SEQUÊNCIA DIDÁTICA: Circuitos elétricos residenciais - uma investigação pelas especificações elétricas

Sequência didática

Circuitos elétricos residenciais - uma investigação pelas especificações elétricas

Nesta sequência, o trabalho com as variáveis (corrente, tensão e resistência) será apresentado em um contexto das instalações residenciais, mas exclusivamente serão tratadas a partir da ideia de consumo de energia elétrica, com uma abordagem mais aprofundada para discutir ações coletivas no intuito de otimizar o uso de energia elétrica. Terá uma seção específica no final de todas as aulas propostas que será a base da reflexão na seleção de equipamentos segundo critérios de sustentabilidade (consumo de energia e eficiência energética), deixando mais explícita a discussão dos hábitos de consumo responsável. A última aula dessa sequência foi planejada para a realização de um esquema dos conceitos relacionados à temática "Matéria e Energia".

A BNCC na sala de aula

Objetos de conhecimento	Fontes e tipos de energia. Cálculo de consumo de energia elétrica. Circuitos elétricos. Uso consciente de energia elétrica.
Competências específicas de Ciências da Natureza	2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva. 4. Avaliar aplicações e implicações políticas, socioambientais e culturais da ciência e de suas tecnologias para propor alternativas aos desafios do mundo contemporâneo, incluindo aqueles relativos ao mundo do trabalho. 8. Agir pessoal e coletivamente com respeito, autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, recorrendo aos conhecimentos das Ciências da Natureza para tomar decisões frente a questões científico-tecnológicas e socioambientais e a respeito da saúde individual e coletiva, com base em princípios éticos, democráticos, sustentáveis e solidários.
Habilidades	(EF08CI02) Construir circuitos elétricos com pilha/bateria, fios e lâmpada ou outros dispositivos e compará-los a circuitos elétricos residenciais. (EF08CI04) Calcular o consumo de eletrodomésticos a partir dos dados de potência (descritos no próprio equipamento) e tempo médio de uso para avaliar o impacto de cada equipamento no consumo doméstico mensal. (EF08CI05) Propor ações coletivas para otimizar o uso de energia elétrica em sua escola e/ou comunidade, com base na seleção de equipamentos segundo critérios de sustentabilidade (consumo de energia e eficiência energética) e hábitos de consumo responsável.
Objetivos de aprendizagem	Identificar símbolos e outras representações de grandezas elétricas nas etiquetas de fabricação de aparelhos elétricos. Identificar e representar circuitos elétricos simples e instalações domésticas. Dimensionar e montar circuitos elétricos ou maquetes de instalações. Ler e interpretar manuais de aparelhos e instalações elétricas. Conhecer diferentes critérios que orientam o uso de aparelhos elétricos e direitos do consumidor. Dimensionar o consumo e o custo de energia elétrica residencial e elaborar propostas que visem racionalizar esse consumo.
Conteúdos	Energia elétrica. Diferença de potencial. Resistência. Corrente. Circuito elétrico residencial. Consumo e custo de energia elétrica.

Materiais e recursos

Aula 1 - Cópia dos mapas e gráficos que serão mobilizadores para a discussão da eletrificação no Brasil. Cópias da Tabela de Consumo dos Aparelhos.

Aula 2 - Cópia da atividade experimental proposta e materiais específicos para experimentação (2 a 4 lâmpadas iguais de lanterna, pilhas para acender normalmente uma lâmpada, pedaços de fios para eletricidade e fita-crepe).

Aula 3 - Lâmpadas de diferentes potências e equipamentos utilizados para proteção nas instalações residenciais (disjuntores, fusíveis, benjamins etc.).

Aula 4 - Cópia da ficha de atividade, cartolina, canetas e recursos visuais (post-it, folhas coloridas etc.). Essa atividade também poderá ser realizada a partir de softwares específicos de mapas (Cmaptools, Mindomo, SimpleMind+ entre outros). Verificar as orientações contidas na aula 4 para a proposição da atividade e na seção de Ampliação dos conhecimentos para avançar na construção de um mapa conceitual.

Desenvolvimento

Quantidade de aulas: 5.

Aulas 1 e 2

Essa aula tem o objetivo de fazer o cálculo da média de consumo mensal de energia elétrica a partir do levantamento realizado pelos alunos em suas residências. Muitos dos equipamentos e aparelhos eletrônicos são semelhantes nas residências atualmente, portanto o tempo de uso e frequência pode ser dimensionados diferentemente, sendo esse até um motivo para reflexão acerca do tempo utilizado de alguns aparelhos, como TV e chuveiro, por exemplo.

Organizar a turma em trios e orientá-los a estimar o consumo mensal dos principais equipamentos elétricos de suas residências, como: geladeira, chuveiro, TV, lâmpadas, dentre outros, e preencher essas informações em um quadro, como o sugerido a seguir.

Utilize a tabela e anote os valores referentes a cada uma das colunas.

Aparelho	Potência (W)	Tempo de funcionamento na semana (em horas)	Potência x potência em watt hora

As informações de potência dos aparelhos podem ser previamente separadas pelo professor, pensando nos principais equipamentos de uso cotidiano (geladeira, TV, chuveiro, lâmpadas) e disponibilizadas aos alunos.OBS.: 1- O tempo de funcionamento de cada aparelho deve ser o mais preciso possível. 2- Lembre-se de que a geladeira e o freezer funcionam, em média, 8 horas por dia, pois eles ligam e desligam. Se você tiver rádio relógio, leve em conta apenas o tempo de funcionamento do rádio, pois o relógio tem consumo muito pequeno.

Sites para consulta da potência de aparelhos elétricos:

O site da Cemig, distribuidora de energia, tem uma tabela de potência média dos aparelhos domésticos, disponível em: <https://www.cemig.com.br/pt-br/atendimento/Clientes/Documents/POT%C3%8ANCIA%20M%C3%89DIA%20DE%20APARELHOS%20RESIDENCIAIS%20E%20COMERCIAIS.pdf> (acesso em: 7 nov. 2018).

Tabela de Consumo dos Aparelhos. Disponível em: <http://www.eflul.com.br/consumidores/tabela-de-consumo> (acesso em: 7 nov. 2018).

Orientações específicas para o cálculo de consumo mensal

Primeiro, multiplica-se a potência de aparelho por seu tempo de uso (em horas), durante uma semana para se obter a energia utilizada em watt-hora para um aparelho elétrico e, assim, deve-se repetir esse cálculo para todos os aparelhos e somá-los. Para saber o consumo mensal de todos os aparelhos elétricos de uma residência, basta multiplicar por 4, que é o número de semanas por mês. Dividindo-se por 1000, o resultado será o valor do consumo medido em kWh.

Fazer as contas e comparar com o valor impresso em sua conta de energia elétrica.

Verificar se eles são próximos ou muito diferentes.

Explicar as razões para as possíveis diferenças.

Caso seja necessário, faça a projeção de uma tabela e retome brevemente o preenchimento utilizando os próprios alunos para explicarem as colunas (Potência nominal dos aparelhos, dias de uso do mês, utilização em horas e consumo mensal).

Essa sequência didática trabalha conteúdos que complementam as atividades trabalhadas na sequência anterior. Por isso, é importante iniciar a aula retomando os conceitos e atividades abordados até aqui. Se julgar necessário, retome as tabelas de consumo mensal feitas pelos alunos.

A partir dessa retomada, abordar grandezas de consumo de energia elétrica, como quilowatt-hora, que corresponde à energia elétrica transformada em calor ou trabalho por um aparelho com potência de 1 000 watts sendo utilizado durante 1 hora.

OBS.: Como cabe a cada região e operadora elétrica praticar os valores das tarifas, sugerimos que o professor faça esse tipo de proposta com tabelas que possam subsidiar os alunos a realizarem o cálculo em custo, por reais (R$), caso contrário o resultado será somente quilowatt-hora (KWh).

Organizar a turma em grupos de 4 alunos, disponibilizar mapas e dados do IBGE que indicam a falta de eletrização em residências nos meios urbanos e rurais em diferentes momentos no Brasil, divulgado no site da Agência Nacional de Energia elétrica (ANEEL), disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/aspectos_socioeconomicos/11_2_1.htm> (acesso em: 8 nov. 2018), e cópias dos textos a seguir. Isso possibilitará uma retomada da discussão quanto à matriz energética.

A sugestão é que os alunos sejam encaminhados para a análise de alguns dos dados e mapas com o objetivo de reflexão quanto ao seu consumo, a democratização do acesso a eletricidade e os desafios para que todos tenham essa oportunidade. Os textos de apoio também servem como base para a análise. Relacionar situações distintas nas diferentes regiões e populações tem como objetivo promover consumo consciente, preservação dos recursos e solidariedade. Consequentemente, questões relacionadas ao racionamento de energia elétrica (apagões) podem ser abordadas para uma melhor contextualização desses conhecimentos.

Para a evolução do consumo de energia elétrica (total e rural), é possível fazer uma reflexão de quantas residências nas regiões urbanas e rurais ainda não possuem a eletrificação.

Faça o fechamento dessas aulas, incentivando os alunos a refletir a respeito de aquisição de equipamentos mais econômicos. Pode ser feito um mural na sala de aula com informações e dicas a respeito desses equipamentos econômicos, que podem ser preenchidos ao longo das aulas e sempre que surgirem novas informações. Como tarefa de casa, os alunos também podem observar o funcionamento do relógio medidor de energia elétrica de suas residências, em especial, observar o ponteiro em diferentes momentos do dia e verificar como se comporta.

Aula 3

Nessa aula, será abordado o circuito elétrico residencial. Para iniciar, organizar a turma em duplas ou trios e inicie a aula fazendo uma abordagem das cores verde, amarelo e vermelho e seus significados culturais. Faça uma abordagem mais simples, como o gesto de um juiz de futebol, e busque dar foco nos exemplos científicos, como bula de remédios e as informações encontradas em equipamentos elétricos. Explore a unidade de medida volts (V) e as diferentes redes que encontramos no Brasil (127 V e 220 V).

Durante a conversa inicial, questionar os alunos: Como se mede a energia consumida em uma residência? Faça a proposta de simulação de funcionamento de alguns aparelhos e leitura do relógio (se roda mais rápido, maior o consumo). Vários sites de empresas de energia elétrica disponibilizam simuladores, e textos orientam formas se de realizar a leitura dos relógios de consumo. O site da Light é um exemplo, se possível, projetar e explorar as informações do site com os alunos. Disponível em: <http://www.light.com.br/para-residencias/Simuladores/leitura.aspx> (acesso em: 8 nov. 2018). Aproveite esse momento para coletar dos alunos as observações do relógio de suas residências solicitadas na aula anterior. O objetivo é levar os alunos à conclusão de quanto maior a potência do aparelho, maior é o consumo de energia, independentemente da tensão de funcionamento. Novamente um bom exemplo é o chuveiro. Explore esse equipamento elétrico no caso de alunos terem observado o ponteiro do relógio nos horários de banho.

Questionar os alunos: Como estão relacionadas as grandezas potência, tensão e corrente? Quais as possíveis relações entre elas? Anotar na lousa os tópicos apontados pelos alunos. Apresentar a relação $P=U\times i$ e uma proposta de atividade para exercitarem esse conhecimento. Deixe como desafio para o grupo a busca das informações dos aparelhos de micro-ondas e chuveiro.

OBS.: Caso os alunos tenham acesso à internet e estejam com computadores, faça a proposta para realizarem essa atividade inteira. Uma outra opção seria ter o chuveiro para consultar na própria sala de aula ou apresentar o selo Procel do chuveiro, que já foi utilizado na sequência didática anterior. Como o objetivo é seguir para os modelos de redes residenciais, seria muito importante ter equipamentos de 127 V e/ou 110 V e 220 V.

Sugestão de atividade

Investigando as especificações elétricas

Observe os dados da tabela e complete a coluna referente a corrente.

Aparelhos elétricos	Potência (W)	Tensão (V)	Corrente (A)
Lâmpada	100	127	0,79
Televisão	80	110 - 220	0,73 - 0,36
Micro-ondas	Pessoal - 1 150	110	9,6
Chuveiro	Pessoal - 4 400	220	20

OBS.: 1- Existem esquemas simples de representação dessas ligações - poste com três fios (2 fases e 1 neutro que possibilita ligação 110 V e 220 V) ou poste com dois fios (2 fases – 220 V ou uma fase e um neutro – 110 V).Apresente os tipos de rede elétrica residencial (monofásico e bifásico).

2- Os alunos nessa faixa etária são sempre muito curiosos e aproveite para explorar isso buscando visualização desses fios. Às vezes, da própria sala de aula conseguem visualizar a rua e a entrada dos postes residenciais.

Faça uma conexão com aparelhos que funcionam de forma independente e busque exemplificar (se possível, investigar com os próprios aparatos - fios, lâmpadas e pilhas/ baterias ou simuladores) ligações série e paralelo.

Proposta de atividade para realização da abordagem série e paralelo - Investigando circuitos

Material para a experiência - 2 a 4 lâmpadas de lanterna, iguais, pilhas para acender normalmente uma lâmpada, pedaços de fio para eletricidade e fita-crepe.

Faça os seguintes experimentos:

a) Observe uma lâmpada e descubra o caminho que faz a corrente elétrica quando ela é ligada. Faça um desenho.

b) Faça um esquema de um circuito para acender com uma lâmpada com brilho normal. Monte esse esquema e verifique se realmente ocorre o esperado.

c) Monte um circuito com duas lâmpadas em série. Veja uma imagem representativa dessa montagem a seguir.

haryigit/Shutterstock.com

Circuito elétrico simples com duas lâmpadas.

Verifique se as duas lâmpadas acendem normalmente.

Desconecte uma das lâmpadas e verifique o que ocorre com o brilho da outra.

d) Monte um circuito em paralelo, com duas lâmpadas. Há uma imagem representativa dessa montagem disponível em: <https://www.google.com.br/search?biw=1366&bih=608&tbm=isch&sa=1&ei=aMXfW4KTH8G3wQT90YmgCg&q=circuito+paralelo+de+duas+lampadas&oq=circuito+paralelo+de+duas+lampadas&gs_l=img.3...1563.1563.0.4044.1.1.0.0.0.0.91.91.1.1.0....0...1c.1.64.img..0.0.0....0.d0dDiuGfZW4#imgrc=tNad16JJw4RJzM> (acesso em: 11 nov. 2018).

Verifique se as duas lâmpadas acendem normalmente.

Desconecte uma das lâmpadas e verifique o que ocorre com o brilho da outra.

Faça uma relação do experimento com as redes de ligação elétrica residencial, permitindo que os alunos conheçam um pouco mais sobre a distribuição da eletricidade em nossa residência, permitindo compreender um pouco melhor o funcionamento dos equipamentos elétricos.

Faça o fechamento da aula expondo em um quadro, a síntese das descobertas. Deixe uma pergunta de reflexão para os alunos "Por que os aparelhos elétricos devem ser utilizados conforme as especificações de fabricação?". Essa pergunta será retomada na próxima aula e ajudará no fechamento do trabalho com esses conceitos.

Conforme o convite realizado no final da primeira aula, para ficarem atentos a novas dicas de economia de energia, a sugestão é verificar as contribuições no espaço disponibilizado para o registro dos alunos, possibilitando uma discussão. Não deixe de apresentar uma questão para reflexão a respeito dessa mobilização fazendo o convite para a continuidade desse trabalho de compartilhamento de novas dicas, afinal na próxima aula essa temática será novamente retomada para subsidiar o projeto integrador e forma de conscientização mais diretiva no processo de intervenção.

Proposta de mobilização e algumas dicas na aquisição de produtos

Para economizar energia, aprendemos que não devemos tomar banhos demorados, abrir geladeira sem necessidade, deixar ligadas as luzes sem uso, ligar a televisão apenas para ouvir o som e que devemos desligar o rádio e luminárias ao dormir.

Esses hábitos mudam a maneira de nos relacionarmos com a energia. Começamos a visualizar a energia elétrica de outra maneira. Isso significa uma nova cultura. A primeira razão para economizar energia, além da despesa inútil, está na questão do meio ambiente. A construção de novas usinas para produzir mais energia traz sérios problemas ao meio ambiente. A segunda razão é a conta do final do mês, que tem aumento.

Assim, se faz necessária a escolha de aparelhos elétricos que tenham uma melhor eficiência energética, ou seja, maior rendimento com menor consumo de energia.

Dessa forma, na hora da compra de produtos, prestar atenção aos rótulos, pois existem dois tipos de identificação que indicam produtos econômicos: um é o Certificado do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro), que é encontrado nos aparelhos testados por essa instituição. Um outro certificado é o selo de Economia de Energia, uma iniciativa do Programa de Combate ao Desperdício de Energia Elétrica (Procel). Desde 1993, esse programa verifica os equipamentos elétricos mais eficientes em suas categorias.

Questões para reflexão (em especial, para abordagem do uso social da tecnologia)

1. Se você fosse comprar uma geladeira, por onde começaria a pesquisar?

Resposta: No rótulo do produto e faria comparações dos diferentes tipos e modelos.

2. Troca de lâmpadas: determinando as economias.

Verifique as informações no quadro a seguir, comparando as potências, em termos de luminosidade das lâmpadas incandescestes e fluorescentes.

Incandescentes	45 W	60 W	75 W	100 W
Fluorescentes compactas	9 W	11 W	15 W	20 W

Dessa forma, para obter a mesma luminosidade, uma lâmpada incandescente pode ser substituída por uma fluorescente compacta de menor potência.

Uma informação contida na embalagem de uma lâmpada fluorescente transmite a seguinte mensagem:

"Longa vida útil - 5 anos" (4h/dia).

Economiza 400 kWh de consumo de energia durante sua vida útil.

Economiza 80% de energia.

Verifique se as informações da embalagem estão corretas!

Resposta: Economiza 80% de energia - Pela tabela a potência da fluorescente compacta comparada com a incandescente é de aproximadamente 20%, assim a economia é de cerca de 80%.

Economiza 400 kWh - a embalagem corresponde a uma lâmpada de 11 W, assim a diferença na potência consumida é de 60 W - 11 W = 49 W. Durante a vida útil será 49 W x 4 h por dia x 30 dias x 12 meses x 5 anos = 352 KWh. Portanto, a economia é um pouco menor!

Quanto à durabilidade de 5 anos - na prática isso não tem ocorrido.

Vale ressaltar que quando foram lançadas as lâmpadas fluorescentes o seu custo era alto em relação às incandescentes, mas atualmente esses valores são compatíveis e mais acessíveis a toda a população.

Aula 4

Organize os alunos em grupo (duplas ou trios) de forma que possam manusear o material em um local seguro (carteira ou bancada) e todos possam visualizar. Como a primeira parte da aula será de observação, será importante que esse ambiente seja organizado para essa exploração e circulação.

Apresente lâmpadas de diferentes potências e modelos de forma que os alunos visualizem seus filamentos e possam fazer registros das principais diferenças e semelhanças. Faça proposta de questões como: Você já tinha observado uma lâmpada comum? Percebe diferenças dos fios que fazem parte do filamento?

Proposta de atividade de investigação - observando filamentos de lâmpadas

Material para experiência: no mínimo 3 lâmpadas comuns, de mesma voltagem e potências diferentes (por exemplo: 25 W, 60 W e 100 W).

Compare os filamentos (parte enrolada em caracol e que brilha quando em funcionamento) das lâmpadas. Descreva as diferenças encontradas.

OBS.: 1- Embora a lâmpada seja objeto elétrico mais familiar, muitos dos alunos nem imaginam do que ela é composta. Fazer essa relação do comprimento e do diâmetro do filamento com a resistência se torna mais simples.

2- A relação esperada é na constatação de quanto maior a potência do aparelho, maior é a corrente que ele estabelece no circuito. Assim, a corrente e o diâmetro do fio estão relacionados com a potência. Isso significa que, quando a corrente é maior, o fio é mais grosso (quanto mais grosso o fio, menor é sua resistência).

3- O professor poderá optar em apresentar essas grandezas relacionadas (V, R e I) e inclusive apresentar a unidade de medida de resistência (Ohm). Ficará a critério do professor o aprofundamento nessa relação denominada Lei de Ohm, sendo muito importante minimamente o aluno perceber que essas grandezas são essenciais para o entendimento do funcionamento e dimensionamento de um circuito elétrico.

4- Uma atividade de determinação da resistência poderá ser realizada para que a reflexão dos alunos seja na compreensão dessas relações inicialmente realizadas; por isso, propor o cálculo para lâmpadas com potências iguais e tensões diferentes pode proporcionar uma boa discussão com os alunos (ex.: Achar a resistência de lâmpadas 100 W/ 110 V e 100 W/ 220 V).

Para o fechamento dessas relações das variáveis com os circuitos elétricos residenciais, o professor poderá propor uma discussão das recomendações que constam nos manuais de aparelhos de alta potência. Essa é uma discussão muito importante para o cuidado e a conscientização no uso da energia elétrica. Alguns questionamentos para reflexão são importantes para essa mobilização (ex.: Por que não devemos ligar outros aparelhos na mesma tomada de eletricidade? Por que devemos instalar disjuntores exclusivos nos fios "fase"? Qual a razão de utilização de fio terra?

Proposta de recomendações contidas em manuais

Não utilize extensões elétricas, pinos T, benjamins ou similares para ligação de outros aparelhos na mesma tomada de força. Isso poderá ocasionar sobrecargas na instalação elétrica.

É necessária a utilização de disjuntores térmicos para a proteção de circuitos elétricos. Os disjuntores sempre deverão ser instalados nas "fases" da tomada. Para tensão de 120 V, disjuntor de 20 A.

O fio terra de seu aparelho deve ser conectado a um cabo terra eficiente, evitando riscos pessoais. Não deve ser ligado ao fio neutro da rede.

Para encerramento, como realizado nas duas primeiras aulas dessa sequência, reserve um momento para a complementação das dicas de economia de energia. Verifique as contribuições no espaço disponibilizado para o registro dos alunos, possibilitando uma discussão dos itens acrescentados.

Não deixe de apresentar uma questão para reflexão a respeito dessa mobilização e faça um convite final para organização dessas dicas trabalhadas ao longo das três aulas em formato de um plano de ação. Essa será uma atividade para a última aula dessa sequência.

Proposta de mobilização e algumas dicas na aquisição de produtos

Na compra de um aparelho elétrico, além da eficiência energética e da economia no custo, devemos levar em conta outros parâmetros. Vamos abordar um item para ilustrar melhor!

OBS.: Para uma abordagem mais ampliada dessa mobilização, a proposta é fazer a análise de uma questão do ENEM/1999 de forma adaptada para que os alunos entendam a ideia de consumo de produtos fora do padrão. Os alunos terão condições de compreensão dos conhecimentos uma vez que todo o estudo dessas sequências permitiu um vocabulário e conceitos que são trabalhados nesse item. Esse é um belo exemplo de não fazer utilização de produtos fora do padrão, além de não contribuir para o processo de economia de energia, terá um gasto maior de consumo e de custo do produto!

Questão adaptada - Lâmpadas incandescentes são normalmente projetadas para trabalhar com a tensão da rede elétrica em que são ligadas. Em 1997, lâmpadas projetadas para funcionar com 127 V foram retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram lâmpadas concebidas para uma tensão de 120 V. Segundo dados, essa substituição representou uma mudança significativa no consumo de energia elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que residem nas regiões em que a tensão da rede é de 127 V.

A tabela a seguir representa algumas características de duas lâmpadas de 60 W, projetadas respectivamente para 127 V (antiga) e 120 V (nova), quando ambas se encontram ligadas em uma rede de 127 V.

Lâmpada	Tensão da rede elétrica	Potência medida (watt)	Luminosidade (lumens)	Vida útil média (horas)
60 W - 127 V	127 V	60	750	1 000
60 W - 120 V	127 V	65	920	452

Se você utilizar uma lâmpada projetada para 120 V em sua casa, cuja tensão de rede é 127 V, o que ocorrerá com a potência dissipada, a intensidade de luz e a durabilidade dessa lâmpada?

Resposta: A lâmpada dissipará mais potência, o que significa que consumirá mais energia resultando em intensidade de luz maior e durará menos do que a metade do tempo.

Aula 5

Essa é uma aula de fechamento da sequência didática e da temática "Matéria e energia"; portanto, a organização de todos os materiais produzidos nesse período pode ser um diferencial para a elaboração do produto esperado para essa aula. Esses materiais poderão ser disponibilizados nas paredes ou mesmo ser acessados a partir de um portfólio criado pelo professor, ou mesmo organizado por um grupo de alunos (se isso for atribuído a eles!). O importante é que os alunos tenham acesso a todos os materiais produzidos e consigam retomar facilmente para consulta as fichas de atividades e recursos.

Para iniciar a aula, sugere-se que o professor faça a configuração de grupos de alunos heterogêneos, de preferência aqueles que ainda não conseguiram produzir juntos nas aulas anteriores, com 4 ou 5 integrantes. Faça a proposta de elaboração de um mapa mental, apresentando em forma de tópicos todas as temáticas trabalhadas nas 3 sequências didáticas. Aproveite nesse momento para fazer o fechamento dos objetivos de aprendizagem da sequência e discorra em termos das habilidades esperadas para o trabalho da temática. Caso entenda ser necessário, apresente um breve exemplo do que é esperado na realização de um mapa mental.

Entregue a ficha de atividade e monitore os grupos quanto às dificuldades.

1) Mesmo a primeira parte da atividade sendo proposta de forma individual, pode mantê-lo no grupo formado, pois essa é somente uma forma de cada aluno ter a oportunidade de exercitar na busca dos elementos essenciais para seu aprendizado;

2) Lembre-se de que essa é uma aula de fechamento da temática, portanto é mais importante entender as possíveis dificuldades remanescentes nos alunos, e as perguntas são mais importantes que respostas. Tente ousar também nesse desafio, de permitir que os alunos construam aquilo que tiveram como conhecimento, evitando interferir nas representações realizadas pelos grupos.

3) Caso o professor prefira ter como produto final somente um resultado dessa sequência de aula, sugira que o mapa mental seja articulando os conhecimentos planejados para essa etapa.

Disponibilize um local onde os alunos poderão expor seus mapas e, caso seja possível prever uma audiência pública em algum evento escolar (reunião de pais, intervalos, mostra entre outros eventos), isso possibilitará que os conhecimentos tenham outra relevância aos alunos.

Sugestão de ficha de atividade

Elaborando o mapa mental da unidade temática Matéria e Energia – Parte I

Individualmente...

Consultando o quadro a seguir, discutam e relacionem rapidamente todas as ideias e/ou conceitos que vocês lembrarem, relativos a cada uma das sequências estudadas relativos ao tema "matéria e energia".

Cada integrante do grupo deverá fazer o registro das ideias de uma das unidades estudadas, no intuito de que, no final do tempo destinado para essa parte da atividade, cada um de vocês tenha as respectivas anotações de uma das unidades em sua folha.

Sequência didática	Conhecimentos envolvidos
Energia por todos os lados	Identificação das fontes de energia - renováveis e não renováveis Classificação das diferentes fontes de energia Aparelhos elétricos Tipos de energia elétrica
A natureza elétrica das "coisas"	Tipos de materiais (condutores e isolantes) Conceitos de eletrostática Diferença de Potencial Pilhas, baterias e lâmpadas Resistência elétrica Energia Hábitos de consumo responsável de energia
Circuitos elétricos residenciais	Consumo e custo de energia elétrica Energia elétrica Diferença de potencial Resistência Corrente Circuito elétrico Consumo consciente de energia elétrica

Atividade 2 – Elaborando o mapa mental do Módulo de Gestão – Parte II

Agora em grupo...

Socialize e escute as observações apontadas sobre a unidade que vocês registraram.

Juntem essas ideias e escolham palavras ou expressões que as representem no mapa mental que vocês comporão em uma cartolina.

Preparem-se para que cada um do grupo explique pelo menos um desses apontamentos e que o grupo consiga explicar todos eles.

Critério de avaliação:

O esquema conceitual reflete o trabalho do grupo?

O esquema conceitual apresenta ideias relacionadas a cada elemento estruturante?

O esquema conceitual foi construído com a participação de todos os membros do grupo?

Para trabalhar dúvidas

Caso algum aluno ou grupo apresente dificuldade na proposta de trabalho, reler a parte em que pode encontrar a resposta sobre a qual tem dúvidas e orientar para que chegue à conclusão da resposta mais apropriada. Se constatar que as dificuldades também acontecem com outras duplas/grupos, interromper a atividade para que todos leiam os textos em conjunto novamente e interpretem os respectivos gráficos, imagens e figuras. Pausadamente, retomar o sentido, fazendo perguntas pontuais para que, ao fim desse processo, os alunos consigam encontrar as respostas de forma independente.

Vale destacar que o trabalho em grupo, como foi proposto em todas as aulas, proporciona que essas dúvidas sejam minimizadas com o auxílio do colega nas intervenções; portanto, o professor pode ficar atento aos alunos que possam colaborar com seus colegas, orientando e fazendo intervenção somente quando for necessário. Um objetivo de dinâmica de trabalhos dessa forma é que o professor possa fazer uma gestão mais significativa da aprendizagem e do tempo, proporcionando um espaço maior para o diálogo dos pares procurando focar nas necessidades específicas de determinados alunos que podem ser previamente mapeadas e solucionadas em uma possível abordagem com toda a turma ou especificamente com um grupo de alunos.

Avaliação

As atividades de pré-leitura, levantamento de hipóteses, leitura, compreensão do texto, bem como o trabalho em duplas e a discussão com toda a turma, devem ser avaliadas. Para isso, sugerimos a ficha a seguir.

Nome do(a) aluno(a): ___________________________________________________________
1. Baseia-se no conteúdo do módulo e cita as leituras apropriadas.	( ) Sim.	( ) Não.
2. Identifica símbolos e outras representações de grandezas elétricas nas chapas de fabricação de aparelhos elétricos.	( ) Sim.	( ) Não.
3. Explica condições de funcionamento de aparelhos elétricos.	( ) Sim.	( ) Não.
4. Identifica e representa circuitos elétricos simples e instalações domésticas.	( ) Sim.	( ) Não.
5. Dimensiona e monta circuitos elétricos ou maquetes de instalações.	( ) Sim.	( ) Não.
6. Lê e interpreta manuais de aparelhos e instalações elétricas.	( ) Sim.	( ) Não.
7. Conhece diferentes critérios que orientam o uso de aparelhos elétricos e direitos do consumidor.	( ) Sim.	( ) Não.
8. Dimensiona o consumo e o custo de energia elétrica residencial e elabora propostas que visem racionalizar esse consumo.	( ) Sim.	( ) Não.
9. Lida honestamente com sucessos assim como com situações problemáticas e desafiadoras do trabalho em grupo.	( ) Sim.	( ) Não.
10. Mostra sua reflexão a respeito do trabalho e como você resolveu alguns dos problemas encontrados.	( ) Sim.	( ) Não.

Propor também aos alunos algumas questões relacionadas a conceitos essenciais de cada aula podem ajudar nesse processo de meta análise e feedback, como as questões sugeridas a seguir para cada aula.

Aula 1

Verificar se o aluno consegue fazer a relação de todas as variáveis solicitadas para o preenchimento da tabela de consumo mensal. O que é consumo de energia elétrica?

Relacionar o conceito de potência e consumo a partir da leitura das informações de um aparelho elétrico. Quais são as informações de um aparelho elétrico mais relevante?

Aulas 2 e 3

Quais são os tipos de rede elétrica existentes para as residências? Por quê?

Qual é a relação com os tipos de ligações existentes?

Aula 4

Verificar se os conceitos centrais sobre energia elétrica fazem parte de uma conversa a respeito do tema. Caso seja necessário, retomar todas as fichas distribuídas nas aulas anteriores verificando as expectativas de aprendizagens.

Para uma possível avaliação dos mapas conceituais é importante se pautar nos critérios contidos na ficha de atividade dessa atividade.

Esse conjunto de critérios divulgados aos alunos deve ser utilizado pelo professor para o processo de feedback do trabalho realizado no grupo.

1. Pesquisas indicam que o consumo de microcomputador se equipara com o de fogão a gás, ficando à frente de eletrodomésticos, como a geladeira. Isso significa que todo brasileiro que tem computador?

Resposta: É muito provável que não. Muitas famílias têm vários computadores e ainda uma parte da população não tem acesso a essa tecnologia. Esse aumento no consumo de microcomputadores pode ser explicado pela expansão dos escritórios virtuais e empresas.

2. Equipamentos mais econômicos compensam?

Resposta: Uma simulação do Idec (Instituto Brasileiro de Defesa do Consumidor), comparou o consumo mensal de duas famílias: uma que usa equipamentos mais econômicos (família A) e outra, os menos econômicos (família B), apresentando a seguinte tabela:

Aparelhos elétricos	Estimativa (uso/mês)	Média (uso/dia)	Família A (kWh)	Família B (kWh)
Aspirador de pó	30 dias	20 min	8,0	13,0
Cafeteira (12 xic.)	30 dias	1 h	15,0	36,0
Chuveiro	30 dias	32 min	73,6	145,8
Micro-ondas	30 dias	20 min	8,0	17,0
Ferro elétrico	12 dias	1 h	12,0	14,4
Geladeira (1 porta)	30 dias	24 h	26,6	30,2
Lâmpadas	30 dias	5 h	3,0	15,0
Lavadora de roupa (5 Kg)	12 dias	1 ciclo	2,0	3,1
TV (20 polegadas)	30 dias	5 h	7,7	12,9

Responda:Fonte: IDEC, Revista Consumidor S. A., n. 64, p. 18, abr./maio, 2002.

a) Quanto de energia a Família B gasta por mês a mais do que a Família A?

Resposta: Família B gasta 131,5 kWh a mais, pois o consumo da família A é de 155,9 kWh e o da família B é de 287,4 kWh.

b) Qual é o aparelho que contribui mais no total da energia economizada?

Resposta: O chuveiro, pois é maior em valores absolutos: 145,8 - 73,6 = 72,2 kWh.

c) Qual é o aparelho que proporcionalmente ao seu consumo ficou mais econômico?

Resposta: A lâmpada, pois a diferença em porcentagem é de 80% (15 -3 = 12 kWh, 12 kWh/15 kWh = 0,8, que é igual a 80%).

Ampliação

Aula 1: Ter como proposta complementar que o aluno faça um comparativo com a conta de energia elétrica de sua residência, achando os possíveis desvios de seus cálculos com os apresentados na conta real. Para isso ele será desafiado a verificar o que estimou errado em termos de consumo e inclusive encontrar ações para economia.

Aula 2: Verificação de representações reais de instalação elétrica residenciais. Permitir que o aluno avance nos instrumentos de proteção dos circuitos (disjuntores, fusíveis etc.) e esquemas mais reais dependendo do tipo de rede elétrica de uma casa.

Aula 3: Relação das cores dos fios e até mesmo existência de cores para estipular o valor da resistência elétrica. Explorar a relação da Lei de Ohm com a perda de energia pela espessura de fios (dimensionamento da bitola e existência de diferentes fios).

Aula 4: Na construção do mapa mental, instigar o aluno encontrar as conexões cruzadas dos conceitos elencados. Faça com que ele chegue na construção de um mapa conceitual. Desafiar o aluno para encontrar conexão de conhecimentos (uma frase de ligação em cada conexão). Afinal, exercitar a construção de um mapa conceitual é um grande desafio e a ampliação pode se dar de diferentes formas, mas é importante focar nos desafios dos conhecimentos aprendidos, portanto exigir o maior número de conexões possível do conhecimento e uma forma de ampliação dos conhecimentos.

Fonte: PNLD

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