SEQUÊNCIA DIDÁTICA
o contexto da prática de voo livre como laboratório didático
Bruno Nascimento Silva
Lucia da Cruz de Almeida
Este produto educacional é uma sugestão de sequência didática, integrante da dissertação de mestrado, sob o título O Contexto da Prática de Voo Livre como
Laboratório Didático, orientada pela Profa Msc. Lucia da Cruz
de Almeida, desenvolvida no Programa de Pós Graduação de Ensino de Ciências da Natureza, da Universidade Federal Fluminense.
Esta sugestão tem por objetivo contribuir para que professores e professoras reflitam e atuem no sentido do ensino de Ciências da Natureza, mais especificamente, o de Física, não ficar restrito à sala de aula, pois os fenômenos da natureza são muito mais observáveis quando somos parte integrantes deste meio. Ao reduzir o ensino a meros processos mentais ou matemáticos do tipo “calcule a velocidade do corpo, despreze o atrito”, “considere que a luz do Sol está incidindo sobre um corpo”, dentre outros exemplos, exclui-se a possibilidade do e da estudante ser um agente produtor de conhecimento, assim como faz com que o mesmo indivíduo torne-se um “objeto” inserido, um corpo estranho que não se comunica com tudo que está à sua volta.
Atualmente, é inquestionável a importância do laboratório didático nos processos de ensino e de aprendizagem dos conhecimentos científicos tratados na escola. Também é consensual que a realização de atividades prático-experimentais não está condicionada e restrita a um espaço físico no interior da escola. Todavia, os diferentes contextos extramuros escolares podem ser explorados como laboratório didático de Física? Esse questionamento foi o eixo condutor da investigação realizada na dissertação supramencionada.
vezes, até mesmo fora da própria escola, metodologia esta denominada aula-passeio, foram adotados como referencial teórico na proposição de uma sequência didática que recorreu a um parque de voo livre como laboratório didático para o ensino de Física, associada a uma metodologia de ensino, na qual o aluno se comunica com o meio que está à sua volta e a partir de suas interpretações, junto com seu conhecimento prévio, formula hipóteses acerca de sua observação. Ao/À professor(a), cabe a orientação, a mediação desses pressupostos construídos pelos alunos, a fim de que, ao final do processo, seja possível chegar a uma conclusão coerente ao fenômeno observado e dessa forma, fazer com que o discente seja um sujeito crítico com a realidade que está à sua volta.
Apesar da sequência didática ter sido aplicada em uma turma do 3° ano do Ensino Médio de uma escola da rede particular de ensino do município de Niterói-RJ, a mesma, dependendo da organização curricular da Física em outras escolas, pode ser adotada ou adequada aos programas dos demais anos do Ensino Médio da Educação Básica e às especificidades da região nas quais estão inseridas.
A sequência didática é composta de 4 etapas e abrange os seguintes conteúdos: transmissão de calor, referencial, velocidade relativa, noções básicas de condições meteorológicas, pontos cardeais e colaterais e força inercial de Coriollis.
Além de sugestões metodológicas sobre como proceder na abordagem cada tema, são apresentados recursos e estratégias didáticas para os processos de ensino e de aprendizagem, bem como indicação de leituras que favoreçam uma melhor apreensão das ideias e pensamento de Celestin Freinet.
1ª Etapa Preparação para a
saída de campo
✓Diálogos entre o professor e os alunos e alunas, p. 2
✓Aproximação com a explicação científica: abordagem experimental, p. 9
2ª Etapa
Aula passeio ✓Parque de voo livre como laboratório didático, p. 13
3ª Etapa
Diálogos com mediação do professor ✓ A organização do conhecimento, p. 19 4ª Etapa Comunicação sobre novos conhecimentos
✓ Comunicação sobre o novo conhecimento pelos e pelas estudantes, p. 22
2 Recursos didáticos facilitadores para a aplicação da sequência didática
✓ Material complementar para o professor, p. 24
3 Leitura complementar para o professor
✓ Para conhecer um pouco mais sobre o referencial teórico, p. 26
1ª Etapa: preparação para a saída de campo Diálogos entre o professor e os alunos e alunas
✓ Local de realização: sala de aula
✓ Tempo didático: 2 aulas de 50 minutos
✓ Objetivo: aproximar os alunos e alunas do objeto de estudo, a partir de problematizações feita pelo professor
✓ Recursos necessários: computador e projetor multimídia
SITUAÇÕES-PROBLEMA
É possível um objeto mais pesado que o ar manter-se flutuando ou mesmo subindo? Dê exemplos e explique.
Objetivo: Fazer com que os e as estudantes percebam que os objetos que voam (aves, aviões, balões e etc.), geralmente são mais pesados que o ar, ou seja, alguma coisa está propulsionando-os.
“A presença de aves marinhas na ponte [Rio-Niterói] cresceu tanto este ano que a concessionária Ecoponte revelou [...] que vai passar a veicular mensagens nos painéis e nas redes sociais como medida para reforçar o nível de alerta aos motoristas” (O GLOBO, 2019).
Crédito: COIMBRA (2019)
COIMBRA, Custódio. Carcarás, fragatas e gaivotas ocupam Ponte Rio-Niterói, que dará alerta a motorista. O Globo. 23/07/2019. Disponível em:
<https://oglobo.globo.com/rio/carcaras-fragatas-gaivotas-ocupam-ponte-rio-niteroi-que-dara-alertas-motoristas-1-23815482>. Acesso em: 06 ago. 2019. WERNECK, Antônio. Disponível em: <https://oglobo.globo.com/rio/carcaras- fragatas-gaivotas-ocupam-ponte-rio-niteroi-que-dara-alertas-motoristas-1-23815482>. Acesso em: 06 ago. 2019.
Essa matéria chama a atenção para o fato de aves maiores, como urubu e fragata, dentre outras, serem frequentemente vistas na região “flutuando” a uma altura acima da ponte, atingindo, em outras situações, grandes altitudes, mesmo sem bater as asas. Como vocês explicam esse fato?
Objetivo: Instigar os e as estudantes a percepção de que as aves estão se sustentando em voo, mesmo sem bater as asas e neste caso, planando, estimulando-os a apresentarem suas explicações sobre esse fato.
Importante notar que as aves sempre ficam próximas à borda da ponte, pois quando o vento atinge essa região, tende a se curvar para cima por conta do obstáculo, gerando um lift (elevação em inglês, termo utilizado para indicar que há sustentação por parte do vento) por toda
a extensão da ponte. Nesse sentido,
recomendamos que, caso seja necessário, esse conhecimento seja utilizado para enriquecer e aprofundar o diálogo com os estudantes.
Se a matéria utilizada( sobre Ponte Rio
-Niterói) estiver fora do contexto dos e das estudantes de outras cidades, cabe ao/à professor(a) adaptar a situação- problema de forma que essa modificação ainda possa estar contemplando o objetivo.
Objetivo: Instigar os e as estudantes a refletirem sobre o fato e a explicitarem suas explicações.
Caso seja possível, nos diálogos com os alunos e alunas, o/a professor(a) deve incentivá-los
buscar correlações com conhecimentos
científicos já estudados, já que o bater de asas não está associado à subida, primeiramente e sim a um aumento de velocidade (acréscimo de energia cinética) que ao atingir um certo valor, tende a emergir (acréscimo de energia potencial gravitacional e redução de energia cinética).
Ao contrário do que a maioria das pessoas pensam, as aves batem asas para ganhar velocidade e só depois desse ganho é possível emergir a uma determinada altura. Vocês tinham conhecimento desse fato? Em sua opinião, qual o motivo para isso acontecer?
Objetivo: Favorecer a elaboração de hipóteses sobre um fato real e corriqueiro, seja em observações in locus ou em filmes, por exemplo.
O professor deve estar preparado para diferentes respostas, inclusive para a correta, ou seja, que o piloto deve estar preferencialmente contra o vento e a uma certa velocidade. Tudo isso para que haja uma sustentação mínima para que o avião consiga decolar. É uma situação similar ao pássaro, porém, o bater de asas é compensado pelos propulsores, que fazem com que o objeto ganhe velocidade.
Em relação ao avião, qual(is) é(são) o(s) principal(is) procedimento(s) do piloto para que aconteça o voo?
Objetivo: Aguçar o olhar do e da estudante, contribuindo para que haja a percepção sobre a semelhança entre as asas, mais especificamente em seu formato de perfil, já que todas elas têm uma extremidade abaulada (bordo de ataque) e uma extremidade mais fina (bordo de fuga).
O alcance deste objetivo é importante, levando-se em conta que o formato é um dos motivos para a sustentação do voo (Princípio de Bernoulli e que à frente, esse assunto será mais explorado).
Observem as figuras. Há alguma similaridade entre as asas das fragatas, do urubu e do avião?
Créditos: Diversos
.
FILHO, Hilton. (2017). [WA2662818,Fregata magnificens Mathews, 1914]. Wiki Aves - A Enciclopédia das Aves do Brasil. Disponível em:
<https://s3.amazonaws.com/media.wikiaves.com.br/images/2662/2662818_0d07458f3e1f10797cc7b3711a17279b.jpg>. Acesso em: 06 ago. 2019; PIERDELUNE (2015). Disponível em: <https://br.depositphotos.com/92078700/stock-photo-turkey-vulture-back-with-wing.html>. Acesso em: 06 ago. 2019; en:User:Meggar. Obra do próprio, Domínio público. 2006. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clark_YH.JPG >. Acesso em: 6 set. 2019.
1ª Etapa: preparação para a saída de campo
Aproximação com a explicação científica: abordagem experimental
✓ Local de realização: sala de aula
✓ Tempo didático: 1 aula de 50 minutos
✓ Objetivo: problematizar situações experimentais na perspectiva de incentivar os e as estudantes na elaboração e explicitação de hipóteses, confronto de ideias etc.
✓ Recursos necessários: 2 latas vazias de refrigerante; um canudo plástico; 1 envelope de papel; pedaço de fita; suporte; secador de cabelo portátil.
Crédito: COOLPHYSICSVIDEOS PHYSICS (2009).
Objetivo: Contribuir para que os alunos e
alunas percebam que a diferença de
velocidade do vento gera uma diferença de pressão.
Apesar de ser importante o pequeno espaçamento entre as latas, pois o vento gerado pelo sopro no canudo deve ser suficiente para gerar uma diferença de pressão na região, fazendo com que as duas latas se aproximem, o/a professor(a) não deve fornecer, inicialmente, essa explicação para a turma. Pelo contrário, deve ser criado um ambiente que os alunos e alunas possam expor suas ideias e opiniões, inclusive, manipulando o aparato para verificar outro distanciamento entre as latas.
Não é esperado haja apropriação da relação entre a velocidade do fluido e a pressão (grandezas direta ou inversamente proporcionais).
Vídeo da demonstração experimental:
COOLPHYSICSVIDEOS PHYSICS. Princípio de Bernoulli. 2009. Disponível em:
<https://www.youtube.com/watch?v=P-xNXrELCmU>.
Demonstração experimental Fenômeno de Venturi (Asa de avião)
Crédito: FÍSICA UNIVERSITÁRIA (2016).
Objetivo: Instigar a curiosidade dos alunos e alunas, motivando-os/as a refletirem sobre respostas de senso comum.
Na dificuldade para encontrar um suporte, basta o/a professor(a) pedir a colaboração de um ou uma estudante, colocando uma caneta ou algum tipo de vareta e segurando-a nas extremidades, para que o papel fique livre para girar.
O experimento permite o confronto de ideias, já que, muito provavelmente, a resposta de senso comum será que um envelope pendurado, de modo que possa girar livremente, ao ser empurrado para baixo pelo ar de um secador de cabelos também iria para baixo, mas pelo que se observa, ocorre o contrário.
Após a elaboração e explicitação de hipótese iniciais, do confronto das mesmas com as observações
experimentais e discussões, recomenda-se a
retomada da situação-problema 5, visando responder como o perfil abaulado da asa influencia o voo de uma ave ou aeronave.
Importante frisar aos alunos e alunas que o formato do envelope se assemelha aos formatos de asas tratados na primeira etapa.
Vídeo da demonstração experimental: FÍSICA
UNIVERSITÁRIA. Fenômeno de Venturi – Asa de
avião. 2016.
Disponível em:
<https://www.youtube.com/watch?v=b8lQfIr-XCg&feature=youtu.be>.
2ª Etapa: aula passeio
Parque de voo livre como laboratório didático
✓ Local de realização: Local destinado à prática de voo livre
✓ Tempo didático: 3 – 4 horas
✓ Objetivos: Observar voo de aves; perceber a qualidade da aprendizagem e auxiliar o/a professor(a) na tomada de decisão para ações no ensino; oportunizar o diálogo com um instrutor de voo; possibilitar a reformulação de respostas iniciais por meio da interrelação teoria-prática-técnica; favorecer aos alunos o registro de situações, eventos etc.
É recomendado que haja uma conversa prévia com o instrutor de voo, a fim de orientá-lo, no que diz respeito aos assuntos que serão abordados e estratégias utilizadas junto aos/às discentes.
Caso a instituição de ensino não disponibilize algum tipo de transporte coletivo, é sugerido a divisão dos alunos em pequenos grupos (3 a 4 estudantes) e a utilização de serviços de aplicativo de transporte. A participação de mais um funcionário da instituição facilita na organização dos grupos e na recepção do ponto de saída (colégio) até o destino.
Não havendo uma rampa de voo livre em local próximo à região da escola, o/a docente pode optar
por outro local que atenda aos objetivos da
O voo das aves
PROVOCAÇÕES
1. Como as aves conseguem atingir uma altura tão grande sem bater as asas?
2. Há um agente ou fenômeno que auxilie o movimento de subida? Explique a sua opinião.
Objetivo: Identificar se os alunos e alunas conseguem associar o “voo” das aves com os fenômenos físicos de convecção e irradiação térmicas.
O/A professor(a) poderá ratificar as explicações dos alunos e alunas, ou explorar de maneira contextualizada os processos de transmissão de calor e suas influências no voo das aves.
O voo das aves
PROVOCAÇÕES
1. Qual a trajetória descrita pelas aves durante o movimento ascendente?
2. Como vocês explicam esse tipo de trajetória?
Objetivo: Introduzir o conceito de força não-inercial de Coriolis.
Apesar da Força não-inercial de Coriolis não se ser tratar de um conhecimento científico previsto no Ensino Médio, a exploração da realidade (contextualização), na maioria das vezes, exige uma ruptura com a rigidez do programa escolar.
São oportunas a contextualização e exploração de outros temas relativos às condições meteorológica (ciclone, anticiclone, alta pressão, baixa pressão).
Sugere-se questionar os e as estudantes sobre a dependência do sentido (horário ou anti-horário) do movimento de redemoinho da água ao escoar por um ralo, respectivamente, nos hemisférios Norte e Sul, sugerindo como atividade extraclasse leitura sobre o assunto.
Conversa com o instrutor de voo livre
Exploração dos aspectos técnicos do voo de parapente, como inflagem, decolagem, velocidade mínima para sustentação (velocidade de estol), velocidade relativa do ar em relação ao parapente, direção de vento, aspectos geográficos, como pontos cardeais e colaterais e condições meteorológicas
Objetivo: Contribuir para elucidação de dúvidas e/ou construção de repostas relativas às discussões iniciais em sala de aula.
Há a perspectiva que a interrelação
teoria-prática-técnica oportunize aos e às estudantes o
surgimento de dúvidas e temas não previstos inicialmente e a elaboração de respostas mais próximas das explicações científicas.
Recomenda-se uma conversa prévia entre o
professor e o instrutor antes do agendamento da aula passeio.
O retorno à escola
Sondagem de percepções dos e das
estudantes sobre a aula passeio
Objetivo: Avaliar aula passeio na perspectiva do despertar da curiosidade, na motivação para aprender, na qualidade da aprendizagem, no interesse por outras aulas passeio .
1. Como vocês avaliam as contribuições da aula passeio em termos da relação entre a prática de voo livre e a Física? 2. A aula passeio fez com que vocês mudassem suas
explicações sobre fatos que acontecem no dia a dia? 3. Há alguma situação, observação ou conversa que tenha
chamado muito a atenção de vocês e fez refletir sobre a forma de pensar, agir e falar?
4. Dos assuntos abordados, houve algum que vocês pretendem buscar um aprofundamento?
3ª Etapa: diálogos com mediação do professor
A organização do conhecimento
✓ Local de realização: sala de aula
✓ Tempo didático: 2 aulas de 50 minutos
✓ Objetivos Organizar o conhecimento decorrente da aula passeio; possibilitar ao/à professor(a) uma apreciação sobre a qualidade da aprendizagem dos alunos e alunas e sobre a necessidade de retomada dos temas tratados na aula passeio com a exploração de outras metodologias e recursos didáticos
✓ Recursos necessários: quadro branco e caneta marcador
MOMENTO DA AULA PASSEIO SITUAÇÕES OBSERVADAS E/OU DISCUTIDAS SUJEITOS QUE INTERAGIMOS CONHECIMENTO CIENTÍFICO PRINCIPAIS ASPECTOS QUESTÕES NÃO ESCLARECIDAS
Sugere-se que a partir de um momento da aula passeio, lembrado por aluno ou aluna, o/a professor(a) inicie com a colaboração dos/das demais estudantes o preenchimento do quadro.
A coluna questões não esclarecidas deve ser preenchida com dúvidas que surgiram no decorrer
de todo o processo, cabendo, em momento
posterior, a retomada desses temas, com o
objetivo de sanar as dúvidas.
Caso algum fato ou situação importante não seja destacada pela turma, recomenda-se que o/a professor(a) faça perguntas que possibilitem a avaliação da aprendizagem ou a necessidade de retomada do tema.
4ª Etapa: Comunicação sobre novos conhecimentos
✓ Local de realização: sala de aula
✓ Tempo didático: 2 aulas de 50 minutos
✓ Objetivo: favorecer o protagonismo dos alunos e alunos com incentivo a produção e comunicação sobre o que aprenderam
✓ Recursos necessários: computador e projetor multimídia
Produção, como atividade extraclasse, de um material de comunicação visual (quadrinhos, tiras, jornais, encenações e etc.) ou audiovisual (vídeos, telejornais, e etc.) sobre o conhecimento adquirido nas aulas, mais especificamente na aula-passeio, por grupos de 3 a 4 estudantes e de acordo com o talento/ habilidade de seus integrantes.
Apresentação para a turma.
Evidencia-se o caráter avaliativo desta etapa, tanto no que se refere ao feedback ao professor ou professora quanto à autoavaliação dos e das estudantes, pois o material de comunicação por cada grupo demonstrará quais foram os saberes adquiridos pelos e pelas discentes e a qualidade do que foi aprendido.
2 Recursos didáticos facilitadores
para a aplicação da sequência
didática
Recurso visual
Situações-problema da 1ª etapa da sequência didática, na forma digitalizada e em dois formatos: ✓ .pdf de apresentação em slides https://drive.google.com/file/d/1EueEJQ5cjXh3MqlF VB4eo1TTAszvIH2k/view?usp=sharing ✓ MP4 https://drive.google.com/file/d/1-SPiA9tJFzDs9RTRWE7nAXQWZbKRpirE/view Vídeo ✓ Voo das aves
https://drive.google.com/file/d/1-FvkKRLO0eUbQwsjjEHeLGd4meD9ZsDc/view ✓ Decolagem de um parapente
https://drive.google.com/file/d/1-I5wkXZWZrOV-MSkPjpSu6EbV1gY1riw/view
✓ Explicação sobre a divisão das regiões do território brasileiro
https://drive.google.com/file/d/1-I5wkXZWZrOV-MSkPjpSu6EbV1gY1riw/view
3 Leitura complementar para o
professor
Para conhecer um pouco mais sobre o referencial teórico
✓ BORGES, Tarciso. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. Caderno Brasileiro de Ensino
de Física. v. 19, n. 3, p. 291-313, dez. 2002.
Disponível em:
<https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/vi ew/6607/6099>. Acesso em: 10 set. 2018.
✓ FREINET, Célestin. O método natural. SOUSA, Franco de; BALTÉ, Teresa (Trad.). Lisboa: Estampa, v. 2, 1969.
✓ ______. As técnicas Freinet da escola moderna. LETRA, Silva (Trad.). 4ª ed. Lisboa: Estampa, 1975. ✓ ______. Pedagogia do bom senso. São Paulo: Martins
Fontes, 1985.
✓ SILVEIRA, Fernando Lang da. Redemoinho no ralo
da pia. 2010. Disponível em:
<https://www.if.ufrgs.br/novocref/?contact-pergunta=redemoinho-no-ralo-da-pia>. Acesso em: 07 ago. 2019.
