-sociais-memes-tambem-podem-ensinar/ https://link.estadao.com.br/noticias/cultura-digital,brasil-tem-dois-dispositivos-digitais-por-habitante-diz-estudo-da-fgv,70002804036 https://link.estadao.com.br/noticias/cultura-digital,brasil-tem-dois-dispositivos-digitais-por-habitante-diz-estudo-da-fgv,70002804036 https://porvir.org/sucesso-nas-redes-sociais-memes-tambem-podem-ensinar/ https://porvir.org/sucesso-nas-redes-sociais-memes-tambem-podem-ensinar/ 6 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO Socialize as produções dos estudantes, cuidando para que não sejam ofensivas. Atenção: Para a próxima aula, os estudantes deverão ler a entrevista com a diretora do filme “A conspiração da lâmpada”, publicado na Revista Galileu: QUANDO O FUTURO ESTÁ EM JOGO Caderno do Aluno – página 128 Depois de ver dados sobre a pressão (e a velocidade) pela qual somos levados a consumir e descartar produtos, você provavelmente deve estar se perguntando onde isso vai parar, já que nosso planeta é um só. Não faltam informações científicas hoje sobre os desafios que temos de enfrentar com urgência, mas tampouco faltam iniciativas como a do Fairphone, que você conheceu na aula passada. Naquele vídeo, foram abordados aspectos do descarte de lixo tecnológico, e este é o tema desta aula. Afinal, se sabemos que o futuro está em jogo, cada um de nós terá de repensar atitudes e comportamentos e reaproveitar esses materiais. Retome as discussões da aula anterior com a sala e ressalte a importância de repensarmos hábitos de consumo. Os dados de uso e descarte de produtos refletem um cenário desafiador: é urgente que cada um de nós participe de forma Revista Galileu. Obsolescência planejada: por que eletrônicos têm data de validade? Disponível em: http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI296013- 17770,00.html. Acesso em: 2 jun. 2020. http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI296013-17770,00.html http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI296013-17770,00.html 7 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO mais ativa da busca de soluções. E que repense seu comportamento como consumidor. Felizmente, já há diversas opções para descarte de eletrônicos promovidas por governos, empresas e sociedade civil. Peça aos alunos que façam uma pesquisa para ver as alternativas disponíveis na sua cidade. ATIVIDADE 1 – O DESTINO CERTO PARA O LIXO ELETRÔNICO Caderno do Aluno – página 128 Neste momento, procure trabalhar com eles habilidades mais relacionadas à educação midiática e cidadania digital, como, por exemplo, acesso, análise, criação e participação do ambiente informacional digital. A internet abriu espaço para encontrarmos informações sobre quase tudo, a partir de diferentes autores, formatos e pontos de vista. O acesso a tantos recursos é muito poderoso, mas pode ser uma casca de banana se não estivermos preparados para decodificá-los. Ou seja, ao mesmo tempo em que o amplo acesso à informação expande os caminhos da aprendizagem, também traz novos desafios para a escola. Como podemos ajudar os alunos a “ler além do que está escrito”? Uma dica é incentivá-los a interrogar a informação recebida ou encontrada. Converse com eles sobre o infográfico do Caderno do Aluno. 8 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO ATIVIDADE 2 – EU, TU, ELES, NÓS! Caderno do Aluno – página 129 A última parte da aula será planejar e produzir uma campanha de conscientização para descarte correto de eletrônicos. Explique que uma campanha de conscientização deve partir de uma mensagem clara e que pode ter recursos variados como estratégia para conseguir mobilizar o público- alvo. Os estudantes devem estar livres para criar a campanha no formato que considerarem melhor. Organize a apresentação das campanhas criadas pelos estudantes. Analisem se a mensagem está clara para atingir o público previsto como alvo da campanha. CAIXA DE FERRAMENTAS PARA O PROFESSOR Vídeos e leituras A História das Coisas: vídeo produzido pela ambientalista americana Annie Leonard, deu origem a um livro homônimo lançado no Brasil pela Editora Zahar. Disponível em: https://storyofstuff.org/movies/story-of-stuff/. Acesso em: 28 jan.2020. A conspiração da lâmpada (The light bulb conspiracy): documentário sobre a obsolescência programada. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ERcC3fJOnpA. Acesso em: 28 jan. 2020. Obsolescência planejada: armadilha silenciosa na sociedade de consumo: artigo no Le Monde Diplomatique (Brasil). Disponível em: https://diplomatique.org.br/obsolescencia-planejada- armadilha-silenciosa-na-sociedade-de-consumo/. Acesso em: 28 jan. 2020. Fairphone, o smartphone sustentável: vídeo em português da DW, rede de TV pública alemã, sobre a iniciativa de uma empresa holandesa para produzir smartphones duráveis. Disponível em: https://storyofstuff.org/movies/story-of-stuff/ https://www.youtube.com/watch?v=ERcC3fJOnpA https://diplomatique.org.br/obsolescencia-planejada-armadilha-silenciosa-na-sociedade-de-consumo/ https://diplomatique.org.br/obsolescencia-planejada-armadilha-silenciosa-na-sociedade-de-consumo/ 9 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO https://youtu.be/uhAs7bSWjfE. Acesso em: 28 jan. 2020. Wall E: animação da Disney e da Pixar que permite trabalhar a questão do lixo com alunos dos Anos Finais do Ensino Fundamental e do Ensino Médio. Embora feita em 2008, essa ficção científica de qualidade para crianças e adultos continua muito atual. Obsolescência Programada: artigo de Rodrigo Pena. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/geografia/obsolescencia-programada.htm. Acesso em: 28 jan. 2020. Rotação por estações: Vídeo produzido pelo Centro de Inovação da Educação Brasileira, sobre práticas inovadoras (CIEB), que tem materiais de qualidade para quem trabalha com educação e tecnologia. Plataformas Canva: plataforma virtual gratuita com inúmeros modelos de design para montar, de forma simples e intuitiva, infográficos, apresentações etc. Muito simples de usar. O modelo de linha do tempo foi feito lá. Disponível em: www.canva.com. Acesso em: 28 jan.2020. Pixton: uma ferramenta que permite criar e compartilhar histórias em quadrinhos com diversas opções de cenários, personagens e expressões. O modelo usado na aula 2 foi feito lá. Disponível em: www.pixton.com. Acesso em: 28 jan.2020. EducaMídia: programa para capacitar professores e engajar a sociedade no processo de educação midiática dos jovens, com diversos materiais de apoio (incluindo planos de aula) para ensinar alunos a acessar, analisar, criar e participar de maneira crítica do ambiente informacional e midiático em todos os seus formatos. Disponível em: www.educamidia.org.br. Acesso em: 28 jan. 2020. APRENDENDO A PROGRAMAR Caderno do Aluno – página 130 Habilidade: EM13TEC23 – Construir algoritmos com desvios condicionais lógicos utilizando uma linguagem de programação. EM13TEC25 – Integrar a programação de diferentes componentes(sensores w atuadores) para automação de objetos. https://youtu.be/uhAs7bSWjfE https://brasilescola.uol.com.br/geografia/obsolescencia-programada.htm http://cieb.net.br/que-tal-planejar-uma-aula-em-rotacao-por-estacoes-de-aprendizagem/ http://www.canva.com/ http://www.pixton.com/ http://www.educamidia.org.br/ 10 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO EM13TEC26 – Criar soluções a partir da robótica, identificando problemas e propondo soluções relacionadas com os conceitos de engenharia, matemática e arte (STEAM). EM13TEC31 – Elaborar perguntas para garantir a base sólida para investigação de um problema ou desafio. Realize um diagnóstico sobre a ideia que os estudantes têm de ciência da computação. Comece questionando a turma sobre como os computadores entendem nossos comandos. ✓ Qual é a linguagem do computador? ✓ Como eles conseguem exibir imagens e sons? Proponha a leitura do texto introdutório apresentado no Caderno do Aluno. Apresente o conceito de números escritos na base dois e compare-o com o conceito de números escritos na base decimal. Apresente para a turma a ideia de lógica binária e explique que o computador transforma em zeros e uns todas as informações que nós inserimos nele. Distribua folhas de sulfite e peça aos estudantes que confeccionem seis cartões binários, conforme modelo do Caderno do Aluno. Eles serão o guia para a solução das atividades. É importante que, por padrão, os estudantes leiam os cartões no sentido da direita para a esquerda. 11 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO ATIVIDADE 1 – NÚMEROS BINÁRIOS Caderno do Aluno – página 130 Acompanhe com os estudantes a leitura do texto da Atividade 1 para que possam vislumbrara conversão entre números binários e decimais. As orientações para elaboração dos cartões estão no Caderno do Aluno. Após esse estudo, os estudantes deverão resolver a atividade proposta. Eles deverão marcar os pontos no cartão com a quantidade de pontos múltiplos de 2 e um cartão com um ponto, representando 20 = 1 Como fazer a conversão da base decimal para a base binária: Vamos converter o número 9 na base 2. Para converter para base 2, vamos dividir o número 9 por 2 e, em seguida, dividimos o quociente obtido por 2, e assim sucessivamente, até obter o quociente igual a 1: 12 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO Assim, teremos: 9 = 1 0 0 1 Agora é sua vez. Com o uso dos cartões, faça a leitura no sentido da direita para a esquerda e apresente em linguagem binária os números decimais abaixo: a) 02: R: 0 0 0 0 1 0 b) 60: R: 1 1 1 1 0 0 c) 31: R: 0 1 1 1 1 1 d) 08: R: 0 0 1 0 0 0 ATIVIDADE 2 – APRENDENDO A CONTAR EM LINGUAGEM BINÁRIA Caderno do Aluno – página 131 Nessa atividade, os estudantes farão o caminho inverso: a partir do código binário dado e com o auxílio dos cartões binários, deverão escrever o número decimal. É comum uma breve confusão entre os estudantes até eles assimilarem a lógica binária. Acostumados a pensarem sobre uma base decimal, uma base diferente poderá causar estranheza. Contudo, com o andar das atividades, a lógica binária poderá ser assimilada. 13 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO Como descobrir qual é o número decimal representado na base 2: Seja o número binário: 1 1 0 0 1, converta-o para número decimal. 1 1 0 0 1 1 . 20 = 1 0 . 21 = 0 0 . 22 = 0 1 . 23 = 8 1 . 24 = 16 Para obter o número realizamos a soma dos resultados: 1 + 0 + 0 + 8 + 16 = 25 a) 0 0 1 1 0 1: R:13 b) 0 0 1 1 1 1: R:15 c) 1 0 0 0 0 1: R: 33 d) 0 0 0 1 1 1: R: 7 Ainda com o uso dos cartões binários, peça aos estudantes que respondam as duas questões propostas. 14 CADERNO DO PROFESSOR – TECNOLOGIA E INOVAÇÃO – ENSINO MÉDIO Instigue os estudantes a perceberem que, diferente da base decimal, na base binária são necessários somente alguns cartões para contar números muito grandes. Verifique se os estudantes conseguem compreendem que, para representar o número nove na base decimal, teríamos que alinhar nove cartões, ao passo que na base binária somente dois seriam necessários. ATIVIDADE 3 – PROGRAMANDO EM PAPEL: ALGORITMO NOSSO DE CADA DIA Caderno do Aluno – página 132 Nosso objetivo principal é apresentar o conceito de ALGORITMO. É preciso que os estudantes tenham clara a noção de que os algoritmos fazem parte do nosso dia a dia e que eles seguem uma ordem lógica para serem bem-sucedidos. Deixe claro para a turma que praticamente tudo que fazemos rotineiramente segue de algum modo um algoritmo. Peça aos estudantes que escrevam em até oito passos uma tarefa ou atividade que eles façam cotidianamente. Caso ache interessante, faça com a turma um algoritmo antes na lousa sobre algum exemplo do cotidiano da sala de aula. Em seguida, solicite a eles que completem a Atividade 3 e socialize as respostas dos estudantes. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio ATIVIDADE 4 – ALGORITMO Caderno do Aluno – página 132 Nessa atividade, os estudantes devem refletir sobre a noção de que, quando falamos em algoritmos, a ordem ou sequência das ações pode ou não afetar ou alterar o resultado do produto. Tudo depende do objetivo. Por exemplo, ir de um lugar (minha casa) a outro (escola) pode ser realizado com diferentes algoritmos: posso seguir o caminho mais curto (Algoritmo X) ou o caminho mais seguro (Algoritmo Y), e tal escolha irá somente alterar a quantidade de ações/passos para meu objetivo, porém não irá alterar o objetivo final que é chegar à escola. Contudo, existem outros algoritmos em que essa sequência não pode ser alterada sem que o resultado não seja prejudicado. Pense, por exemplo, num algoritmo para vestir-nos: colocar os sapatos antes das calças afetará o resultado esperado. Realize a leitura do texto apresentado no Caderno do Aluno. Em seguida proponha a tarefa em que devem pensar em um algoritmo no qual a ordem da execução pode ser alterada sem atrapalhar o resultado. Eles devem analisar se isso é possível ou não, justificando suas respostas. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Socialize alguns algoritmos descritos pelos estudantes. Convém destacar que, diferentemente dos programas de computadores, os algoritmos podem ser escritos em qualquer língua ou formato lógico. Contudo ao trabalharmos com sistemas digitais, a polissemia precisa ser evitada. Os computadores seguem ordens específicas e não têm capacidade de interpretar um sentido metafórico de uma instrução. Por isso, usamos uma linguagem de programação cujas instruções seguem uma sintaxe muito rígida e na qual o sentido é inequívoco. E aqui aparece a diferença entre algoritmo e programa: o primeiro serve a muitos usos, o segundo, apenas para as máquinas. Nas atividades a seguir, passaremos da ideia de algoritmo para a de programa e explicaremos as diferenças entre os dois. PROGRAMANDO EM PAPEL: CRIANDO PROGRAMAS Caderno do Aluno – página 132 Explore com os estudantes as orientações apresentadas no Caderno do Aluno. Os comandos inicialmente são simples, porém, para que a tarefa seja realizada com sucesso, estes comandos precisam ser bem planejados. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio ATIVIDADE 5 - PROGRAMANDO EM PAPEL – O PODER DA REPETIÇÃO Caderno do Aluno – página 134 Agora, compreendido pelo grupo que uma máquina não é capaz de entender instruções expressas numa linguagem natural, como a língua portuguesa, por exemplo, vamos adotar um conjunto de cinco regras muito precisas: Caderno do Professor Volume3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Solução: Fonte: Atividade adaptada de Graph Paper Programming. Disponível em: https://code.org. Acesso em: 13 fev. 2020. ATIVIDADE 6 – PROGRAMANDO NO CHÃO DA SALA Caderno do Aluno – página 134 Apresente o conceito de DEPURAR um programa. É preciso que a turma compreenda este conceito como uma maneira de simplificar e diminuir o número de comandos para executar uma ação. Demonstre para a turma que uma ação que se repete dentro do código pode ser simplificada com um comando do tipo “repita tantas vezes tal ação”. Na imagem 2 do exemplo a seguir, nós realizamos a mesma tarefa da imagem 1, com menos comandos, simplesmente adicionando o comando “repita”. Organize os estudantes em grupos, oriente-os a realizarem a leitura das instruções no Caderno do Aluno. Materiais: - Tesoura - Papelão ou cartolina - Canetão - Fita crepe Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Instruções: A atividade deve ser realizada em um ambiente aberto. Se não for possível sair da sala de aula, organize as cadeiras e carteiras para que o centro da sala fique livre. É ali que será desenhada a trilha de programação. A trilha deve ser feita com fita crepe e nas dimensões suficientes para que caiba uma pessoa em cada quadrado dela. Em uma folha de caderno, peça aos grupos que desenhem os símbolos com a descrição de sua ação. Veja o um exemplo: Em tese, qualquer bloco pode ser criado desde que não interfira na lógica de execução da tarefa: saltar blocos, por exemplo, não é permitido. Distribua papelão ou cartolina para os grupos e peça-lhes que recortem quadrados de (12 cm × 12 cm) e desenhem neles os símbolos criados na folha de caderno. Cada grupo deverá ter um aluno-robô que executará os comandos (blocos de papelão) depositados na trilha. O aluno-robô deverá pegar dois objetos-alvo (um caderno, apagador etc.) em qualquer um dos blocos marcados e finalizar o trajeto. Para realizar a atividade, siga as instruções do Caderno do Aluno. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Depois de organizados os trajetos, os grupos devem percorrê-los com o aluno-robô. Se achar necessário, escolha um aluno para ser o juiz que vai verificar quem fez o trajeto utilizando a menor quantidade de blocos e que executou corretamente a programação. Ganha o desafio o grupo que usar menos blocos e executar corretamente a programação. Atenção: somente pode haver um símbolo dentro de cada bloco de comando, mas é permitido colocar vários blocos de comandos dentro de um mesmo quadrado da trilha. Veja o exemplo: DICAS: ● Blocos como REPITA X VEZES UM MOVIMENTO são essenciais para depurar o código. ● Combine e padronize alguns comandos com a turma, como, por exemplo: ABAIXAR; PEGAR; LEVANTAR. Claro que você, professor, poderá criar, adaptar ou alterar a trilha e as regras de acordo com sua criatividade. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio INTRODUÇÃO: ELÉTRICA E ELETRÔNICA I As atividades a seguir envolvem Mão na Massa, então organize antecipadamente os materiais. É importante que os estudantes acompanhem as atividades consultando o Caderno do Aluno, realizando a leitura dos textos introdutórios. As atividades que seguem buscam realizar pequenas experiências que levem os estudantes a construírem na prática pequenos circuitos com componentes elétricos e eletrônicos simples. Tem como objetivo tornar familiar o manuseio com componentes e materiais básicos para a construção de artefatos elétrico-eletrônicos no decorrer de nossos estudos. ATIVIDADE 1 – INVESTIGANDO A POLARIDADE Caderno do Aluno – página 136 Nessa atividade Mão na Massa, vamos apresentar o conceito de polaridade, considerando a experiência dos estudantes em relação à atividade anterior. É importante que os estudantes compreendam que, ao identificarmos a polaridade, utilizamos o sinal positivo (+) ou o sinal negativo (−), como uma maneira de se distinguir uma fonte de tensão. Existem duas fontes de tensão: a corrente contínua e a corrente alternada. Pilhas, baterias e carregadores de celulares são exemplos de fontes de tensão de corrente contínua. Nela, os polos positivo e negativo não mudam nunca, eles “continuam” sempre iguais. Já na corrente alternada (as tomadas de nossas casas, por exemplo), alteram continuadamente seus polos: em um momento um polo do fio é negativo, noutro é positivo. Por isso chama-se corrente alternada. DICA: em um LED, a perna mais comprida é o polo positivo (+), e a menor é o polo negativo (−). Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Oriente os estudantes para realizarem a leitura do texto apresentado no Caderno do Aluno. Para realização da Atividade 2, será necessária a compreensão dos conceitos estudados nesta atividade. Figura 1: Exemplo de Esquema de Ligação. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Professor, um potenciômetro é um resistor variável. Uma das finalidades do resistor é limitar a corrente elétrica em um circuito. Na atividade Mão na Massa nº 2, nós vamos ligá-lo ao circuito feito na atividade passada. Um potenciômetro comum apresenta três pinos. O mais importante deles é o pino central (B), pois é ele que controla a passagem da corrente elétrica. Os demais pinos apenas dirão se ele inicia totalmente fechado (sem nenhuma passagem de corrente elétrica) ou totalmente aberto (passagem total de corrente elétrica) (C). Veja a figura a seguir: Figura 2: Potenciômetro Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação O objetivo é iniciar o circuito com o potenciômetro totalmente fechado e, ao girá-lo no sentido horário, aumentarmos a passagem de corrente elétrica no circuito, aumentando a intensidade da luminosidade do LED. É claro que pode ser interessante deixar os alunos descobrirem essa especificidade do componente sozinhos. O único objetivo do potenciômetro é funcionar como uma espécie de interruptor variável, e ele só pode ser ligado no polo POSITIVO (+) da fonte de alimentação. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Figura 3: Ligação do potenciômetro Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação ATIVIDADE 2 – MINI ABAJUR ELETRÔNICO Caderno do Aluno – página 137 Os estudantes deverão fazer em seu caderno o desenho/esquema da ligação, nomeando todos os componentes do circuito. Realize a leitura do texto apresentado no Caderno do Aluno para que conheçam o que é o Potenciômetro e apresente o esquema para construir o Mini Abajur, assim como providenciarem os materiais necessários para essa construção. O vídeo a seguir apresenta o passo a passo para construção do Mini Abajur. Se achar necessário, compartilhe o vídeo com os estudantes para que possam realizar a experiência. Canal YouTube. Publicado em 18.06.2020. Mini Abajur eletrônico. Disponível em https://youtu.be/T4yaC3srNiY1. Acesso em: 18 jun. 2020. 1 Vídeo autorizado para uso no caderno de Tecnologia e Inovação. https://youtu.be/T4yaC3srNiY Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Figura 4: Esquema: Mini abajur eletrônico/Potenciômetro e limitação de corrente elétrica. Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação Socialize os esquemas elaborados pelos estudantes, avaliando se conseguiram identificar os componentes do circuito. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Figura 6: Fonte de alimentação. Tipos de Circuito Elétrico: Circuito em Série e Circuito em Paralelo O objetivo da próxima atividadeé apresentar aos estudantes dois tipos de circuitos elétricos mais comuns: o circuito em Série e o circuito em Paralelo. O primeiro, como o próprio nome diz, traz os componentes ligados um após o outro. Traz também um detalhe importante: caso algum componente falhe, ele interrompe o fluxo de corrente em todo circuito. Veja a figura abaixo: Figura 5 – Circuito elétrico em série Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação Outro detalhe importante é que, no circuito em Série, a tensão não é dividida igualmente entre os componentes. Explicando melhor, isto significa que, caso tenhamos uma fonte de alimentação de três volts e liguemos dois LEDs, somente o primeiro da série ligará. Isto porque cada um dos LEDs precisa de três volts para acender. Assim, o primeiro LED do circuito consumirá todos os três volts de nossa fonte, não sobrando nada para o segundo, que não acenderá. O outro tipo de circuito é o em Paralelo. Diferentemente do circuito em Série, o circuito em Paralelo, devido à sua forma de organização, caso um dos componentes falhe, os demais continuam sendo alimentados. Outra vantagem é que, diferentemente do circuito em Série, caso liguemos dois LEDs em uma fonte de três volts, os dois acenderão! Por essas características, a maior parte dos circuitos que trabalharemos serão em Paralelo. Proponha a leitura e o estudo do texto apresentado no Caderno do Aluno. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio ATIVIDADE 3 – MAQUETE DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA – CIRCUITO EM PARALELO Caderno do Aluno – página 139 Organize os estudantes em grupos para que façam um planejamento para a construção de uma maquete de iluminação pública. Para isso, deverão desenhar um esquema de ligação, nomeando todos os componentes do circuito, conforme as informações apresentadas no quadro do Caderno do Aluno. A criação do esquema é pessoal, porém é preciso atentar para a organização desse esquema: Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Figura 7- Exemplo: modelo de maquete de iluminação pública. Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação Socialize os esquemas e as maquetes, compartilhando a aprendizagem dos estudantes ao realizarem essa atividade. INTRODUÇÃO À ELÉTRICA E À ELETRÔNICA II Caderno do Aluno – página 140 Nesta atividade, é interessante destacar a unidade da medida da resistência que é o ohm e seu símbolo Ω (letra grega ômega). Explique o uso da fórmula da “Lei de Ohm” para encontrarmos o resistor adequado para um dado circuito. 1ª Lei de Ohm: A corrente elétrica que atravessa um dispositivo qualquer é sempre diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada a esse dispositivo (considerando um condutor de resistência constante). U = R. i U = diferença de potencial – unidade de medida: volt (V). Sendo 𝑈 = 𝑉𝐴 − 𝑉𝐵. R = resistência elétrica – unidade de medida: ohm (Ω). I = intensidade (corrente elétrica) – unidade de medida: Ampere (A). Lembre aos estudantes que devemos dar preferência a um resistor com o valor sempre acima do recomendado, nunca abaixo. Isso devido às oscilações de tensão Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio e corrente que ocorrem naturalmente em um circuito. Por exemplo: se, após os cálculos, chegamos num resistor com o valor de 453 Ω, temos duas opções, como mostra a tabela abaixo: 430 Ω ou 470 Ω. Qual devemos usar? O maior, 470 Ω. Fonte: http://eletricamentefalando.blogspot.com/2011/08/valores-comerciais-de- resistores.html. Acesso em: 17 jun. 2020. Na tabela, a unidade Ω significa (ohm), k significa kΩ (kilo-ohm), e M significa MΩ (mega- ohm). http://eletricamentefalando.blogspot.com/2011/08/valores-comerciais-de-resistores.html http://eletricamentefalando.blogspot.com/2011/08/valores-comerciais-de-resistores.html Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio ATIVIDADE 1 – VALOR DO RESISTOR Caderno do Aluno – página 140 Junto com os estudantes, leia as informações que constam no Caderno do Aluno. Auxilie na interpretação da tabela e na aplicação das fórmulas. Tabela Genérica para Cálculo de Resistores para LEDs Cor do LED Tensão suportada pelo LED em volts Corrente suportada pelo LED em amperes Vermelho 2,0 v 0,02 Amarelo 2,0 v 0,02 Laranja 2,0 v 0,02 Verde 2,5 v 0,02 Azul 3,0 v 0,02 Branco 3,0 v 0,02 Em seguida, oriente-os a preencher o quadro da Atividade 1. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Solução: Tabela Genérica para Cálculo de Resistores para LEDs Cor do LED Tensão suportada pelo LED em volts Corrente suportada pelo LED em amperes Tensão em volts da fonte de alimentação Valor do Resistor em Ohms Laranja 2,0 v 0,02 6,0 v 200 Verde 2,5 v 0,02 12,0 v 475 Azul 3,0 v 0,02 9,0 v 300 Branco 3,0 v 0,02 5,0 v 100 Solução: Para resolver a questão, localizar na tabela genérica para cálculo de resistores os valores a serem substituídos na fórmula. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio ATIVIDADE 2 – CALCULANDO O RESISTOR ADEQUADO NA PRÁTICA Caderno do Aluno – página 142 LEITURA DE RESISTORES Após encontramos o resistor adequado, resta agora identificá-lo. E isso é muito simples de fazer. Todo resistor possui faixas coloridas sequenciais. Cada faixa representa um algarismo, com exceção para a última faixa dourada, que representa, em porcentagem, a precisão do resistor. Porém, por não interferir em nossos projetos, não vamos levá-la em conta em nossas atividades. Os resistores mais comuns são os de quatro faixas. A tabela abaixo mostra como efetuar a leitura do código de cores de resistores. Para fazermos a leitura, precisamos: 1. Posicionar o resistor com a faixa dourada que indica a precisão para o lado direito; 2. Verificar a sequência de cores impressas no corpo do resistor e comparar com a tabela. Pegamos o valor da primeira faixa, juntamos ao valor da segunda e multiplicamos pela quarta faixa. Caso o resistor tenha cinco faixas, juntamos a terceira às duas primeiras e multiplicamos pela quarta. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Acompanhe os estudantes na construção. O resistor ideal é o de 300 OHMS, observando ao cálculo anterior (Cálculo de resistores para LED). Figura 8 – Exemplo - Resistor Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio ATIVIDADE 3 – CONTROLANDO A DIREÇÃO DO GIRO MOTOR Caderno do Aluno – página 143 Além do uso do cabo flexível para construir a chave caseira reversora, nós podemos construí-lo com papel alumínio. DICAS: O motor DC geralmente tem uma marca ou ponto vermelho em um de seus terminais indicando o polo positivo. Como o motor gira muito rápido, é interessante fixar um pedaço de fita crepe ou isolante no eixo do motor para poder visualizar com mais facilidade sua direção de rotação. Por padrão, a cor vermelha simboliza o polo positivo, e a cor preta indica o polo negativo. Figura 9 – Modelo alternativo da chave reversora. Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Na atividade 3, alterando os polos do motor em relação aos terminais da fonte, o motor muda seu sentido de giro. Então, apesar de trabalhar com polaridade, nós podemos controlar a direção de giro do eixo do motor, alterando-a. Mais para a frente, quando começarmos a trabalhar com microcontrolador, você irá aprender a controlar a duração, a direção e a velocidade do giro do motor. ATIVIDADE4 – VENTILADOR RECICLÁVEL – CONTROLANDO MOTOR COM POTENCIÔMETRO Caderno do Aluno – página 144 Na proposta desta atividade a seguir, os estudantes deverão construir um miniventilador, de maneira que possam controlar sua velocidade utilizando os seguintes componentes: Componentes Função Material reciclável: potes plásticos de diversos tipos e tamanhos, tubos de papelão, canudinhos etc. Fará o papel da estrutura e das demais partes do ventilador (hélice, base, corpo etc.). 01 interruptor Ligar ou desligar a alimentação do circuito elétrico. 01 potenciômetro 10 K Responsável por iniciar, parar e controlar a velocidade do giro do motor. Lembre-se dos pinos (ABC) e da forma correta de ligá- los. 2 pilhas AA 1.5 volts com suporte Alimentar o motor. 1 minimotor 130 1V-6V Retome o mesmo princípio utilizado na construção do Mini Abajur Eletrônico. A principal diferença está na substituição do LED pelo motor e na inserção de um botão Liga/Desliga. Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Figura 10 - Ventilador Reciclável – Controlando motor com potenciômetro. Fonte: Imagem criada para o Caderno de Tecnologia e Inovação Caderno do Professor Volume 3 – Tecnologia e Inovação – Ensino Médio Referências ARECES, Carlos et al. Ciencias de la computación para el aula : 2do. ciclo de primaria – libro para docentes. Ciudad Autónoma de Buenos Aires: Fundación Sadosky, 2018. BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. Disponível em: http://download.basenacionalcomum.mec.gov.br/. Acesso em: 20 jan. 2020. CEPPI, Giulio; ZINI, Michele (orgs.). Crianças, espaços, relações: como projetar ambientes para a educação infantil. Tradução: Patrícia Helena Freitag. Porto Alegre: Penso, 2013. CIEB. Currículo de Referência em Tecnologia e Computação. Out. 2018. Disponível em: http://curriculo.cieb.net.br/. Acesso em: 20 jan. 2020. COMPUTER SCIENCE UNPLUGGED. 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