Documentação do Projeto Eletrônica Básica em Escolas Públicas de Brasília

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1 Documentação do Projeto Eletrônica Básica em Escolas Públicas de Brasília Cliente: Escolas Públicas de Brasília. Ramo Estudantil do IEEE da Universidade de Brasília IEEE Brasília, 01 de fevereiro de 2012.

2 1. Objetivo O projeto destina-se a apresentação de campos de atuação na área de engenharia e ao ensino de eletrônica básica a alunos de ensino fundamental e médio de escolas públicas. 2. Participantes As atividades do projeto serão realizadas de forma voluntária por membros do Ramo Estudantil do IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos) da Universidade de Brasília (UnB). Eles serão responsáveis por ministrar as aulas, fazer a manutenção dos kits didáticos e esclarecer as eventuais dúvidas que possam surgir no decorrer do processo. Os seguintes membros do instituto participaram em uma ou mais etapas do projeto a fim de garantir sua realização: Arthur Amaral Ferreira; Artur Araújo Rodrigues; Davi Marco Lyra Leite; Fabrício Rodrigues Monteiro; Gustavo Fernandes de Carvalho; Laryssa Dayse Vilar e Silva; Ligia Campos Magalhães; Luiz Fernando de Andrade Gadêlha; Paula A. de Freitas Almeida; Vesna Resende Barros. 3. Apresentação O ensino de eletrônica e outras áreas da engenharia para alunos no período escolar pode ser importante motivador e fundamentador na hora da escolha profissional. Um adolescente que conhece uma carreira e um campo de atuação apresenta uma visão mais ampla do processo de seleção profissional e poderá tomar a sua decisão de que curso fazer na universidade com mais propriedade. Além disso, é cientificamente comprovado que o uso de experimentos e estímulos visuais são importantes recursos para a assimilação de conteúdos e desenvolvimento da aprendizagem. Assim, o Ramo Estudantil do IEEE da Universidade de Brasília apresenta o projeto Eletrônica Básica em Escolas, que propõe a realização de experimentos básicos de eletrônica para apresentar o campo de trabalho na área de Engenharia Eletrônica, em especial, Elétrica e Mecatrônica bem como o aprofundamento de alguns dos conteúdos abordados em sala de aula. O projeto é desenvolvido de forma voluntária pelos estudantes e será realizado pela equipe do Ramo Estudantil, fazendo uso de um kit didático previamente fornecido pela matriz do Instituto nos Estados Unidos. É proposta a realização de alguns experimentos básicos que exemplifiquem os

3 princípios relacionados ao funcionamento de dispositivos elétricos e eletrônicos, fazendo uso para tanto de atividades expositivas e demonstrativas. O trabalho será desenvolvido em conjunto com as escolas que deverão fornecer o espaço físico para que sejam ministradas as aulas e apresentadas as atividades. 4. Público Alvo Alunos dos dois últimos anos do ensino fundamental (8º e 9º anos) e/ou estudantes de ensino médio das escolas públicas do Distrito Federal. As faixas de escolaridade acima sugeridas se devem à maior maturidade acadêmica desses alunos, os quais já devem ter se deparado com conceitos e tópicos relacionados à Engenharia, em especial à Eletrônica. Além disso, esses estudantes começam a definir os futuros passos profissionais - com a escolha do curso que se deseja cursar e a necessidade de estudo mais aprofundado para o Programa de Avaliação Seriada e o Vestibular tradicional da Universidade de Brasília. 5. Desenvolvimento O presente trabalho propõe a realização de aulas teóricas sobre aspectos básicos e aplicados de eletrônica, juntamente com a exibição de experimentos na qual os alunos poderão se deparar com a montagem de equipamentos e circuitos que podem ser vistos no quotidiano de um engenheiro. Cada experimento terá a sua abordagem teórica inicial, em que serão apresentados os passos a serem seguidos, os resultados esperados e as precauções que devem ser tomadas quando do trabalho com esses dados circuitos. Além disso, será dada uma explicação sobre cada tipo de componente e como eles podem ser corretamente manuseados. Desse modo, espera-se que os alunos aprendam a diferenciar os diversos componentes eletrônicos - como resistores, diodos, capacitores, fontes - e entendam como eles são utilizados para montar os equipamentos presentes em grande parte das casas e ruas nas cidades brasileiras. As atividades estarão concentradas em três grandes áreas: Eletrostática, Circuitos Elétricos e Magnetismo. Dentro de cada, procurar-se-á desenvolver um conteúdo mínimo visando alcançar os objetivos presentes a seguir. Áreas de estudo e seus objetivos 1 : 1. Eletrostática a. Calcular a carga de um objeto; b. Entender a aprender a descrever a diferença entre condutores e isolantes; c. Explicar a diferença entre condução e indução; d. Explicar o funcionamento de um eletroscópio; e. Resolver problemas com a lei da conservação de cargas; f. Usar a Lei de Coulomb para resolver problemas relacionados À 1 Adaptado dos extratos da apostila de experimentos: "NY State Science curriculum and relevant experiments from the Elenco electronics Inc. Snap Circuits manual" disponibilizada pelo IEEE.

4 força elétrica; g. Reconhecer que corpos carregados exercem forças atrativas e repulsivas; h. Comparar e contrastar a Lei de Gravitação Universal de Newton e a Lei de Coulomb; i. Definir, medir e calcular a força de um campo elétrico; j. Resolver problemas relacionados a carga, campo elétrico e forças; k. Definir e calcular a energia potencial elétrica; l. Definir a calcular a diferença de potencial; m. Resolver problemas envolvendo placas paralelas e carregadas. 2. Circuitos Elétricos a. Definir e calcular a corrente elétrica; b. Definir e calcular a resistência usando a Lei de Ohm; c. Explicar os fatores e calcular a resistência de um condutor; d. Identificar o caminho e a direção de fluxo de corrente em um circuito; e. Desenhar e interpretar diagramas esquemáticos de circuitos elétricos; f. Usar e analisar efetivamente voltímetros e amperímetros; g. Resolver problemas re circuitos em série e paralelo usando as tabelas de VIRP h. Calcular a resistência equivalente para configurações em série e paralelo de resistores; i. Calcular a potência e a energia consumidas em circuitos elétricos. 3. Magnetismo a. Explicar que o magnetismo é causado por cargas elétricas em movimento; b. Descrever os pólos magnéticos e as interações entre elementos magnetizados; c. Desenhar linhas de campos magnéticos; d. Descrever os fatores que afetam a diferença de potencial induzida devido a campos magnéticos interagindo com cargas elétricas em movimento. Desse modo, os experimentos e as explicações teóricas realizadas terão por finalidade cobrir um ou mais dos objetivos dentro de cada área e permitir ao aluno observar como os ensinamentos de sala de aula estão presentes nos elementos práticos e do dia-a-dia. 6. Material Durante o curso será utilizado um kit didático chamado Snap Circuit (R) kit que foi disponibilizado pela EDS (Electron Devices Society) do IEEE. Além do kit, serão utilizados multímetros a fim de realizar as medições de resistência, diferença de potencial elétrico (voltagem), corrente elétrica durante os experimentos.

5 Kit didático Snap Circuits Extreme Multímetro digital a ser utilizado nos experimentos 7. Pontos importantes O curso destina-se a complementar o aprendizado curricular de sala de aula, sendo uma atividade de extensão para os alunos. Desse modo, as aulas não substituem o trabalho ministrado normalmente pelo corpo docente do estabelecimento de ensino. Os professores/responsáveis da Escola atendida devem selecionar os alunos que participarão das atividades - seja por desempenho escolar, por nome em lista ou por ordem de chegada na primeira aula. Todavia, pedimos que a turma da primeira aula seja mantida nas seções posteriores visando a continuidade do processo e o melhor aproveitamento deste. O Ramo Estudantil do IEEE se compromete em levar para as atividades os materiais destinados ao experimento - no caso o kit didático e os multímetros - todavia não é da equipe a responsabilidade pela conservação do espaço físico dos locais em que ocorrerão as aulas. Deste modo, pede-se a presença de um funcionário ou professor do estabelecimento de ensino sempre que estiverem acontecendo atividades do projeto. Fica a cargo do Ramo a avaliação sobre a continuidade de um estudante no processo, caso ele apresente problemas disciplinares. A escola será previamente

6 informada sobre incidentes ocorridos em sala de aula e na situação de desrespeito aos demais presentes em sala será exigida a imediata retirada do infrator disciplinar, o qual será encaminhado pelo professor responsável do estabelecimento de ensino à diretoria para a devida sanção. 8. Conclusão O Ramo Estudantil do IEEE da Universidade de Brasília tem a satisfação de poder oferecer o curso Eletrônica Básica em Escolas Públicas e está plenamente comprometido com o êxito do projeto. Como membros do IEEE é um prazer poder apresentar a área de atuação em Engenharia e estimular os estudantes mais novos a aprofundar os seus conhecimentos teóricos e práticos. Desse modo, desejamos uma excelente parceria com as Escolas a fim de atingir o máximo de alunos e conseguir estimular e empolgar cada estudante que estiver presente nas aulas do projeto.