MEF015 Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no Ensino de Física - Turma: 2013

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1 MEF015 Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no Ensino de Física - Turma: 2013 NOMES: Jan Torres Lima e Madge Bianchi dos Santos PLANO DE AULA IE: Escola... Série: 1ª do EM Tempo previsto: 2h-aula Data: / / Conteúdos: Cinemática vetorial MRU e MRUV Objetivo geral: Caracterizar o MRU e MRUV conceitualmente tomando seus elementos na forma vetorial. Objetivos específicos: Identificar as características do MRU e do MRUV, diferenciar MRU e MRUV e representar os vetores posição, deslocamento, velocidade e aceleração presentes nesses movimentos. Recursos: Computador, datashow, apresentação de slides, animações, applets, laboratório de informática, guia de atividades, Jogo Gran Turismo 4 para PC. Tema: Diferenciando os Movimentos. Motivação (Tempo previsto - 10 min): Utilizando o jogo Gran Turismo 4, será explorado o fascínio natural que o ser humano tem por velocidade para motivar os alunos para a aula. Será solicitado que tentem fazer um movimento com velocidade constante, com aceleração e com frenagem. Podem ser escolhidos ou sorteados 2 ou 3 alunos e a turma pode opinar quanto ao que eles devem fazer e como deve aparecer o velocímetro para cada movimento. 1

2 MEF015 Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no Ensino de Física - Turma: 2013 Figura 1: Tela do jogo Gran Turismo 4 Após a motivação, serão lançadas as seguintes as questões: Como podemos diferenciar movimentos com e sem aceleração? Como podemos prever a localização de um móvel em determinado instante se a velocidade é sempre a mesma? Como podemos prever a localização de um móvel em determinado instante se a velocidade aumenta sempre na mesma quantidade a cada segundo? Utilizando a estratégia POE, será solicitado aos alunos que anotem respostas dessas perguntas, para realizarem uma comparação de suas respostas ao final das tarefas. Metodologia Exposição dos conteúdos (Tempo previsto - 20 min): A aula iniciará com uma exposição de slides apresentando os conceitos de sistemas referenciais e vetores (posição, deslocamento, velocidade e aceleração) apenas unidimensionais para facilitar a familiarização dos alunos com vetores (ver exemplos de slides no Anexo II). 2

3 MEF015 Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no Ensino de Física - Turma: 2013 Figura 2: Sistema de referência Logo após, serão apresentados conceitos de MRU e MRUV utilizando também apresentação de slides contendo animações em gif e simulações, focando a diferenciação destes movimentos. Figura 3: Imagem estroboscópica do MRU Figura 3: Imagem estroboscópica do MRUV Utilizando o jogo Gran Turismo 4, serão exemplificadas situações do MRU e MRUV. O estudo do comportamento do velocímetro servirá como guia para diferenciar os movimentos acelerados dos movimentos com velocidade constante. Atividade no laboratório (Tempo previsto - 40 min): A segunda etapa desta aula será realizada no laboratório de informática da escola. Será distribuída aos alunos uma tarefa, utilizando um Guia de Atividades (ANEXO I), para realizarem uma análise numérica (sem fórmulas) do MRU e MRUV. A tarefa será realizada em duplas. 3

4 MEF015 Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no Ensino de Física - Turma: 2013 No Guia de Atividades, o objetivo do aluno é tentar prever a posição e velocidade de um carro a cada 1 (um) segundo, durante o intervalo de tempo de 5 (cinco) segundos, para ambos os movimentos (MRU e MRUV). Neste guia, as atividades estão distribuídas em três etapas: Etapa 1 - Consiste em criar e preencher os dados das tabelas do guia de atividades; Etapa 2 - Utilizando estes dados, eles montarão os gráficos da posição x tempo e velocidade x tempo manualmente, numa folha de papel; Etapa 3 - Esboçar no sistema de referência desenhado no guia de atividades a posição do carro num determinado instante de tempo e representar os vetores deslocamento, velocidade e aceleração; Etapa 4 - Utilizando o applet Acellerations, a dupla insere os dados de velocidade e posição inicial (esta igual a 0m), para realizar a simulação. Logo após irá comparar os gráficos elaborados manualmente com aqueles gerados pelo programa. Figura 4: Applet Acellerations Ao final desta segunda atividade, serão realizadas novamente as perguntas para toda a turma: Como podemos diferenciar movimentos com e sem aceleração? Como podemos prever a localização de um móvel em determinado instante se a velocidade é sempre a mesma? Como podemos prever a localização de um móvel em determinado instante se a velocidade aumenta sempre na mesma quantidade a cada segundo? 4

5 MEF015 Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) no Ensino de Física - Turma: 2013 Avaliação (Tempo previsto - 10 min): Ao final das atividades, serão distribuídos flash cards às duplas para análise da aprendizagem, para que o professor verifique as dúvidas que ficaram. Figura 5: Exemplos de flash cards O professor então apresentará um quiz em slides e para cada uma das perguntas, a dupla levantará seu flash card. O professor tem a visualização geral. Se o resultado das duplas está de acordo com o conteúdo dessas aulas, o professor passa adiante. Caso o resultado não esteja de acordo, as duplas interagem e uns explicam aos outros (técnica Peer Instruction PI, na qual os alunos explicam uns aos outros). Desta forma, será possível quantificar o total de alunos que compreenderam os conteúdos, podendo sanar eventuais dúvidas, além de ser uma forma de revisar o que foi estudado (ver exemplos das telas do quiz no Anexo II). 5

6 ANEXO I GUIA DE ATIVIDADES TAREFA 01 MRU Escolha uma velocidade (m/s) para seu carro. Nossa próxima etapa será analisar o comportamento da posição de nosso carro para o intervalo de 1 segundo, no total de tempo de 5 segundos. A partir de sua escolha realize as seguintes atividades: 1º) Complete a tabela abaixo com os dados de velocidade e posição. Tempo (s) Posição (m) Velocidade (m/s) Lembre-se! No MRU os objetos percorrem distâncias iguais no mesmo intervalo de tempo. 2º) Elabore abaixo o esboço dos gráficos da posição x tempo e da velocidade x tempo. 3º) Abra o programa no link insira os dados de posição inicial (initial position) = 0 m, velocidade (initial velocity) = valor escolhido pela dupla e aceleração (acceleration) = 0 m/s². Inicie a simulação e observe os gráficos. 4º) Compare os gráficos elaborados no papel com os gráficos do programa. 5º) Represente os vetores posição, velocidade e aceleração para o carro no instante 3s. 6

7 ANEXO I GUIA DE ATIVIDADES TAREFA 02 - MRUV Escolha uma aceleração (m/s²) para seu carro. Nossa próxima etapa será analisar o comportamento da posição de nosso carro para o intervalo de 1 segundo, no total de tempo de 5 segundos. Nesta tarefa, devemos considerar que o carro parte do repouso (v(0) = 0 m/s). Para determinar a posição, utilize a seguinte equação: x(t) = a.t²/2 A partir de sua escolha realize as seguintes atividades: 1º) Complete a tabela abaixo com os dados de velocidade, posição e aceleração. Tempo (s) Posição (m) Velocidade (m/s) Aceleração (m/s²) Lembre-se! No MRUV a velocidade aumenta proporcionalmente para um mesmo intervalo de tempo 2º) Elabore abaixo o esboço dos gráficos da posição x tempo e da velocidade x tempo. 3º) Abra o programa no link insira os dados de posição inicial (initial position) = 0 m, velocidade (initial velocity) = 0 m/s e aceleração (acceleration) = valor escolhido pela dupla. Inicie a simulação e observe os gráficos. 4º) Compare os gráficos elaborados no papel com os gráficos do programa. 5º) Represente os vetores posição, velocidade e aceleração para o carro no instante 3s. 7

8 ANEXO II EXEMPLOS DA EXPOSIÇÃO DE CONTEÚDOS E DO QUIZ 8

9 ANEXO II EXEMPLOS DA EXPOSIÇÃO DE CONTEÚDOS E DO QUIZ PERGUNTAS DO QUIZ - EXEMPLOS 9

10 ANEXO II EXEMPLOS DA EXPOSIÇÃO DE CONTEÚDOS E DO QUIZ 10