Transcript REFLEXÕES DA DOCÊNCIA: APRENDIZAGEM DOCENTE EM

Eletricidade no Cotidiano
Aluno do Mestrado: Luís Fernando Gastaldo
Professor Esc. Est. Ens. Médio Profª. Maria Rocha
Santa Maria, RS
Trajetória do professor
 Formação: Matemática e Física
 Atuação profissional:
desde 1990;
em ensino fundamental, médio, e superior (e cursos
pré-vestibulares);
ensino público e particular;
nas cidades de Santa Maria, Jaguari, Santiago, São
Luiz Gonzaga, Santo Angelo, Ijuí, São Borja,...
Instituição da situação de ensino
 Esc. Est. Ens. Médio Profª. Maria Rocha
Nº de alunos: 1700
 EDUCAÇÃO BÁSICA:
Ensino Médio: 1ª, 2ª, 3ª séries
Ensino Médio noturno com matrícula por disciplina 1ª, 2ª, 3ª séries
 CURSOS PROFISSIONALIZANTES:
Cursos Técnico em Contabilidade-área de gestão,
Técnico em Informática-área de informática,
Técnico em Secretariado-área de gestão.
Público alvo da situação de ensino
 3ª Série do Ensino Médio;
 Ano: 2006
 Disciplina: Física
 Turmas: A, B, C, D, E, F, G (180 alunos)
 Conteúdo desenvolvido:
Eletricidade
Eletrodinâmica (Potência elétrica; Lei de ohm)
 Nº de horas aula (45min): 15
Condições estruturais da
Instituição
 Salas com uma média de 25 alunos;
 3 Laboratórios de informática
(80 computadores com internet)
 Biblioteca, com computadores para pesquisa;
 Salas de Projeção, TVs 29’ (fixas e Móveis),
Vídeo-Cassete, DVD, Data-Show;
Considerações sobre o
ensino de física
A presença do conhecimento de Física na escola
média ganhou um novo sentido a partir das diretrizes
apresentadas nos PCN.
Objetiva agora, a partir das novas diretrizes,
construir uma visão voltada para a formação de um
cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com
instrumentos para compreender, intervir e participar
da sociedade.
Nesse sentido, além da preparação para o
vestibular, a física contempla também os jovens que,
mesmo após a conclusão do ensino médio, não
tenham mais contato escolar com o conhecimento em
Física , mas possam, compreender e participar do
mundo em que vivem
A Física é apresentada como uma disciplina
formada por um conjunto de unidades específicas que
permitem descrever qualitativa e quantitativamente
os fenômenos naturais, de forma a estabelecer leis
que são válidas tanto no nosso cotidiano como nas
regiões mais remotas do Universo.
A maioria dos aparelhos e equipamentos que
fazem parte de nosso dia-a-dia necessitam de energia
elétrica para seu funcionamento, de modo a
cumprirem diversas
funções, tais como iluminar,
aquecer, esfriar, centrifugar, triturar, transmitir sons e
imagens, entre outras.
Transposição da física diária para o
conhecimento escolar
Quais são os processos e fenômenos físicos que
ocorrem no interior de equipamentos elétricos e
eletrônicos de forma a proporcionar tantos efeitos
diferentes? A compreensão dos fundamentos do
eletromagnetismo é indispensável para efetuar uso
adequado, eficiente e seguro de aparelhos e
equipamentos, além de fornecer subsídios para analisar,
realizar escolhas e otimizar essa utilização.
O estudo da eletricidade precisa centrar- se em
conceitos da eletrostática e da eletrodinâmica,
possibilitando, por exemplo, compreender por que
aparelhos que servem para aquecer consomem mais
energia do que aqueles utilizados para comunicação,
dimensionar e executar pequenos projetos residenciais,
ou ainda, distinguir um gerador de um motor.
Em aparelhos e dispositivos elétricos residenciais,
identificar seus diferentes usos e o significado físico das
informações fornecidas pelos fabricantes (tensão
nominal, freqüência, potência dissipada, entre outras);
Relacionar essas informações com os conceitos
físicos, visando explicar seu funcionamento e
dimensionar circuitos simples para sua utilização;
Compreender o significado das redes de 110 V e
220 V, importância do calibre de fios, funcionamento de
disjuntores e fios-terra, de forma a facultar a análise do
funcionamento de instalações elétricas domiciliares e
plena utilização de manuais de instrução de aparelhos
elétricos;
Dinâmica da situação de estudo
Módulos Didáticos, planejados segundo um
Modelo de Três Momentos Pedagógicos (Delizoicov
e Angotti, 1991):
 Problematização Inicial
 Organização do Conhecimento
 Aplicação do Conhecimento
Estruturação das atividades e estratégias didáticas
procurando contemplar em cada Módulo:
 Atividade para uso de material experimental;
 Atividade para uso de textos de divulgação
científica ou equivalente em sala de aula;
 Atividade envolvendo uma situação mais próxima
da vivência cotidiana dos alunos para ser trabalhada
na perspectiva de resolução de problemas.
Problematização inicial
 Durante a
Problematização Inicial
são
apresentadas para a discussão com
os alunos,
questões ou situações que estejam relacionadas com a
temática central a ser abordada e que , ao mesmo
tempo, tenham um potencial problematizador, por
estarem referenciadas na realidade vivencial destes
alunos.
 A partir disto, várias outras questões e/ou situações
podem surgir. O professor deve investir naquelas
realmente desafiadoras e que possam se tornar
verdadeiros problemas para os alunos.
 A postura do professor precisa ainda, se voltar mais
para auxiliar na explicitação de dúvidas levantadas
sobre o assunto do que fornecer explicações prontas e
acabadas.
 Onde não está a eletricidade?
 Lista dos aparelhos, instrumentos,
componentes
elétricos e eletrônicos que usa ou conhece em casa,
no trabalho ou no lazer.
 Classificação os elementos da lista anterior nos
grupos: resistivos, motores, fontes, elementos de
comunicação e informação ou como componentes
elétricos e eletrônicos.
 Você vai escolher pelo
menos 5 aparelhos elétricos
de sua casa e anotar todas
as informações que estão
nas suas "chapinhas"
 Faça uma tabela como a
representada abaixo, relacionando
todos os aparelhos elétricos que
estão sendo utilizados em sua
casa, anotando as suas potências
e seus tempos de uso. Observe
também a sua conta de energia
elétrica.
Apar.
Nº de
aparelhos
Potência do
aparelho (W)
Potência
total
(kw)
Tempo de
uso mensal (h)
Consumo
mensal
(kWh)
Tarifa
(R$)
Custo mensal
(R$)
Organização do conhecimento
 Durante a Organização do Conhecimento, os
fundamentos necessários à compreensão do tema
central e ao encaminhamento de soluções para as
questões da Problematização Inicial (PI) são
sistematicamente estudados sob o estímulo e a
orientação do professor através de atividades
diversas.
Observação do chuveiro
As informações contidas nas chapinhas se referem a
grandezas físicas que caracterizam as condições de
funcionamento desses aparelhos.
Vamos descobrir qual é a relação entre essas grandezas
e os aparelhos elétricos presentes em nosso dia-a-dia.
Qual é a transformação de energia realizada pelo
chuveiro? Onde ela é realizada?
Quando a água esquenta menos?
Dá choque em algum lugar quando você toma banho?
Quantos pontos de contato elétrico existem no resistor?
Observe que o resistor é divido em dois trechos. Quais
são os pontos de contatos para a ligação verão? E para
a posição inverno?
Por que o chuveiro não liga quando a água não tem
muita pressão?
Observação das lâmpadas
1. Qual delas brilha mais?
2. Qual a relação entre a potência e o brilho?
3. Em qual delas o filamento é mais fino?
4. Qual a relação existente entre a espessura do
filamento e a potência?
5. Em qual lâmpada a corrente no filamento é maior?
6. Qual a relação existente entre a corrente e a
espessura?
Observação dos fusíveis
 O fusível é um elemento essencial em circuitos
elétricos pois sua função é proteger a instalação.
 Existem vários tipos de fusíveis e o mais comum é o
de rosca, conforme ilustra a figura a seguir. Neste,
o material utilizado é uma liga de estanho. Outro
tipo de fusível é o de cartucho, geralmente utilizado
em aparelhos de som, entre outros.
Fusível cartucho
Potência elétrica
Tomar banho é uma das
boas e desejáveis coisas a fazer
após um dia de trabalho, ou de
um jogo na quadra da escola.
Mas se o chuveiro é daqueles
que quando o tempo está frio
ele esquenta pouco e nos dias
quentes ele ferve, o banho pode
tornar-se um martírio. Como é
que se obtém o aquecimento
desejado nesses aparelhos?
O controle do aquecimento nas lâmpadas, chuveiros e
outros aparelhos resistivos é realizado através do valor
da corrente elétrica que existe no resistor.
Assim:
Maior
aquecimento
Maior
Potência
P = i.U
Maior
Corrente
Lei de Ohm
 É através do controle da corrente que se pode
graduar o aquecimento produzido pelos aparelhos
resistivos.
 Escolhendo um material para ser o resistor, uma
espessura e um comprimento adequados, a
resistência elétrica do resistor fica determinada e
assim o valor da corrente elétrica pode ser
controlado.
 Existe uma fórmula que permite o cálculo da
resistência elétrica. Adotando-se:
 R para a resistência elétrica do resistor;
  para a resistividade (ou resistência específica) do
material;
 L para o comprimento do resistor;
 A para a área de sua secção transversal.
Podemos escrever que:
R=ρ.L
A
Aplicação do conhecimento
A
Aplicação do Conhecimento
finalidade:
tem dupla
 Inicialmente, destina-se à utilização dos conhecimentos
construídos pelos alunos para interpretar as situações
problematizadas inicialmente, procurando delimitar o
grau de compreensão conseguido para as mesmas;
 ao mesmo tempo, esta etapa deve ser um espaço de
exploração de novas situações, preferencialmente
vinculadas à vivência cotidiana dos alunos, e que
possam ser compreendidas e explicadas utilizando-se
dos conhecimentos desenvolvidos nas aulas.
 Em ambos os casos deve-se buscar elementos que
suscitem e/ou indiquem a necessidade de
aprofundamento dos estudos, abrindo-se para nova
temática, ou seja para o desenvolvimento de um
novo módulo didático
Você vai rever o conteúdo das aulas anteriores
fazendo e pensando nestas questões.
 O resistor de uma ducha com a inscrição
(220 V – 2800 W/3800 W) tem o aspecto da
figura. Esse resistor é constituído de um fio
de níquel-cromo de resistência específica
1,1 x 10-6 W.m, 0,6 mm de diâmetro e 4 m
de comprimento, enrolado em espiral, com
três pontos de contato elétrico. No ponto A
está ligado um dos fios fase e aos pontos B
e C, dependendo da posição da chave, ligase o outro fio fase, que estabelece as
ligações inverno verão.
a)
Faça o esquema da ligação verão desta ducha.
b)
Faça o esquema da ligação inverno.
c)
Calcule a resistência elétrica na posição verão,
quando ela está desligada.
d)
Calcule a resistência elétrica
funcionamento na posição verão,
e)
Faça os mesmos cálculos dos itens c e d para a
ligação inverno, considerando que o comprimento
do fio, neste caso, é 2,8 m.
f)
Por que na posição inverno a água da ducha sai
mais quente?
da
ducha
em
Numa rede de 220 V é ligado um chuveiro com a
inscrição 220 V – 2.800 W/ 4.400 W. Determine:
 a corrente exigida pelo aparelho para dissipar as
potências nominais quando o chuveiro está ligado com
a chave na posição "verão" e na posição "inverno";
 o menor diâmetro possível do fio e o fusível que
devem ser utilizados nessa instalação. Consulte a
tabela;
 a energia consumida num banho de 15 minutos com o
chuveiro ligado na posição "inverno";
 a porcentagem de consumo de energia em banhos de
aproximadamente 15 minutos de uma família de três
pessoas, cujo consumo mensal é de 250 kWh.
Avaliação
 A avaliação na disciplina de física é uma atividade
educativa necessária para aferir o rendimento do
processo de ensino e de aprendizagem do aluno e do
professor.
 A avaliação apresentar-se-á também como um
elemento importante para a (re)orientação das
lacunas do processo educativo para gerar novas
oportunidades de aprendizagem.
 Através da avaliação, o resultado obtido no decorrer
do trabalho conjunto (professor e aluno) será
comparado, com os objetivos propostos, a fim de
constatar o progresso, as dificuldades, e as
(re)orientações, as correções necessárias, para
cumprir sua função de instrumento auxiliar do aluno
e do professor em busca de (novos) caminhos para o
processo de construção do conhecimento profissional
e de pessoa humana.
 A avaliação do rendimento dos alunos será feita
utilizando-se de múltiplos instrumentos (testes;
provas;
trabalhos em grupo e/ou individuais;
atividades experimentais; atividades em laboratório
de informática; projetos; participação dos alunos
durante o desenvolvimento das aulas, em debates e
seminários; pontualidade e assiduidade) decorrentes
do entendimento (escola-currículo-professor-aluno),
desde que permita o efetivo progresso do ensino e da
aprendizagem