Materiais e suas Propriedades: Explorando aplicações e soluções sustentáveis
Título da Aula: Materiais e suas Propriedades: Explorando aplicações e soluções sustentáveis
Propósito da Aula: Esta aula visa auxiliar os alunos a compreender as propriedades dos materiais e sua relação com as aplicações, permitindo-lhes avaliar a adequação do uso desses materiais em diversos contextos. Além disso, os alunos serão estimulados a propor soluções seguras e sustentáveis, considerando seu contexto local e cotidiano.
Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º anos)
Objetivos de Conhecimento:
- Entender as propriedades físicas e químicas dos materiais e sua relação com suas aplicações;
- Desenvolver habilidades de análise e avaliação de materiais para diferentes usos;
- Promover a consciência sobre questões ambientais e a importância da sustentabilidade;
- Estimular o pensamento crítico e a criatividade na busca de soluções inovadoras.
Habilidades da BNCC: EM13CNT307 - "Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano."
Materiais Necessários:
- Amostras de diferentes materiais (metais, plásticos, madeira, cerâmica, etc.);
- Folhas de dados técnicos dos materiais;
- Computadores e projetores para pesquisa e apresentação;
- Equipamentos de segurança (luvas, óculos de proteção, etc.);
- Materiais para experimentos simples (se aplicável);
- Canetas e papéis para anotações.
Sequência de Atividades:
- Introdução (15 minutos):
- Inicie a aula com uma discussão sobre a importância dos materiais em nosso cotidiano e sua relação com as aplicações tecnológicas.
- Apresente brevemente os objetivos da aula e a habilidade da BNCC a ser trabalhada.
- Propriedades dos Materiais (30 minutos):
- Divida os alunos em grupos e distribua amostras de diferentes materiais para cada grupo.
- Peça que os alunos observem, toquem e manipulem os materiais, identificando suas propriedades físicas e químicas (cor, textura, densidade, dureza, condutividade elétrica, etc.).
- Em seguida, forneça folhas de dados técnicos dos materiais, permitindo que os alunos comparem as propriedades de diferentes materiais.
- Aplicações dos Materiais (30 minutos):
- Ainda em grupos, peça aos alunos que pesquisem exemplos de aplicações desses materiais em diferentes contextos (industriais, cotidianos, arquitetônicos ou tecnológicos).
- Incentive os alunos a discutir as razões pelas quais esses materiais são adequados para essas aplicações específicas, considerando suas propriedades.
- Sustentabilidade e Soluções Inovadoras (30 minutos):
- Inicie uma discussão sobre a importância da sustentabilidade e a necessidade de soluções seguras e sustentáveis na escolha de materiais.
- Peça aos alunos que analisem o contexto local e cotidiano e identifiquem problemas ou desafios que poderiam ser resolvidos com o uso adequado de materiais.
- Em seguida, peça que os alunos proponham soluções inovadoras que utilizem materiais de forma sustentável para resolver esses problemas.
- Apresentação e Discussão (20 minutos):
- Peça a cada grupo que apresente suas soluções inovadoras para a turma.
- Promova uma discussão sobre as vantagens e desvantagens de cada solução, considerando sua viabilidade, segurança e sustentabilidade.
- Conclusão e Reflexão (15 minutos):
- Reflita com os alunos sobre a importância da compreensão das propriedades dos materiais e sua relação com as aplicações.
- Reforce a necessidade de considerar a sustentabilidade na escolha de materiais e na busca por soluções inovadoras.
Avaliação:
A avaliação será baseada na participação efetiva nas atividades de grupo, na qualidade das análises e reflexões apresentadas pelos alunos e na criatividade das soluções inovadoras propostas.
Questões
Clique no card para ver detalhes da questão
Considerando as propriedades dos materiais, qual dos itens abaixo é o mais adequado para a produção de um recipiente que possa armazenar líquidos em temperaturas elevadas?
Resposta: Vidro
Dentre as opções abaixo, qual é um exemplo de aplicação de um material em que sua propriedade de condutividade elétrica é essencial?
Resposta: Cobre em fios elétricos
Em qual das seguintes situações a escolha do aço como material é inadequada devido às suas propriedades?
Resposta: confecção de roupas e tecidos que requerem maciez e flexibilidade.
Em uma solução inovadora para melhorar a qualidade da água local, um grupo de alunos propôs utilizar um material com as seguintes propriedades:
Resposta: Densidade: baixa
Nas propriedades dos materiais, o que se entende por "condutividade elétrica"?
Resposta: Propriedade de permitir a passagem de corrente elétrica.
Qual das opções é a não é uma solução inovadora e sustentável para o uso de materiais?
Resposta: queima de resíduos sólidos para gerar energia.
Qual das seguintes afirmações sobre as propriedades dos materiais é verdadeira?
Resposta: a dureza de um material refere-se à sua resistência a arranhões e abrasões.
Qual das seguintes aplicações do alumínio não é adequada devido às suas propriedades?
Resposta: componentes de motores de aeronaves
Qual das seguintes aplicações é mais adequada para um material com alta condutividade elétrica?
Resposta: isolamento de fios elétricos
Qual das seguintes aplicações é mais adequada para um material com alta dureza?
Resposta: superfícies de corte
Qual das seguintes aplicações é mais adequada para um material com alta resistência ao calor e corrosão?
Resposta: parafusos de máquinas
Qual das seguintes opções é uma aplicação adequada de polímeros condutores?
Resposta: criação de dispositivos eletrônicos flexíveis
Qual das seguintes opções representa uma aplicação inadequada do plástico devido às suas propriedades?
Resposta: próteses médicas para substituir partes do corpo
Qual das seguintes situações exemplifica melhor a adequação do uso de um material considerando suas propriedades?
Resposta: usar madeira como matéria-prima para a construção de barcos à vela.
Qual das seguintes situações não é um exemplo de aplicação adequada das propriedades dos materiais?
Resposta: uso de madeira em pisos devido à sua estética
Qual das seguintes soluções apresentada pelos alunos não considera a sustentabilidade?
Resposta: produzir roupas a partir de tecidos sintéticos duráveis.
Qual fator é primordial para avaliar a adequação do uso de um determinado material em uma aplicação específica?
Resposta: As propriedades do material;
Qual material, devido às suas propriedades, é mais adequado para a fabricação de fios elétricos?
Resposta: Alumínio
Qual propriedade dos materiais é mais importante considerar ao escolher um material para construir uma ponte?
Resposta: Resistência mecânica