Título da aula: Calor e Condutividade Térmica: Explorando Materiais e Soluções Criativas

Propósito da aula: Investigar os conceitos de calor e condutividade térmica, explorando as propriedades de diferentes materiais e aplicando esse conhecimento para elaborar soluções tecnológicas criativas para problemas cotidianos relacionados à temperatura.

Ano: 7º ano do Ensino Fundamental

Objetivos de conhecimento:

• Entender os conceitos de calor, temperatura e condutividade térmica;
• Analisar as propriedades dos materiais condutores e isolantes térmicos;
• Aplicar o conhecimento sobre transferência de calor e equilíbrio térmico na criação de soluções tecnológicas para problemas do cotidiano relacionados à temperatura;
• Desenvolver habilidades de pensamento crítico, criatividade e resolução de problemas.

Habilidades da BNCC: EF07CI03 - "Utilizar conhecimentos sobre a propagação do calor para explicar o uso de determinados materiais (condutores e isolantes) em equipamentos de uso cotidiano. Aplicar os conhecimentos acerca da transferência de calor entre objetos e do equilíbrio térmico na criação de soluções tecnológicas para problemas do cotidiano, associados aos fatores que influem na temperatura."

Sobre esta aula: A aula possui duas etapas principais, cada uma com duração estimada de 50 minutos. Na primeira etapa os alunos realizarão atividades práticas e exploratórias com experimentos simples, utilizando diferentes materiais para investigar a condutividade térmica. Na segunda etapa, trabalharão em grupos para projetar soluções tecnológicas criativas voltadas para problemas cotidianos relacionados à temperatura.

Materiais necessários:

• Materiais para experimentos: recipientes com água quente e fria; barras de metal (cobre, alumínio, ferro, etc.); isopor; papel-alumínio; palitos de dente; termômetros; cronômetros; luvas de proteção térmica;
• Materiais para o projeto: Legos, canudos, papel-cartão, cola, tesoura, fios, luzes LED, baterias, etc. (de acordo com as necessidades dos projetos);
• Computadores ou tablets para pesquisa opcional de informações adicionais.

Plano de Aula Detalhado:

1. Introdução (10 minutos): Discussão sobre o conceito de calor e condutividade térmica, apresentando exemplos do cotidiano. Apresentação dos objetivos da aula.

2. Experimentos com Condutores e Isolantes (25 minutos): Os alunos são divididos em grupos e recebem materiais para realizar experimentos. Eles devem testar diferentes materiais para verificar a condutividade térmica, medindo a variação de temperatura ao longo do tempo.

3. Análise e Discussão (15 minutos): Retorno ao grande grupo para discutir os resultados dos experimentos e as propriedades dos diferentes materiais testados. Nesta etapa, os alunos devem refletir sobre o porquê de alguns materiais serem bons condutores térmicos enquanto outros são isolantes.

4. Criação de Soluções Tecnológicas (30 minutos): Em grupos, os alunos elaboram soluções tecnológicas criativas para problemas do cotidiano relacionados à temperatura. Eles podem utilizar os materiais disponíveis, como Legos, canudos, papel-cartão, etc., para construir modelos de dispositivos que controlem ou aproveitem a transferência de calor. Por exemplo, podem criar um suporte para copos quentes que não transfira o calor para as mãos, ou um recipiente que mantenha a temperatura de bebidas frias por mais tempo.

5. Apresentação e Avaliação (20 minutos): Cada grupo apresenta sua solução tecnológica para a classe, explicando o problema que ela tenta resolver e os princípios científicos utilizados em seu funcionamento. Os alunos avaliam as soluções uns dos outros, considerando critérios como criatividade, eficácia, e aplicação dos conceitos aprendidos.

Conclusão: Revisão dos principais conceitos abordados na aula, destacando a importância da condutividade térmica em diferentes aspectos do nosso dia a dia.