Produção Didático-Pedagógica : OAC. Autora: Edna Luiza de Souza Orientador: Hilario Lewandowski

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1 Produção Didático-Pedagógica : OAC Autora: Edna Luiza de Souza Orientador: Hilario Lewandowski Estabelecimento : Colégio Estadual Trajano Grácia NRE: Irati Ensino : Educação Fundamental Anos Finais Disciplina: Ciências Conteúdo: Energia Irati -2008

2 Objeto de Aprendizagem Colaborativa OAC Tema: Energia Recurso: Paraná Título: Usina de Itaipu Texto: Localizada em Foz do Iguaçu - Paraná, a Usina de Itaipu é atualmente a maior usina hidrelétrica do mundo em geração de energia hidráulica. No link abaixo pode ser acessado a página da Itaipu Nacional onde há várias informações, entre elas sobre a geração e transformação de energia. Os textos podem ser utilizados em sala de aula para demonstrar todo o processo de produção de energia elétrica, além de conhecer o funcionamento completo de uma usina hidrelétrica. Fonte: Recurso: Problematização do Conteúdo Chamada para o relato: Em toda a história das civilizações as diversas fontes de energia foram essenciais para o desenvolvimento e sobrevivência de uma sociedade. Texto: Em toda a história das civilizações as diversas fontes de energia foram essenciais para o desenvolvimento e sobrevivência de uma sociedade. Sempre houve a busca de fontes energéticas que pudessem auxiliar e promover melhorias nas condições de vida das pessoas, como também reduzir o esforço manual em diferentes atividades. A lenha e o carvão foram certamente as fontes naturais mais utilizadas pelo homem no início dos tempos.

3 Não há como imaginar nos dias atuais realizar diferentes atividades sem o uso da energia, a qual é sempre discutida pelo mundo todo pelas questões ambientais, socioeconômicas, tecnológicas, culturais, científicas e até políticas. Muitas guerras iniciaram por questões das fontes naturais existentes um determinado território, para a detenção do poder da riqueza energética. Com o crescimento populacional e a devastação cada vez maior dos recursos naturais, muitos estudos têm sido realizados na busca constante da utilização de fontes alternativas que não causem tanto impacto no meio ambiente e que também sejam acessíveis para a sustentabilidade e produtividade de um povo. Mas isso certamente causa muitas discussões e mudanças de comportamentos que precisam ser adaptados em uma perspectiva que possibilite um planeta saudável e que saiba explorar e utilizar com responsabilidade tudo o que a natureza oferece. Os combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo tiveram sua origem com o acúmulo de resíduos da decomposição de seres vivos que se fossilizaram nas camadas rochosas. O petróleo, um recurso não renovável, é o principal insumo energético da sociedade industrializada. O gás natural também é formado a partir da associação dos componentes semelhantes da formação do petróleo. È utilizado como combustível e para inúmeros produtos petroquímicos importantes. E foi graças ao petróleo e também recentemente ao gás natural que a humanidade progrediu, pois são responsáveis pelo crescimento tecnológico que contribui para todo desenvolvimento econômico e social. A energia elétrica gerada através da energia nuclear começou a ser utilizada na antiga União Soviética, na Inglaterra e nos EUA e ainda muitas das usinas nucleares ainda continuam ativadas. Atualmente, existem no mundo 443 usinas nucleares. Com o consumo cada vez mais crescente de energia a necessidade de expandir o seu fornecimento, provocou o ressurgimento das usinas nucleares. Muito se tem discutido em relação às questões ambientais pela ação dos rejeitos radioativos produzidos pelas usinas nucleares. Estes rejeitos são acondicionados em tambores e depositados em locais apropriados na própria usina de acordo com seu grau de radioatividade. As usinas hidrelétricas utilizadas na produção de energia elétrica, atualmente as mais usadas no Brasil, são basicamente construções gigantescas que utilizam a energia da água dos rios. Uma das usinas hidrelétrica mais possante é a Itaipu, localizada no rio Paraná, inaugurada

4 em Para que haja a construções gigantescas das hidrelétricas é necessária a barragem de rios, mudanças no curso das águas, despovoamento de comunidades, alagamentos de reservas naturais. Isso provoca mudanças muitas vezes que nunca serão esquecidas como o fim das Sete Quedas. Os biocombustíveis são atualmente muito discutidos tanto em âmbito social como político, pois estão diretamente associados à utilização de materiais biológicos. Um dos mais utilizados no Brasil é a cana de açúcar, na produção do álcool. Essa discussão está relacionada com a degradação do solo para o cultivo da cana, queimadas e poluição no ambiente. O biodiesel produzido a partir de óleos vegetais extraídos da mamona, dendê, soja entre outras plantas já comprovadas e outras ainda pesquisadas como uma fonte alternativa de produção de energia está proporcionando muitos conflitos entre o governo e a sociedade, pois exigem uma produção em grande quantidade que exigem uma reflexão em relação ao impacto nas áreas produtivas. Todos esses recursos, como também outros existentes, são importantes de serem estudados e compreendidos para que o aluno possa compreender as diferenças existentes entre eles e o processo que acontece na transformação destes meios para a geração de energia. Assim relacionar o trabalho realizado para a manutenção da vida e as preocupações existentes com tanta exploração dos recursos naturais. Desta maneira contextualizando a aprendizagem escolar com o que acontecesse ao nosso redor, torna-se fundamental para a motivação em querer cada vez mais aprender sobre esse assunto e assim desenvolver tanto a participação nas aulas como também na busca de uma aprendizagem mais significativa. Segundo Moreira (2005) na aprendizagem significativa, o aprendiz não é um receptor passivo. Ele deve fazer uso dos significados que internalizou, de maneira substantiva e não arbitrária. E ainda : O professor de Ciências responsável pela mediação entre o conhecimento científico escolar representado por conceitos e modelos e as concepções alternativas dos estudantes deve lançar mão de encaminhamentos metodológicos que utilizem recursos diversos, planejados com antecedência, para assegurar a interatividade no processo ensino-aprendizagem e a construção de conceitos de forma significativa para os estudantes. (Diretrizes Curriculares de Ciências para o Ensino Fundamental,2008) Neste OAC são propostas algumas sugestões de leituras, vídeos, atividades, entre outros que podem auxiliar o professor no conteúdo Energia, de uma maneira mais integradora e mais

5 abrangente, contemplando muitos assuntos. Isso possibilita a participação mais efetiva do aluno em sala de aula, proporcionando uma maior motivação e interesse na construção de novos conhecimentos científicos. Referências: Ciência e Cultura- Temas e Tendências: Energia.Revista da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência. Ano 60, nº 3, MOREIRA, M.A. Aprendizagem significativa Crítica PARANÁ. Diretrizes Curriculares de Ciências para o Ensino Fundamental. Secretaria de Estado da Educação do Paraná, Recurso: Sugestão de leitura Categoria: Internet Sobrenome: Pereira Nome: André Santos Título: Mudanças Climáticas e Energias Renováveis Disponível em: Acesso em: Novembro de Comentários: Um excelente texto sobre as conseqüências do uso desordenado de fontes de energia causadoras de poluição ao meio ambiente. Uso de energias renováveis e não renováveis na produção de energia. O professor com esse texto pode demonstrar os tipos de energia e os males causados pela produção desordenada e não consciente da preservação do meio ambiente. Categoria: Livro Sobrenome: Feynman Nome: Richard P. Título do livro: Física em seis lições

6 Local de Publicação: Rio de Janeiro Editora: Ediouro Ano da Publicação: 2004 Comentários: Este livro traz como um dos capítulos a conservação da energia. Neste capítulo pode-se encontrar textos acessíveis para os alunos no entendimento sobre o que é energia e os tipos de energia. Está disponível na biblioteca do professor. Categoria: Internet Título: Introdução ao conceito de energia Sobrenome: Bicussi Nome: Alessandro Disponível em : Data da publicação: Agosto de 2006 Comentários: Textos que auxiliam no entendimento sobre o que realmente é energia e faz uma viagem sobre as teorias científicas a respeito de energia através de Galileu Galilei, Leibniz, Newton, entre outros até os dias atuais. Também apresenta textos sobre a energia e o cotidiano, as concepções alternativas e a definição de energia. Uma leitura para o professor aprimorar os conhecimentos sobre o tema e assim auxiliar em sala de aula. Recurso: Imagem

7 Fonte: Diversos são os recursos utilizados para a produção de energia e cada vez mais aumenta a necessidade de encontrar fontes que não poluam tanto o meio ambiente. As imagens que nos fazem lembrar eletricidade também devem nos levar a refletir sobre a importância de compreender, por exemplo, todo o processo de transformação de diferentes fontes de energia em energia elétrica. Recurso: Sítio Título do sítio: Ciência Tube Disponível em: Acessado em: Novembro /2008 Comentários: Este sítio traz diversos vídeos e explicações sobre o uso diversos da energia: elétrica, potencial, gravitacional, solar entre outras. Também sugestões interessantes de experimentos simples que podem ser utilizados em sala de aula para discussões e assimilação dos

8 conhecimentos sobre energia. Auxilia em atividades diferenciadas para que o professor possa utilizar em suas aulas. Título do sítio: E-física Ensino de Física online Disponível em: Acessado em: Junho/2008 Comentários: Neste sítio são encontrados diversos assuntos relacionados com energia e trabalho, tipos de energia além de diferentes exercícios e experimentações. É um sítio da USP direcionado ao Ensino Médio, porém os textos são interessantes e poderão ser trabalhados em sala de aula no Ensino Fundamental para aprofundar e ter uma visão mais abrangente sobre os tipos de energia. Recurso: Sons e Vídeos Categoria: Vídeo Título: Gerador de Energia Eólica para Residências Direção: Andrelz Duração ( hh:mm) : 00:05 Disponível em: Comentário: Um vídeo que apresenta a produção de energia de maneira e inteligente e limpa, promovendo maior preservação do meio ambiente. Principalmente através do uso da energia eólica. É uma atividade que ocorre em algumas regiões como Holanda e Alemanha, mas é um exemplo para o mundo. Com esse vídeo o professor pode explorar como funciona a transformação de energia eólica em elétrica e todos os materiais necessários para que isso aconteça. As vantagens e desvantagens, os locais apropriados para o uso dessa energia, como funcionam as turbinas eólicas e os novos estudos sobre essa fonte de energia.

9 Categoria: Vídeo Título: De onde vem a energia elétrica Direção: TvEscola Ministério da Educação Duração ( hh:mm): 00: Comentário: Vídeo com uma linguagem simples que faz uma viagem pela produção de energia elétrica, através de usinas hidrelétricas. Pode ser feito um trabalho com os alunos para a compreensão sobre todos os processos que ocorrem até a energia elétrica ser utilizada em suas casas. Categoria: Áudio Título: Células solares de silício I n t é r p r e t e : B i b V i r t Comentário: Um áudio com a entrevista do professor Americo Morato da USP, que explica todo o funcionamento das células de silício na transformação da energia solar em energia elétrica e a importância para a geração de eletricidade em diferentes regiões do Brasil. Os alunos poderão conhecer um pouco mais das novas tecnologias que estão sendo utilizadas no aproveitamento da luz solar para produção de energia. Recurso: Notícias Categoria: Revista on-line Sobrenome: Bueno

10 Nome: Chris Título da Notícia: Energia e lixo: problemas e soluções Nome da Revista: Com Ciência Disponível em: Acessado em: Novembro/2008 Comentários: Essa reportagem é interessante pois apresenta o aproveitamento de muitos resíduos na produção de energia, diminuindo assim tanto os males causados no ambiente como também um meio alternativo para se produzir energia. O professor pode conduzir os alunos a participarem de um debate sobre essa reportagem para uma reflexão sobre a importância das pesquisas realizadas sobre esse assunto no Brasil e no mundo. A reportagem completa pode ser encontrada no sitio da revista online Com Ciência : Texto: Lixo e energia podem ter mais em comum do que se imagina. Além de serem dois dos maiores problemas atuais o crescimento da atividade industrial e do consumo gera, por um lado, aumento na produção de lixo, e por outro, o risco de falta de energia para atender a crescente demanda, algumas das fontes de energia usadas atualmente são grandes produtoras de lixo, gerando resíduos, na maioria das vezes, prejudiciais à saúde. No entanto, o que é um grande problema pode ser, ao mesmo tempo, uma solução: o lixo pode se tornar ele mesmo uma fonte de energia. O lixo nuclear é exemplo de resíduo que também pode ser reaproveitado na própria geração de energia. O rejeito de alta radioatividade, que a indústria chama de subproduto, é formado pelo elemento combustível já irradiado dentro do reator. Normalmente, esse elemento é retirado do reator com apenas 15% da sua capacidade utilizada, podendo, então, ser reutilizado. O que já ocorre hoje em dia, no caso da usina receber elementos combustíveis com algum tipo de problema, é ela recorrer a esses resíduos em combinação com o novo. No entanto, o desenvolvimento de pesquisas pode levar à reutilização de uma maior parte desses resíduos, tornando a energia nuclear menos poluente e mais econômica. O óleo de cozinha também pode passar de poluente a fonte energética. O resíduo, geralmente despejado em pias, ralos e até vasos sanitários, é um grave problema para rios, lagos e mananciais, pois não se dissolve nem se mistura com a água, formando uma camada densa na superfície, que impede as trocas gasosas e a oxigenação. Porém, se coletado, o óleo e outras gorduras de origem animal ou vegetal utilizado no preparo de alimentos, pode ser transformado em biodiesel uma energia limpa e barata. A técnica já provou dar certo: uma parceria entre a

11 Unicamp e a prefeitura de Indaiatuba (SP) possibilitou a instalação de uma usina capaz de transformar o óleo de cozinha em biodiesel, que já responde pelo abastecimento de toda a frota do Serviço Autônomo de Água e Esgotos da cidade. Transformar resíduos em energia não é novidade no mundo desenvolvido. Nos países europeus, nos Estados Unidos e no Japão, essa técnica já está em prática desde os anos Mas o Brasil ainda tem um longo caminho a percorrer. De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), o Brasil produz cerca de 150 mil toneladas de lixo por dia. A maior parte desses resíduos (aproximadamente 60%) tem seu destino em lixões, aterros sanitários irregulares, leitos de rio ou ainda queima a céu aberto.. Fonte: Recurso: Destaque Título: Biomassa Texto: O tema Biomassa é muito discutido, pois está diretamente relacionado com a utilização da vegetação. Deve-se sempre estar alerta para que o uso desordenado das matas não provoque um aumento em áreas degradadas e que futuramente sejam prejudiciais a toda uma humanidade. Em sala de aula esse tema pode ser conduzido de uma maneira provocativa aos alunos, para relacionar a preservação e a correta utilização dos recursos ambientais. O texto abaixo pode auxiliar para iniciar o assunto, com uma linguagem simples e auxilia no entendimento: Biomassa é a matéria orgânica utilizada na produção de energia. Nem toda a produção primária do planeta passa a incrementar a biomassa vegetal, pois parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema na sua própria manutenção. As vantagens do uso da biomassa na produção de energia são o baixo custo, o fato de ser renovável, permitir o reaproveitamento de resíduos e ser bem menos poluente que outras fontes de energia como o petróleo ou o carvão. As biomassas mais utilizadas são: a lenha (já representou 40% da produção energética primária no Brasil), o bagaço da cana-de-açúcar, galhos e folhas de árvores, papéis, papelão, etc. A biomassa é o elemento principal de diversos novos tipos de combustíveis e fontes de energia como o bio-óleo, o biogás, o BTL e o biodiesel. A renovação da biomassa ocorre através do ciclo do carbono. A queima da biomassa ou de seus derivados provoca a liberação de CO2 na atmosfera. As plantas, através da fotossíntese, transformam esse CO2 nos hidratos de carbono, liberando oxigênio. Assim, a utilização da biomassa, desde que não seja de forma predatória, não altera a composição da atmosfera. A biomassa se destaca pela alta densidade energética e pelas facilidades de armazenamento, conversão e transporte. A semelhança entre os motores com utilização de biomassa e os que utilizam energias fósseis é outra vantagem. Dessa forma, a substituição das formas de obtenção de energia não teria impacto tão grande na indústria automobilística.embora a utilização de biomassa como fonte de energia traga vantagens, ressalta que se deve ter um amplo controle sobre as áreas desmatadas. Um exemplo disso foi a expansão da indústria de álcool no Brasil,

12 onde várias florestas foram desmatadas para dar lugar a plantações de cana-de-açúcar. Por isso a preocupação ambiental, mais do que nunca, deve ser prioridade na utilização da biomassa. Fonte: Recurso: Investigação Disciplinar Título: Biomassa O estudo relacionado a biomassa envolve muitos conceitos científicos como a fotossíntese, ciclo do carbono,combustão, decomposição de materiais orgânicos, cadeia alimentar,reações químicas, realização de trabalho, entre outros que podem ser investigados e assimilados com maior facilidade se houver a compreensão destes durante a aprendizagem em sala de aula. Com isso as aulas sobre energia podem ser conduzidas de uma maneira a sempre proporcionar a construção de conceitos científicos já estudados em séries anteriores e também a novos aprendizados que serão significativos e mais motivadores. Uma sugestão de leitura para esse tema encontra-se no sítio o qual pode ser analisado e utilizado em sala de aula. Recurso: Perspectiva Interdisciplinar Quando se comenta sobre energia nuclear ocorre a lembrança da segunda guerra mundial onde a bomba atômica atingiu duas cidades do Japão: Hiroshima e Nagasaki. A compreensão da história em relação as guerras mundiais auxilia também na compreensão da busca por meios alternativos de energia, infelizmente muitos destes voltados para a destruição. Atualmente há uma consciência sobre os males causados pelo uso indevido de certos elementos radioativos e a ciência utiliza-se do estudo das reações nucleares para o benefício das pessoas. Um destes estudos

13 proporcionou a criação de usinas nucleares que produz energia elétrica em algumas regiões do mundo. A história também retrata as revoluções mundiais, entre elas a industrial que promoveu grandes avanços para a humanidade e todas essas mudanças estão voltadas para a produção de diferentes técnicas que auxiliassem na produção de bens materiais em grande escala. Com isso a utilização de energia para o funcionamento de diferentes máquinas foi crescendo e se buscando novas maneiras de se produzir em grande escala. A compreensão do uso consciente da energia elétrica, também proporciona a noção de gastos e economia que se deve ter no uso doméstico. Com a construção de gráficos matemáticos pode-se comparar os meses que se gasta mais energia elétrica e os motivos dos gastos. Também a relação dos produtos que mais consomem energia e a economia que pode ser realizada através de um uso responsável por todos. Recurso: Contextualização Título: Energia dos alimentos O tema Fontes de Energia pode ser contextualizado em diversos aspectos sociais, tecnológicos e até mesmo na saúde das pessoas. Assim como para compreender como chega em todos os lares a energia elétrica ou como funciona o motor de um automóvel, é essencial compreender as reações que ocorrem em nosso organismo humano, as quais são indispensáveis à sobrevivência de todo indivíduo. Essa fonte de energia provem dos alimentos que possuem diversos nutrientes, cada qual responsável por manter todo o metabolismo no corpo humano. É a energia química dos alimentos que proporciona que toda pessoa possa realizar diferentes atividades cotidianas e que tenha condições de ter uma vida saudável e com mais qualidade. Texto:

14 É fácil entender que as máquinas funcionam à custa do consumo de combustível. Afinal se está familiarizado com postos de gasolina, que vendem o combustível que mantém os carros funcionando, utilizando a energia liberada no processo de combustão. O ser humano também precisa de combustível para "funcionar" e aproveita a energia liberada no processo de combustão dos alimentos, de modo similar ao que acontece nos carros, isto é, através de reação com oxigênio e produção de substâncias mais simples, geralmente gás carbônico e água. A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos, substâncias compostas apenas de hidrogênio e carbono, em diferentes quantidades e proporções. A principal fonte de energia do ser humano são os alimentos, compostos basicamente de carboidratos, proteínas e gorduras. Aliás, cerca de 50% do que ingere é de carboidratos, mas boa parte não sofre o processo de digestão e, portanto a energia que está armazenada nestas substâncias não é aproveitada. Por exemplo, a celulose, que é o material estrutural da madeira, é uma fonte primária de fibras na dieta do homem. As fibras são necessárias e auxiliam no movimento de material através dos intestinos, mas não fornecem energia porque não são digeridas. F o n t e : _alimentos Recurso: Proposta de Atividades Título: Fontes de Energia e o Meio Ambiente Atividade: - Leitura, discussão e elaboração de mapas conceituais e slides sobre os tipos de energia. Objetivos: - Conhecer as diferentes fontes de energia existente: renováveis e não renováveis - Compreender a importância da produção de energia e o desenvolvimento social. - Identificar os problemas causados pelos impactos ambientais e socais causados na produção de energia. Recursos: -Textos ( indicados nesse OAC), computadores, pendrive, TV Multimídia. -Método utilizado: expositivo, atividades em grupos, atividades individuais. Desenvolvimento:

15 - Cada aluno irá fornecer os dados para a construção do mapa conceitual dos seus conhecimentos prévios sobre energia ( através de conceitos relacionados com o tema). Este mapa será construído pelo professor no quadro de giz e repassado aos alunos. - Leitura dos textos indicados - Discussão com grupo todo sobre as fontes de energia existentes e seus impactos para o meio ambiente. - Anotações de novos conceitos adquiridos após a discussão. - Construção de um novo mapa conceitual, com os novos conhecimentos assimilados pelos alunos, também construído pelo professor no quadro de giz. - Formação em grupos ( 4 a 5 alunos), para elaborar slides no computador sobre os novos conhecimentos adquiridos sobre energia, utilizando os mapas conceituais. - Apresentação dos slides na TV Multimídia para todo o grupo. - Nova discussão e elaboração final de um mapa conceitual em cada grupo. Número de alunos: - Até 40 alunos em cada turma. Avaliação: - Em todas as atividades elaboradas tanto individuais como coletivas observar a participação dos alunos. Análise dos mapas conceituais, para verificação da construção de novos conceitos científicos.