Plano de ensino médio de física

Plano de ensino médio de física

EE Dorival Alves - Plano de Ensino – Física – Profº Márcio C. Bortoloti - 2009

1 – Objetivos Gerais

Tomando por base a função imposta à escola atualmente, a disciplina de Física, juntamente com as demais disciplinas que compõe o currículo básico para o Ensino Médio, tem o dever de formar pessoas fazendo com que adquiram as competências que referencias para a aprendizagem: SER, RACIOCINAR e INTERAGIR. Ser no sentido curricular de acumular conhecimento. Raciocinar ao criar situações e/ou resolver situações problemas, aplicando e interpretando e compreendendo em amplo sentido em que conhecimento apreendido é utilizado. Interagir quando extrapolar o conhecimento adquirido e interpretado em praticas que melhorem seu ambiente e sociedade a sua volta.

Ao levar em conta estas competências as idéias predominantes em Educação estarão sendo contempladas. Pois há um currículo básico onde os conteúdos da componente curricular para o aluno ser. A organização das aulas e a seqüência dos conteúdos básicos fazem surgir a competência raciocinar. Ao raciocinar sobre as situações problemas em aula surgem formas de interação com o ambiente/sociedade a sua volta e com isso cria a possibilidade de elevar seu nível de conhecimento.

Os sentidos se constituem através da linguagem e do universo natural em que nos situamos”. Esta frase do Rubem Alves trabalhada no planejamento 2009, mostra que para qualquer forma de aprendizagem, há uma interação entre o sujeito e o ambiente. Esta interação se dá através dos sentidos e se expressa através de uma linguagem, e existem várias. As ciências naturais e tecnologia, tenta criar uma linguagem cientifica e valida seus argumentos através de conceitos elaborados desde que a humanidade percebeu que os fenômenos naturais poderiam ser interpretados.

Um currículo baseado nas competências ser, raciocinar e interagir é capaz de fazer com que os alunos se apropriem das diversas linguagens para que compreendam o conteúdo, o interpretem em aulas situações (adicionais a da sala de aula) abrindo assim, a possibilidade da interação com o mundo em que vive. A partir do domínio de diversas linguagens é que poderemos avaliar se a pessoa em questão se tornou autônoma.

2 – Objetivos Específicos

A componente curricular de Física, evidentemente, mantém presente como primordial as três competências básicas (Ser, Raciocinar e Interagir). O princípio é trazê-las vinculadas ao conhecimento desenvolvido e acumulado pelas ciências naturais e ao longo do tempo, desde que o homem iniciou suas explicações básicas para os fenômenos naturais observados. E desde que se utiliza destes conceitos para melhorar o ambiente em que vive, através das ferramentas e aparelhos criados a partir dos novos conceitos que conhecimentos gerados, que seria a aplicação destes conhecimentos.

O conhecimento acumulado ao longo dos anos é o fator determinante no currículo de Física, isto é o que embasa o conteúdo capaz de tornar o aluno. Vinculado a este conteúdo, estão as associações entre história, tecnologia, impactos ambientais, entre outros, que a ciência gerou durante seu desenvolvimento. Há uma forte presença do termo Ciência, Sociedade e Tecnologia e da interação entre os três termos. Ao associar a ciência e a sociedade analisamos os efeitos que a esta interação causou, os problemas criados e solucionados a partir de sua aplicação, ou seja, da tecnologia criada a partir dos conhecimentos científicos adquiridos.

Buscando uma rede mais especifica de competências (que vão além de ser, raciocinar e interagir), há a necessidade de delinear melhor o que devemos trabalhar. Não fugindo do propósito básico explicitado, abaixo há um quadro com as competências gerais e habilidades especificas com a qual se deve trabalhar a Área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias:

Competências Gerais

Habilidades gerais específicas

SER

- Representar

- Comunicar-se

- Conviver

- Ler e expressar-se com textos, cifras, ícones, gráficos, tabelas e fórmulas.

- Converter uma linguagem em outra

- Registrar medidas e observações

- Descrever situações

- Planejar e fazer entrevistas

- Sistematizar dados

- Elaborar Relatórios

- Participar de Reuniões

- Argumentar

- Trabalhar em grupo

RACIOCINAR

- Investigar e intervir em situações reais

- Formular questões

- Realizar observações

- Selecionar Variáveis

- Estabelecer relações

- Interpretar, propor e fazer experimentos

- Fazer e verificar hipóteses

- Diagnosticar e enfrentar problemas individualmente ou em equipes

INTERAGIR

- Estabelecer e dar contexto

- Relacionar informações e processos com seus contextos e com diversas áreas do conhecimento

- Identificar dimensões sociais, éticas e estéticas em questões técnicas e científicas

- Analisar o papel da ciência e da tecnologia no presente e ao longo da história

Tabela 1 – Competências e habilidades a serem contempladas pelas Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Relacionado estas habilidades e competências, que os alunos tomarão contato ao longo do Ensino Médio, com o conteúdo de da componente curricular Física, que compreende as áreas tradicionalmente chamadas Mecânica, Termodinâmica, Óptica, Eletromagnetismo e Física Moderna. É possível ampliar os objetivos educacionais no sentido de uma aprendizagem significativa, incorporando novas informações de forma não arbitraria ao conhecimento que os alunos já têm assimilado. Esta ampliação pode ser dada por três rumos a serem seguidos:

A – Na perspectiva de sua construção histórica, e não meramente de sua exploração conceitual ou meramente “formulística”, pois amplia o valor e o sentido dos conteúdos em sala de aula;

B – Nas conexões que se estabelecem da Física com as necessidades e desafios da sociedade moderna, pois despertam a motivação e o interesse do aprendiz;

C – Na tomada dos fenômenos físicos como desafios, pois estimulam a imaginação a se superar, gerando o prazer de aprender e o gosto pela ciência.

Ao seguir estes três rumos, não cabe mais segmentarmos a física em áreas como as citadas anteriormente, mas sim buscar a integração histórica, conceitual e cotidiana que há entre elas. Interligando o conhecimento e linguagem trabalhada ao dia-a-dia de situações que a envolva. No item 3, que se refere ao conteúdo ficará evidente a nova relação entre os tópicos da física.

3 – Conteúdo

Para forçar a aprendizagem significativa, ou seja, a que ocorra de forma não arbitrária, afim de que o aprendiz assimile o conteúdo de modo a relacionar com o seu mundo, deve-se alterar a estrutura dos tópicos correspondente ao currículo o que passa pela seguinte transformação:

Mecânica passa a ser Movimentos: variações e conservações e Universo, Terra e Vida. Onde se assimila as leis de regularidades submetidas aos princípios de conservação, e adquirir uma concepção sobre a posição do homem em relação ao seu lugar no universo.

Termodinâmica passa para Calor, Ambiente e usos de Energia.

Óptica e Ondas Sonoras se tornam Som, imagem e comunicação.

Eletromagnetismo origina o tema Equipamentos Elétricos.

Física Moderna, que nem existia em currículos anteriores, é trabalhado como Matéria e Radiação.

Assim ficam estabelecido os grandes temas a serem trabalhados durante o Ensino Médio, de um modo sucinto abaixo uma tabela 2 explicitando os conteúdos gerais e específicos relacionado a cada grande tema.

1º Semestre

2º Semestre

Tema

Conteúdos Gerais

Conteúdos Específicos

Tema

Conteúdos Gerais

Conteúdos Específicos

A

N

O

Movimentos: variações e Conservações

B

I

M

E

S

T

R

E

Grandezas do movimento: identificação, caracterização e estimativa de valores.

Movimentos que se realizam no cotidiano e as grandezas relevantes para sua observação (distância percorrida, percurso, velocidade, massa, tempo etc.).

Universo, Terra e Vida

B

I

M

E

S

T

R

E

Universo: elementos que o compõem

Os diferentes elementos que compõem o Universo e sua organização a partir de características comuns em relação à massa, distância, tamanho, velocidade, trajetória, formação, agrupamento etc. (planeta, satélite, estrela, galáxia, sistema solar etc.).

Características comuns e formas de sistematizar os movimentos segundo trajetórias, variações de velocidade etc

Modelos explicativos da origem e constituição do Universo segundo diferentes culturas, buscando semelhanças e diferenças em suas formulações.

Estimativas e escolha de procedimentos adequados para a realização de medidas

Quantidade de movimento linear: variação e conservação

Modificações nos movimentos como conseqüência de interações.

Interação gravitacional

O modelo explicativo das interações astronômicas –campo gravitacional –e a ordem de grandeza das massas em que a interação gravitacional começa a fazer sentido.

Causas da variação de movimentos associadas às intensidades das forças e ao tempo de duração das interações.

Movimentos próximos da superfície terrestre: lançamentos oblíquos e movimentos orbitais.

Validade das leis da Mecânica (conservação da quantidade de movimento linear e angular) nas interações astronômicas.

Conservação da quantidade de movimento e a identificação de forças para fazer análises, previsões e avaliações de situações cotidianas que envolvem movimentos.

Leis e Newton

As leis de Newton na análise de partes de um sistema de corpos.

Relação entre as leis de Newton e a lei da conservação da quantidade de movimento.

B

I

M

E

S

T

R

E

Trabalho e energia mecânica

Trabalho de uma força como uma medida da variação do movimento, inclusive nas situações envolvendo atrito.

B

I

M

E

S

T

R

E

Sistema solar

Transformação da visão de mundo geocêntrica em heliocêntrica, relacionando-a as mudanças sociais que lhe são contemporâneas e identificando as resistências, dificuldades e repercussões que acompanharam essa transformação.

Formas de energia mecânica e sua associação aos movimentos reais.

Campos gravitacionais e relações de conservação na descrição do movimento do sistema planetário, dos cometas, das naves e dos satélites

Avaliação dos riscos da alta velocidade em veículo por meio dos parâmetros envolvidos na variação do movimento.

As inter-relações Terra-Lua-Sol.

Equilíbrio estático e dinâmico

Condições necessárias para a manutenção do equilíbrio de objetos, incluindo situações no ar ou na água.

O universo, sua origem e compreensão humana.

Teorias e modelos propostos para a origem, evolução e constituição do Universo, além das formas atuais para sua investigação e os limites de seus resultados, no sentido de ampliar nossa visão de mundo.

Processos de amplificação de forças em ferramentas, instrumentos ou máquinas

As etapas da evolução estelar (formação, gigante vermelho, anã branca, supernova, buraco negro etc.).

Processos físicos e a conservação do trabalho mecânico

Estimativas das ordens de grandeza de medidas astronômicas para situar a vida em geral, e a vida humana em particular, temporal e espacialmente no Universo.

Evolução histórica dos processos de utilização do trabalho mecânico (por exemplo, na evolução dos meios de transportes ou de máquinas mecânicas) e suas implicações na sociedade

Avaliação científica das hipóteses de vida fora da Terra.

Evolução dos modelos sobre o Universo (matéria, radiação e interações) a partir de aspectos da evolução dos modelos da ciência.

Algumas especificidades do modelo cosmológico atual (espaço curvo, universo inflacionário, Big Bang etc.).

Tema

Conteúdos Gerais

Conteúdos Específicos

Tema

Conteúdos Gerais

Conteúdos Específicos

A

N

O

Calor, ambiente e usos de energia

B

I

M

E

S

T

R

E

Fenomenologia: calor, temperatura e fontes.

Fenômenos, fontes e sistemas que envolvem a troca de calor no cotidiano.

Som, imagem e comunicação

B

I

M

E

S

T

R

E

Som: fontes, características e usos.

Diferenças físicas entre ruídos, sons harmônicos e timbre e suas fontes de produção.

Formas de controle de temperatura realizadas no cotidiano

Caracterização física de ondas mecânicas por meio dos conceitos de amplitude, comprimento de onda, freqüência, velocidade de propagação e ressonância.

Estimativas e medidas de temperatura e a escolha de equipamentos e procedimentos adequados para isto

Problemas do cotidiano que envolve conhecimentos de propriedades de sons.

Procedimentos adequados para medida do calor

Elementos que compõem o sistema de audição humana, os limites de conforto e a relação com os problemas causados por poluição sonora.

Trocas de calor e propriedades térmicas da matéria

Propriedades térmicas dos materiais (dilatação/ contração, condução e armazenamento de calor), (calor específico e capacidade térmica) envolvidos em sistemas ou processos térmicos do cotidiano.

Luz: fontes e características físicas

Processos de formação de imagem e as propriedades da luz, como a da propagação retilínea, da reflexão e da refração

Quantificação do calor envolvido em processos termodinâmicos reais

Sistemas que servem para melhorar e ampliar a visão, como óculos, lupas, telescópios, microscópios etc.

Diferentes processos de trocas de calor (condução, convecção e irradiação) e identificação dos seus respectivos modelos explicativos (calor como processo e calor como radiação térmica).

Aquecimento e clima

Ciclos de calor no sistema terrestre (clima, fenômenos atmosféricos e efeito estufam).

Avaliação científica das hipóteses sobre aquecimento global e suas conseqüências ambientais e sociais.

B

I

M

E

S

T

R

E

Calor como energia

Processo histórico da unificação entre calor e trabalho mecânico e o princípio de conservação da energia.

B

I

M

E

S

T

R

E

Luz e cor

As diferenças entre cor luz e cor pigmento.

A luz branca como luz composta policromática.

A conservação da energia em sistemas físicos

(por exemplo, nas trocas de calor com mudança de estado físico nas máquinas mecânicas e a vapor).

As três cores primárias (vermelho, verde e azul) no sistema de percepção de cores no olho humano e em equipamentos.

O uso adequado de fontes de iluminação em ambientes do cotidiano.

Máquinas térmicas

Caracterização do funcionamento das máquinas térmicas em termos de ciclos fechados.

Ondas eletromagnéticas

O modelo eletromagnético da luz como uma representação possível das cores na natureza.

Cálculo da potência e do rendimento de máquinas térmicas reais.

Emissão e absorção de diferentes cores de luz.

Impactos sociais e econômicos das máquinas térmicas no processo histórico de desenvolvimento da sociedade (revolução industrial).

Evolução histórica dos modelos de representação da luz (a luz como ondas eletromagnéticas).

Entropia e degradação da energia

Fontes de energia na Terra, suas transformações e sua degradação

Transmissões eletromagnéticas

Produção, propagação e detecção das ondas eletromagnéticas

O ciclo de energia no Universo e sua influência nas fontes de energia terrestre.

Princípio de funcionamento dos principais equipamentos de comunicação baseados na propagação de ondas eletromagnéticas (rádio, telefonia celular, fibras ópticas).

Balanços energéticos de alguns processos de transformação da energia na Terra.

Evolução histórica dos meios e da velocidade de transmissão de informação e seus impactos sociais, econômicos e culturais

As necessidades energéticas como problema da degradação da energia.

Tema

Conteúdos Gerais

Conteúdos Específicos

Tema

Conteúdos Gerais

Conteúdos Específicos

A

N

O

Equipamentos Elétricos

B

I

M

E

S

T

R

E

Circuitos elétricos

Diferentes usos e consumos de aparelhos e dispositivos elétricos residenciais e os significados das informações fornecidas pelos fabricantes sobre suas características.

Matéria e Radiação

B

I

M

E

S

T

R

E

Matéria: suas propriedades e organização

Modelos atômicos e de organização de átomos e moléculas na constituição da matéria para a explicação das características macroscópicas observáveis.

O modelo clássico de matéria e de corrente na explicação do funcionamento de aparelhos ou sistemas resistivos.

Constituição e organização da matéria viva, suas especificidades e suas relações com os modelos físicos estudados.

Dimensionamento do custo do consumo de energia em uma residência ou outra instalação e propostas alternativas seguras para a economia de energia.

Os modelos atômicos de matéria (Rutherford e Bohr).

Os perigos da eletricidade e os procedimentos adequados para o seu uso

Campos e forças eletromagnéticos

Propriedades elétricas e as formas de interação por meio de campos

Átomo: emissão e absorção da radiação

A quantização da energia para explicar a absorção e a emissão da radiação pela matéria.

O problema da dualidade onda-partícula.

Sistematização das radiações no espectro eletromagnético e sua utilização por meio das tecnologias a elas associadas (por exemplo, em laser, emissão e absorção de luz, fluorescência e fosforescência etc.).

Ordens de grandeza das cargas elétricas e campos elétrico e magnético no cotidiano.

Núcleo atômico radioatividade

Transformações nucleares que dão origem à radioatividade e reconhecimento de sua presença na natureza e em sistemas tecnológicos.

A natureza das interações e a dimensão da energia envolvida nas transformações nucleares para explicar o seu uso em, por exemplo, Indústria e medicina.

Efeitos biológicos e ambientais (assim como medidas de proteção) da radioatividade e radiações ionizantes e não-ionizantes.

B

I

M

E

S

T

R

E

Campos e forças eletromagnéticos

As formas de interação da eletricidade e do magnetismo e o conceito de campo eletromagnético (lei de Oersted, lei de indução de Faraday).

B

I

M

E

S

T

R

E

Partículas elementares

Evolução no tempo dos modelos explicativos da matéria: do átomo grego aos quarks.

Evolução histórica das equações do eletromagnetismo, como a unificação das teorias elétricas e magnéticas.

Existência e diversidade de partículas subatômicas

Processos de identificação e detecção de partículas subatômicas

Motores e geradores

Funcionamento de motores, geradores elétricos e seus componentes, evidenciando as interações entre os elementos constituintes e as transformações de energia envolvidas

Natureza das interações e a dimensão da energia envolvida nas transformações de partículas subatômicas (relação massa-energia).

Produção e consumo de energia elétrica

Processo de produção da energia elétrica em grande escala (princípios de funcionamento das usinas hidrelétricas, térmicas, eólicas, nucleares etc.) e seus impactos ambientais (balanço energético e relação custo-benefício).

Eletrônica e informática

Semicondutores, sua presença em componentes eletrônicos e suas propriedades nos equipamentos contemporâneos.

Transmissão da eletricidade a grandes distâncias.

Impacto social e econômico da automação e da informatização na vida contemporânea.

Evolução da produção, do uso social e do consumo de energia, relacionado-os ao desenvolvimento econômico e tecnológico e à qualidade de vida ao longo do tempo.

Tabela 2 – Conteúdo abordado pela Componente Curricular Física no Ensino Médio

4 – Metodologia

Por conta da adversidade oferecida a rede de ensino publica do estado de São Paulo, não há como inovar em instrumentos para os métodos. Há como inovar as práticas desde que elas não se utilizem de instrumentos tecnológicos como data show, computadores, ou mesmo material experimental onde os alunos realizariam as atividades. Tendo em vista todo o contexto de inovações pedagógicas para o ensino de física e também as dificuldades que a realidade escolar brasileira nos aplica, recorrerei as seguintes situações para as aulas:

I – Aula expositiva

II – Exposição Experimental

III – Pesquisas realizadas fora da sala de aula

IV – Resolução de Problemas envolvendo as competências e habilidades a serem desenvolvidas

5 – Avaliação

A avaliação será dada ao longo dos dias letivos, e ao mesmo tempo a cada momento. Partindo do todo e do particular, há duas formas de se avaliar um aluno: qualitativamente e quantitativamente. Estes dois modos devem estar presentes na foram de avaliar.

Uma avaliação qualitativa compreende uma continuidade se avaliando o desenvolvimento e aprendizagem ao longo do ano, juntamente com uma diagnóstica que compararia está evolução cognitiva apresentada pelo aluno. Pensando em uma forma quantitativa de se avaliar, devem ser levados em consideração aspectos de comportamento perante ao ambiente e aos demais membros do ambiente escolar, juntamente com avaliações de conteúdos que são feitas a cada fim de tema do conteúdo.

Figura 1 – mapa conceitual para o termo avaliação

Contudo fica compreendido que a avaliação será dada em quatro âmbitos: Continuamente, diagnosticamente, conteudisticamente e comportalmente. Contemplando não só o momento, mas também o bimestre, semestre e ano letivo.

6 – Recursos Didáticos

Os recursos didáticos estão ligados a metodologia empregada para a aula, portanto o que será necessário para as aulas de física são:

A – Para o professor:

Organização: modo de desenvolver o conteúdo seguindo a proposta, textos de apoio e seleção de problemas relevantes.

Giz, Lousa e Saliva: para as aulas expositivas.

Os experimentos previamente organizados: para as aulas com exposição experimental.

Livro didático: para as atividades que compreendem resolução de exercícios.

B – Para o aluno:

Apostila: pois as aulas se basearão nas situações de aprendizagem compreendidas ao longo do caderno do aluno.

Caderno, Lápis, Borracha e caneta: para anotações e resoluções de exercícios no decorrer das aulas.

Disposição para aprender: somente com a complementação do estudo em casa, através das pesquisas e realizações de tarefas e que se consolidará a aprendizagem e não somente na escola.

Claro que seria fascinante o uso computacional recurso ainda não vejo presente efetivamente na rede publica de ensino. Evidentemente a aprendizagem se dá de forma mais consolidada quando o próprio aluno realiza as atividades experimentais, mas não há materiais e pelo que compreendo nem verbas para comprar materiais para esta sondagem experimental. Tendo em vista os anseios e dificuldades, percebe-se claramente a limitação de diversas metodologias de ensino que poderiam ser empregadas.

7 – Conclusão

Em suma, há neste plano de trabalho uma grande preocupação entre as relações estabelecidas entre ciência, sociedade e tecnologia, que será trabalhada levando em conta também fatores históricos. Com uma metodologia um pouco tradicional, em certa parte por conta dos problemas educacionais da rede publica de ensino, se pretende a consolidação das competências básicas para um aprendiz do Ensino Médio: SER, RACIOCINAR e INTERAGIR.

8 – Bibliografia

-“Proposta Curricular do Estado de São Paulo”. Cord. Maria Inês Fini. SEE - São Paulo, 2008

-“Ciências da Natureza, matemática e suas tecnologias”/ Secretaria de Educação Básica – Brasília: MEC – 2006 (Orientações curriculares para o Ensino Médio; Vol2)

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