Disciplina: Tecnologias da Informação e Comunicação no Ensino de Ciências e Matemática.

Professor: Dr. Deive Barbosa Alves.
Mestrandos(as): Alexssandro Teles Lima / Iasminy Sampaio Mascarenhas dos Santos / Marcos Antonio de Sousa / Ulisses Queiroz Parreira.

 
PLANO DE AULA (Interdisciplinar- Biologia e Matemática)
 
Previsão do Tempo: Entendendo o Tempo e o Clima através do Anemômetro, instrumento utilizado para mensurar a velocidade dos ventos.
 
SÉRIE: 8º e 9º Ensino Fundamental II

OBJETIVOS:

·  Aprender os conhecimentos sobre clima e tempo.
·  Revisar sobre Como se formam as nuvens e a chuva.
.  Associar a presença de ventos à baixa pressão atmosférica local e a mudanças climáticas.
·  Entender como que a previsão do tempo contribui para a sociedade
.  Utilizar unidades de medidas
.  Compreender função com duas variáveis
.  Aprender sobre razão entre duas grandezas
.  Utilizar tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC) na aprendizagem.


CONTEÚDO
 
Precipitação
Massas de ar
Temperatura
Ventos
Unidades de Medidas
Razão entre duas grandezas
Funções com duas variáveis
 
HABILIDADES DA BASE NACIONAL COMUM CURRICULAR:
 
Eixo da Matemática e suas Tecnologias

(EF09MA06) Compreender as funções como relações de dependência unívoca entre duas variáveis e suas representações numérica, algébrica e gráfica e utilizar esse conceito para analisar situações que envolvam relações funcionais entre duas variáveis.
(EF09MA07) Resolver problemas que envolvam a razão entre duas grandezas de espécies diferentes, como velocidade e densidade demográfica.
(EF09MA18) Reconhecer e empregar unidades usadas para expressar medidas muito grandes ou muito pequenas, tais como distância entre planetas e sistemas solares, tamanho de vírus ou de células, capacidade de armazenamento de computadores, entre outros.

Eixo de Ciências da Natureza e suas Tecnologias

(EF08CI15) Identificar as principais variáveis envolvidas na previsão do tempo e simular situações nas quais elas possam ser medidas.

QUANTIDADE DE AULAS:  7 aulas.
PRÉ – AULA
 
Separação dos recursos para a aula, junto com a montagem da estação de monitoramento da velocidade dos ventos do Anemômetro caseiro.
 
Para a aula: Datashow, notebook, livro didático, caderno, artigos científicos, jornais, revistas, quadro e pincel.
Para o Anemômetro: 3 palitos de churrasco, cartolina branca, cola quente ou instantânea, tesoura, 3 jumpers fêmea/macho, 1 jumper fêmea/fêmea, sensor óptico reflexivo, tampa de uma garrafa PET, 1 rolamento pequeno, 6 copinhos descartáveis pequenos (de café).
 
AULA:
Aula 1, 2 e 3: Revisão do Ciclo da água e explicação sobre massas de ar e a relação da chuva com os ventos
 - Na primeira aula, o professor de ciências irá revisar através de vídeos e do livro didático como ocorre o ciclo da água, dando ênfase na formação da chuva e precipitação. Após a revisão, o professor explicará sobre o que são as massas de ar e como ocorrem, sempre ligando ao clima e temperatura, apontando o papel do vento nesse deslocamento de massas e mostrando aos alunos instrumentos utilizados na previsão do tempo frisando o Anemômetro e seu funcionamento.
 - Após a apresentação dos conteúdos necessários para o entendimento de como funciona a meteorologia, serão apresentados artigos de revistas e jornais mostrando a importância da revisão do tempo para a sociedade e sua influência no dia a dia das pessoas.

Aula 4 e 5: Construção do Anemômetro
Nesta duas aulas, os alunos construirão o Anemômetro e montarão a estação de monitoramento, para isso irão seguir o passo a passo do blogger abaixo:
 

Haverá a leitura de Artigos científicos propostos pelos professores sobre o uso de Anemômetros caseiros em experimentos, para ajudar os alunos na construção do relatório final. Após a leitura dos artigos haverá uma discussão sobre a interpretação dos alunos sobre os mesmos, podendo assim ser sanada dúvidas e criadas hipóteses para o experimento que irão realizar.

O artigo escolhido sobre experimentos com anemômetros pode ser acessado no link a seguir: https://www.researchgate.net/profile/Geison-Mello-2/publication/267152755_FISICA_AMBIENTAL_E_EDUCACAO_DO_CAMPO_EXPERIENCIA_EM_ENSINO_DE_CIENCIAS_NA_AMAZONIA_LEGAL/links/544667b90cf2f14fb80f3803/FISICA-AMBIENTAL-E-EDUCACAO-DO-CAMPO-EXPERIENCIA-EM-ENSINO-DE-CIENCIAS-NA-AMAZONIA-LEGAL.pdf.
Lembrando que é sempre importante estimular os alunos a procurarem mais informações sobre os assuntos por si só, guiando-os apenas nas ferramentas corretas a serem utilizadas nessas pesquisas.

Aula 6 e 7: Aprendendo sobre Razão entre duas grandezas e Unidades de medidas.

Razão é a relação existente entre dois valores de uma mesma grandeza, expressa geralmente como "a para b", a:b ou a/b, e algumas vezes representada aritmeticamente como um quociente adimensional das duas quantidades que indica explicitamente quantas vezes o primeiro número contém o segundo.
Especificamente sobre o anemômetro, para calcularmos a velocidade do vento teremos de obter o resultado de uma razão entre as grandezas velocidade e tempo.
As unidades de medida são modelos estabelecidos para medir diferentes grandezas, tais como comprimento, capacidade, massa, tempo e volume. O Sistema Internacional de Unidades (SI) define a unidade padrão de cada grandeza.
Para que possamos processar os dados das leituras do anemômetro, esses dados deverão ser correlacionados de acordo com as suas grandezas. Por exemplo, para determinarmos a velocidade do vento precisaremos dividir a distância percorrida pelo tempo. Ou seja, se for em km/h a distância deve estar em quilômetros e o tempo em hora. Caso seja, m/s a distância precisa estar em metros e o tempo em segundo. Para tanto, é necessário que o aluno tenha conhecimento das unidades de medidas para realizar as transformações caso necessário.
Após a construção do anemômetro, os alunos deverão realizar as medidas, transformando as unidades e anotando os dados, e assim, observarão na prática como se trabalhar com as unidades de medidas e suas razões.
 
 
PÓS AULA
Elaboração do Relatório do esquema observado no blogger relatando a lógica desenvolvida do Anemômetro.  
 - Esta aula será para a elaboração do relatório científico dos alunos sobre o projeto. Nesse relatório deve constar a interpretação dos alunos sobre o experimento e a correlação com os conteúdos ministrados em sala.

AVALIAÇÃO: A avaliação se dará através da construção do Anemômetro, do relatório do experimento e da interpretação dos dados obtidos pelos alunos no projeto. Além dos mesmos responderem corretamente as questões criadas pelos professores baseadas nos conteúdos ministrados.
 

Questões Elaboradas:

QUESTÃO 01
Anemômetros são instrumentos usados para medir a velocidade do vento. A sua construção mais conhecida é a proposta por Robinson em 1846, que consiste em um rotor com quatro conchas hemisféricas presas por hastes, conforme figura abaixo.
 
 
Fortes ventos, chuvas e trovões são registrados em Petrolândia
 
Fortes ventos, chuvas e trovões foram registrados dia 26/10/2020 em Petrolândia, no Sertão de Pernambuco. Os fenômenos ocorreram do início da noite às até 0h.
De acordo com a Agência Pernambucana de Águas e Clima (Apac), altas temperaturas aliadas a um corredor de umidade causaram os fenômenos no município.
"Um sistema convectivo de mesoescala está associado com a tempestade subtropical Mani. Essa tempestade forma um corredor de umidade, que gerou o fenômeno no extremo oeste de Pernambuco" informou o meteorologista que ainda pontuou que o corredor de umidade e as altas temperaturas resulta numa condição favorável para a formação das chamadas nuvens cumulonimbus. "Quando [esse tipo de nuvem] surge com intensidade há rajadas de vento e chuvas intensas", completou.
Conforme informou a Apac, não é possível medir a velocidade dos ventos no município, somente em regiões próximas.
 
 
Considerando que nas regiões próximas o odômetro de um anemômetro totalizador registrava 5741 no início e 6443 no final do evento, e que a tempestade teve início às 22h20min e término às 0h, qual é o valor que mais se aproxima da velocidade do vento (em km/h), sabendo que a leitura do equipamento é em centenas de metros?
 
(A) 70 km/h
(B) 47 km/h
(C) 42 km/h
(D) 35 km/h
(E) 7 km/h
 

 

JUSTIFICATIVAS: do gabarito (CERTA) e de cada distrator (ERRADA).

A    

ERRADA: Equivocou-se em considerar as medidas do anemômetro em km (70,2km) como se fosse a velocidade de 70 km/h.

B    

ERRADA: Transformou a leitura em km resultando em 70,2km. No entanto, considerou o tempo como 1h30 e, assim resultaria em uma velocidade aproximada de 47 km/h.

C    

CORRETA: Transformou a leitura em km resultando em 70,2km e considerou o tempo como 1h40min (1,66 h) e, assim resultaria em uma velocidade aproximada de 42 km/h.

D    

ERRADA: Transformou a leitura em km resultando em 70,2km. No entanto, considerou o tempo como 2h e, assim resultaria em uma velocidade aproximada de 35 km/h.

E    

ERRADA: Equivocou-se em dividir o valor totalizado pelo anemômetro (702 centenas de metro) por 100, resultando em 7km e confundindo este valor com a velocidade em km/h.
 
QUESTÃO 02
 
A aquisição de conhecimentos relativos ao tempo é um objetivo do ramo da ciência denominada meteorologia. Os fenômenos meteorológicos são estudados a partir das observações, experiências e métodos científicos de análise. A observação meteorológica é uma avaliação ou uma medida de um ou vários parâmetros meteorológicos. As observações são sensoriais quando são adquiridas por um observador sem ajuda de instrumentos de medição, e instrumentais, em geral chamadas medições meteorológicas, quando são realizadas com instrumentos meteorológicos.
Portanto, os instrumentos meteorológicos são equipamentos utilizados para adquirir dados meteorológicos. A reunião desses instrumentos em um mesmo local, é denominada estação meteorológica. 
 
Para montar uma pequena estação meteorológica, um meteorologista dispõe de cinco equipamentos de medição. Correlacione cada equipamento com sua respectiva função.
 

I Biruta

(    ) Mede a velocidade do vento (em m/s)

II Barômetro

(    ) Mede a quantidade de precipitação da chuva, em milímetros (mm)

III Higrômetro

(    ) Mede a pressão atmosférica

IV Anemômetro

(    ) Determina a direção dos ventos

V Pluviômetro

(    ) Mede a umidade relativa do ar
 
A sequência correta é:
 
(A) III, V, II, I, IV 
(B) V, III, II, I, IV
(C) IV, V, II, I, III
(D) II, V, IV, I, III
(E) IV, V, I, II, III
 
 

 

JUSTIFICATIVAS: do gabarito (CERTA) e de cada distrator (ERRADA).

A

ERRADA:   Entendimento incorreto das funções do higrômetro, pluviômetro e anemômetro

B

ERRADA: Entendimento incorreto das funções do pluviômetro, higrômetro e anemômetro  

C

CORRETA: Corresponde a relação correta dos equipamentos com suas respectivas funções.

D

ERRADA: Entendimento incorreto das funções do anemômetro com o barômetro

E

ERRADA: Entendimento incorreto das funções da biruta com o barômetro
 
 
REFERÊNCIAS:
BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular (versão final). 2017. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/docman/abril-2018-pdf/85121-bncc-ensino-medio/file. Acesso em: 17/03/2021.
MELLO, Geison Jader; DOS SANTOS, Vinicius Machado Pereira; DA PAZ, Regina Célia Rodrigues. Física ambiental e educação do campo: experiência em ensino de ciências na Amazônia legal.
QUEIROZ, Ulisses. Anemômetro com a ESP32. Inovaeducasteam, 2021. Disponível em: < https://inovaeducasteam.blogspot.com/p/anemometro-dando-sequencia-na.html>. Acesso em: 17/03/21.
 
 

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