Dissertacao - Ezio UNIVASF
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO
PROGRAMA NACIONAL DE MESTRADO PROFISSIONAL EM
ENSINO DE FÍSICA (MNPEF) – POLO 08
EZIO DOS SANTOS DANTAS DA CONCEIÇÃO
UNIDADE DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA PARA O
ESTUDO DA TERMOMETRIA, CALORIMETRIA E AQUECIMENTO
GLOBAL POR MEIO PLATAFORMAS DE APRENDIZAGEM ONLINE
JUAZEIRO – BAHIA
2021
EZIO DOS SANTOS DANTAS DA CONCEIÇÃO
UNIDADE DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA PARA O
ESTUDO DA TERMOMETRIA, CALORIMETRIA E AQUECIMENTO
GLOBAL POR MEIO PLATAFORMAS DE APRENDIZAGEM ONLINE
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Ensino
de Física no Curso de Mestrado Nacional
Profissional em Ensino de Física
(MNPEF), como parte de requisito
necessário à obtenção do título em
Mestre de Ensino de Física.
Orientador:
Professor Dr. Militão Vieira Figueredo.
JUAZEIRO – BA
2021
C744u
Conceição, Ezio dos Santos Dantas da
Unidade de ensino potencialmente significativa para o estudo da termometria,
calorimetria e aquecimento global por meio plataformas de aprendizagem Online / Ezio dos
Santos Dantas da Conceição. – Juazeiro - BA, 2021.
xiv, 173 f.: il.; 29 cm.
Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Universidade Federal
do Vale do São Francisco, Campus Juazeiro-BA, 2021.
Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo.
1. Física - estudo e ensino. 2. Termologia e Aquecimento Global. 3. Aprendizagem
Significativa Crítica 4. Plataformas virtuais de ensino I. Título. II. Figueredo, Militão Vieira. III.
Universidade Federal do Vale do São Francisco.
CDD 530.7
Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Integrado de Biblioteca SIBI/UNIVASF
Bibliotecário: Márcio Pataro. CRB - 5 / 1369.
Agradecimentos
À Deus.
À minha esposa Marineyde Felix Ribeiro dos Santos, aos meus filhos Ezio dos Santos
Dantas da Conceição Filho e Mayna Felix da Conceição, pela compreensão nos
momentos em que estive ausente durante o período em estudos no Mestrado de
Física e pela forma indireta de apoio, colaboração e solidariedade que me deram
durante esse tempo.
Ao meu orientador, o Professor Dr. Militão Vieira Figueredo, sempre muito correto,
ético, verdadeiro e transparente em suas colocações nos momentos em que
estivemos juntos, dialogando e debatendo sobre o produto educacional aplicado.
Aos meus pais, Benedito Dantas da Conceição e Josefa Marçal dos Santos, ambos
em memória, pelos anos de educação.
Às minhas duas irmãs e sobrinho por motivar na minha pessoa a coragem de realizar
o Mestrado.
Aos professores do curso de Pós-Graduação do Mestrado Profissional em Ensino de
Física da UNIVASF em Juazeiro BA, pelos ensinamentos e aprendizados.
Aos mestrandos das turmas 2017, 2018 e 2019, pelo coleguismo e companheirismo.
Às pessoas de Mariluce Cardoso dos Santos (diretora), Elci Borges (diretora) e Maiane
Gomes Moura (vice-diretora), gestoras do colégio onde foi aplicado o produto
educacional, pela confiança.
Aos estudantes das turmas de 2º anos Técnicos do Ensino Profissional Integrado ao
Ensino Médio pela cumplicidade e participação nas atividades, do produto
educacional, que foram para eles proporcionadas.
À secretaria de educação do estado da Bahia por ter me proporcionado a formação
no curso de aperfeiçoamento profissional quanto ao uso pedagógico das tecnologias
educacionais em 2018.
Ao Sistema Integrado de Bibliotecas da UNIVASF pela ajuda e orientação na
confecção deste trabalho.
Ao apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil
(CAPES) - Código de Financiamento 001.
RESUMO
Unidade de Ensino Potencialmente Significativa para o estudo da Termometria,
Calorimetria e Aquecimento Global por meio Plataformas de Aprendizagem Online
Ezio dos Santos Dantas da Conceição
Orientador
Professor Dr. Militão Vieira Figueredo
Propor o estudo dos fenômenos naturais para os estudantes fazendo com que o
compreendam na visão da Física não constitui uma das tarefas mais fáceis. Nesse
sentido, definir iniciativas metodológicas inovadoras de ensino por parte do professor
é fundamental na perspectiva dos estudantes, para aumentar a dinâmica e o feedback
do processo de aprendizagem, preferencialmente de forma crítico-construtiva. Neste
sentido foi criada a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa para o estudo de
temáticas ligadas à Termometria e Calorimetria, alinhadas à compreensão das causas
mais evidentes que estão provocando o aquecimento global da Terra, por meio de
Plataformas de Aprendizagem Online. O produto educacional foi aplicado em duas
turmas do 2º ano Técnico em Informática de Ensino Profissional Integrado ao Ensino
Médio. A Unidade de Ensino Potencialmente Significativa foi concebida mediante a
participação do autor do trabalho em uma formação de professores sobre a utilização
pedagógica de tecnologias no ano de 2018. Essa unidade de ensino foi criada a partir
da utilização de recursos educacionais do Google para Educação e da plataforma
Khan Academy através de uma sequência de ensino dialogada, seguindo alguns dos
preceitos teóricos da abordagem CTSA – Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente,
da teoria de mediação de Vygotsky, e, em especial, a teoria da aprendizagem
significativa crítica de Marco Antônio Moreira. A avaliação desta sequência de
aprendizagem foi através de atividades e questionários do Google Formulários e
Google Sala de Aula, além da interação social entre professor e estudantes nos
debates educativos em aulas expositivas com vídeo-aulas e documentário, e,
também, com trabalhos em grupo e atividade prática experimental. Espera-se que
este trabalho possa colaborar com a prática docente de educadores do Ensino de
Física, com o alcance do conhecimento aos alunos, nas mais distintas regiões do
território nacional.
Palavras-chave: Recursos Educacionais, Aprendizagem Significativa Crítica, CTSA,
Teoria de Mediação.
Juazeiro BA
Fevereiro - 2021
ABSTRACT
Potentially Significant Teaching Unit for the study of Thermometry, Calorimetry and
Global Warming through Online Learning Platforms
Ezio dos Santos Dantas da Conceição
Supervisor
Professor Dr. Militão Vieira Figueredo
Proposing the study of natural phenomena to students making them understand it in
the view of Physics is not one of the easiest tasks. In this sense, defining innovative
methodological teaching initiatives on the part of the teacher is fundamental from the
students' perspective, to increase the dynamics and feedback of the learning process,
preferably in a critical-constructive way. In this sense, the Potentially Significant
Teaching Unit was created for the study of themes related to Thermometry and
Calorimetry, aligned to the understanding of the most evident causes that are causing
the global warming of the Earth, through Online Learning Platforms. The educational
product was applied in two classes of the 2nd year Computer Technician of
Professional Education Integrated to High School. The Potentially Meaningful
Teaching Unit was designed through the participation of the author of the work in a
teacher training on the pedagogical use of technologies in the year 2018. This teaching
unit was created from the use of educational resources from Google for Education and
the Khan Academy platform through a dialogical teaching sequence, following some
of the theoretical precepts of the STSE approach - Science, Technology, Society and
Environment, Vygotsky's mediation theory, and, in particular, the theory of critical
meaningful learning by Marco Antônio Moreira . The evaluation of this learning
sequence was through activities and questionnaires from Google Forms and Google
Classroom, in addition to the social interaction between teacher and students in the
educational debates in expository classes with video lessons and documentary, and
also with group work. and experimental practical activity. It is hoped that this work can
collaborate with the teaching practice of physics teaching educators, with the reach of
knowledge to students, in the most different regions of the national territory.
Keywords: Educational Resources, Critical Meaningful Learning, STSE, Mediation
Theory.
Juazeiro BA
February - 2021
Lista de Figuras
Figura 1 – Esquema Contínuo Aprendizagem Significativa e Mecânica.....................24
Figura 2 – Mapa Conceitual Evento Educativo / Joseph Novak................................26
Figura 3 – Esquema Relação Tríade de Gowin..........................................................27
Figura 4 – Zonas de desenvolvimento da aprendizagem Vygotsky............................32
Figura 5 – Demonstração da Lei Zero da Termodinâmica..........................................37
Figura 6 – Célula de ponto triplo.................................................................................39
Figura 7 – Esquema relação entre Escalas Termométricas.......................................41
Figura 8 – Transferência de Energia..........................................................................44
Figura 9 – Equilíbrio Hidrostático................................................................................49
Figura 10 – Equilíbrio Térmico....................................................................................49
Figura 11 – Convecção térmica nas brisas marítimas................................................50
Figura 12 – Mudança na Temperatura IPCC..............................................................53
Figura 13 – Espaço Educacional................................................................................57
Figura 14 – Localização do Espaço Educacional......................................................58
Figura 15 – Google Sala de Aula Física......................................................................64
Figura 16– Chromebook............................................................................................65
Figura 17– Investigação Aquecimento Global Google Formulários............................67
Figura 18– Calor e Temperatura. Plataforma Khan Academy....................................68
Figura 19– Escalas Termométricas-diferentes formas de medir a temperatura........69
Figura 20– Power Point Explicativo Termometria.......................................................70
Figura 21– Introdução Calorimetria Revisão Termometria.........................................71
Figura 22– Calor, Calor Sensível e Calor Latente / Google Sala de Aula Física..........71
Figura 23– Processos de Propagação de Calor / Google Sala de Aula Física............72
Figura 24 – Estudo dirigido Aquecimento Global Mudanças Climáticas...................73
Figura 25 – Estudo dirigido Aquecimento Global Efeito Estufa..................................74
Figura 26 – Estudo dirigido Aquecimento Global Questões Ambientais.....................75
Figura 27 – Seremos História? Filme Documentário..................................................76
Figura 28 – Google Meet Documentário.....................................................................76
Figura 29 – Aula Prática Reação Química..................................................................78
Figura 30 – Aula Prática Dialogada............................................................................78
Figura 31 – Formulário G Suíte Google para Educação.............................................79
Figura 32 – Formulário Temperatura Calor Aquecimento Global...............................80
Figura 33 – Pesquisa Aquecimento Global I...............................................................81
Figura 34 – Pesquisa Aquecimento Global II..............................................................82
Figura 35 – Pesquisa Aquecimento Global III.............................................................82
Figura 36 – Artigo “Calor e temperatura” / Google Sala de Aula Física.......................83
Figura 37 – Temperatura / Aprendizagem..................................................................85
Figura 38 – Equilíbrio Térmico / Aprendizagem..........................................................86
Figura 39 – Escalas Termométricas / Aprendizagem.................................................86
Figura 40 – Escalas Termométricas - Conversões / Aprendizagem...........................87
Figura 41 – Atividade Proposta Calorimetria I............................................................88
Figura 42 – Atividade Proposta Calorimetria II – Feedback .......................................89
Figura 43 – Transmissão de Calor Irradiação / Feedback...........................................90
Figura 44 – Instruções Garrafas Térmicas.................................................................91
Figura 45 – Garrafas Térmicas / Feedback................................................................92
Figura 46 – Calor II / Feedback...................................................................................92
Figura 47 – Questões ambientais internacionais / Khan Academy.............................94
Figura 48 – Atividade Experimental – Capacidade de CO2 absorver calor................99
Figura 49 – Efeito Estufa..........................................................................................102
Figura 50 – Gases do Efeito Estufa..........................................................................103
Figura 51 – G Suíte para Educação e Khan Academy I............................................104
Figura 52 – G Suíte para Educação e Khan Academy II...........................................104
Lista de Quadros e Tabelas
Quadro 1 – Primeira Lei da Termodinâmica Casos Especiais....................................47
Quadro 2 – Cursos, modalidades de ensino e eixos tecnológicos.............................59
Quadro 3 – Sequência de Aprendizagem/Produto Educacional.................................62
Tabela 1 – Tempo (min) X Temperatura (º C) / Luz Lâmpada Incandescente...........100
Tabela 2 – Tempo (min) X Temperatura (º C) / Luz Solar..........................................100
Lista de Abreviaturas e Siglas
BNCC – Base Nacional Comum Curricular
CETEP – Centro Territorial de Educação Profissional
Coopercuc - Cooperativa de Agropecuária Familiar de Canudos, Uauá e Curaçá
CTS – Ciência, Tecnologia e Sociedade
CTSA – Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente
DIREC-15 – Antiga Diretoria Regional de Educação e Cultura 15, Juazeiro-BA
EJA - Educação de Jovens e Adultos
EPI - Ensino Profissional Integrado ao Ensino Médio
EPIT-68 - Escala Prática Internacional de Temperatura de 1968
GEE - Gases do Efeito Estufa
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IPCC - Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas
IRPAA - Instituto Regional da Pequena Agropecuária Apropriada
ITS-90 – Escala Internacional de Temperaturas de 1990
NTE 10 – Núcleo Territorial de Educação 10 Juazeiro BA
OMM - Organização Meteorológica Mundial
ONU – Organização das Nações Unidas
PCN – Parâmetros Curriculares Nacionais
PCN+ – Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares
Nacionais
PNUMA - Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente
PROEJA - Programa Nacional de Integração da Educação Profissional com a
Educação Básica na Modalidade de Educação de Jovens e Adultos
PROJOVEM – Programa Nacional de Inclusão de Jovens
PRONATEC - Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego
PROSUB - Subsequente ao Ensino Médio / Pós Médio
SI – Sistema Internacional de Unidades
SUPROT - Superintendência de Educação Profissional e Tecnológica
TDIC – Tecnologias Digitais da Informação e Comunicação
UFBA - Universidade Federal da Bahia
ZDP – Zona de Desenvolvimento Proximal
Sumário
Capítulo 1 Introdução ............................................................................................... 15
Capítulo 2 Diretrizes Curriculares de Física no Ensino Médio .................................. 20
2.1 PCN - Parâmetros Curriculares Nacionais em Física ................................. 20
2.2 PCN+ / Orientações Complementares em Física ....................................... 21
2.3 Orientações Curriculares para o Ensino Médio Bahia ................................ 22
Capítulo 3 Aprendizagem Significativa Crítica .......................................................... 24
3.1 Aprendizagem Significativa de Ausubel - onde tudo começou ................... 24
3.2 Aprendizagem Significativa Humanista e Interacionista Social .................. 25
3.2.1 Aprendizagem Significativa Humanista ............................................... 25
3.2.2 Aprendizagem Significativa Interacionista Social ................................ 26
3.3 Aprendizagem Significativa Crítica de Marco Moreira ................................ 27
3.4 Aprendizagem Significativa e Teoria de Vygotsky ...................................... 30
3.5 A abordagem CTSA no ensino de Física ................................................... 32
Capítulo 4 Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global. .................................. 34
4.1 Termometria .............................................................................................. 34
4.1.1 Temperatura ....................................................................................... 35
4.1.2 Equilíbrio térmico ................................................................................ 36
4.1.3 Princípio ou Lei Zero da Termodinâmica ............................................ 37
4.1.4 Escalas Termométricas ...................................................................... 38
4.2 Calorimetria ............................................................................................... 41
4.2.1 Evolução histórica sobre o conceito do calor ...................................... 42
4.2.2 Calor – Conceito e Medida ................................................................. 43
4.2.3 As Leis da Termodinâmica ................................................................. 46
4.2.4 Calor – Processos de Propagação ..................................................... 48
4.3 Aquecimento Global................................................................................... 51
4.3.1 As Mudanças Climáticas e a Biodiversidade....................................... 55
4.3.2 Os gases do Efeito Estufa .................................................................. 55
Capítulo 5 Metodologia ............................................................................................ 57
5.1 Espaço Educacional – Histórico e Caracterização ..................................... 57
5.2 O Projeto e-Nova Educação ...................................................................... 60
5.3 Desenvolvimento / Metodologia - Produto Educacional ............................. 62
5.4 Produto Educacional – Aplicação .............................................................. 66
5.4.1 Investigação - Aquecimento Global .................................................... 66
5.4.2 Aulas Teóricas e Expositivas I – Termometria .................................... 67
5.4.3 Aulas Teóricas e Expositivas II – Calorimetria .................................... 70
5.4.4 Aulas com Estudos Dirigidos I – Aquecimento Global ......................... 72
5.4.5 Aulas com Estudos Dirigidos II – Aquecimento Global ........................ 74
5.4.6 Aulas Expositivas – Cinema Documentário e Meet ............................. 75
5.4.7 Aula Prática – Atividade Experimental ................................................ 77
5.4.8 Questionários/Formulários Avaliativos ................................................ 78
Capítulo 6 Resultados - Discussão .......................................................................... 81
6.1 Aquecimento Global / Conhecimentos Prévios .......................................... 81
6.2 Aulas teóricas e expositivas I – Termometria ............................................. 83
6.2.1 Calor e Temperatura – Texto Introdutório ........................................... 83
6.2.2 Temperatura, Equilíbrio Térmico e Escalas Termométricas ................ 84
6.3 Aulas teóricas e expositivas II – Calorimetria ............................................. 87
6.3.1 Calorimetria – Conceitos Básicos ....................................................... 87
6.3.2 Calorimetria – Processos de Propagação de Calor ............................ 89
6.4 Aulas Estudos Dirigidos I e II – Aquecimento Global ................................. 93
6.5 Aulas Expositivas – Cinema Documentário e Meet .................................... 96
6.6 Aula Prática – Atividade Experimental ....................................................... 98
6.7 Questionários Avaliativos ......................................................................... 102
6.7.1 Aquecimento Global ......................................................................... 102
6.7.2 Recursos Educacionais G Suíte e Khan Academy ........................... 103
Considerações Finais ............................................................................................. 105
Referências Bibliográficas ...................................................................................... 107
APÊNDICE A – PRODUTO EDUCACIONAL ......................................................... 110
Apresentação ................................................................................................ 114
1 Unidade de Ensino Potencialmente Significativa ........................................ 116
2 Criação da Sala Aula Google Física Virtual ................................................ 118
3 Criação das Turmas no Khan Academy ...................................................... 125
4 Criação de Formulário ............................................................................... 128
5 Aulas Expositivas Termometria ................................................................... 131
6 Aulas Expositivas Calorimetria .................................................................... 137
7 Como a Mudança Climática afeta a Biodiversidade? Efeito Estufa. ............ 142
8 Questões Ambientais Internacionais ........................................................... 146
9 Cinema Filme Documentário “Seremos História?” Google Meet ................. 147
10 Atividade Experimental / Efeito Estufa ...................................................... 153
11 Questionários - Avaliando a Aprendizagem dos Estudantes ..................... 159
12 Referências Bibliográficas. ....................................................................... 161
Apêndice B – Conhecimentos Prévios Aquecimento Global................................... 162
Apêndice C – Questionário Recursos G Suíte e Khan Academy ............................ 163
Apêndice D – Questionário Temperatura, Calor e Aq. Global ................................ 164
Anexo A – Efeito Estufa ......................................................................................... 167
Anexo B – Questões Ambientais Internacionais ..................................................... 170
Anexo C – Aula Prática-Atividade Experimental ..................................................... 172
15
Capítulo 1 Introdução
O ambiente educacional, a sala de aula, se constitui como um local “sagrado”
a partir do momento em que professor, independente da sua área, modalidade de
ensino ou etapa da educação básica de atuação e estudantes se “entrelaçam” no
sentido de estabelecerem, dentro do processo de ensino e aprendizagem, acordos,
normas, condutas e responsabilidades, mútuas, visando maior possibilidade de atingir
dentro da educação resultados significativos para os envolvidos, professor e
estudantes.
Para a Física, a área do conhecimento que estuda e estabelece as leis que
ajudam a entender os fenômenos naturais, compete ao educador tornar o ensino
deste componente curricular de modo a saciar o desejo de saber dos estudantes,
proporcionando a estes, um olhar mais amplo do meio ambiente.
Para o alcance do conhecimento unificado, ou seja, a proposta do saber
interdisciplinar nas diversas temáticas dos campos matemáticos, biológicos, químicos
e físicos, e, também, campos sociais, não se pode pensar no ensino isolado,
individual, da física.
A Física, assim como as outras ciências ajudam a desmistificar o mundo que
nos cerca, enriquecendo o pensar científico, não esquecendo de enfatizar, nesse
contexto, a importância do seu caráter histórico e filosófico.
A de se destacar, no ensino de Física, as diretrizes ou parâmetros curriculares
do Ensino Médio que norteiam a prática docente, destacando-se aqui neste trabalho:
os PCN - Parâmetros Curriculares Nacionais / Ciências da Natureza, Matemática e
suas Tecnologias; os PCN+ - Orientações Educacionais Complementares aos
Parâmetros Curriculares Nacionais / Física; e, as Orientações Curriculares para o
Ensino Médio / Área Ciências da Natureza - Bahia.
Os PCN – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias, no que se
refere à Física, promovem uma reflexão interessante para educadores sobre qual
dever ser o papel desta ciência no cenário do ensino.
Para os PCN (Brasil, parte III, 2000, p. 23):
É preciso rediscutir qual Física ensinar para possibilitar uma melhor
compreensão do mundo e uma formação para a cidadania mais adequada.
Sabemos todos que, para tanto, não existem soluções simples ou únicas,
nem receitas prontas que garantam o sucesso. Essa é a questão a ser
16
enfrentada pelos educadores de cada escola, de cada realidade social,
procurando corresponder aos desejos e esperanças de todos os participantes
do processo educativo, reunidos através de uma proposta pedagógica clara.
É sempre possível, no entanto, sinalizar aqueles aspectos que conduzem o
desenvolvimento do ensino na direção desejada.
A discussão ou rediscussão pedagógica sobre qual a melhor proposta que
atingirá os anseios ou expectativas dos estudantes é fundamental. Para isso devem
ser elencados desde os aspectos físicos estruturais do espaço educativo, até os
elementos afetivos e sociais dos alunos. Propor um ensino de Física que possa
desmistificar àquele tido como tradicional e mecânico, baseado somente em fórmulas
e cálculos, enfim, e colocar o estudante como protagonista do processo de ensino e
aprendizagem, no processo de formar um cidadão no mundo que o cerca, ajudandoo
a melhorá-lo e modificá-lo.
O documento PCN+. Física (Brasil, 2006, p. 3) enfatiza:
A Física deve apresentar-se, portanto, como um conjunto de competências
específicas que permitam perceber e lidar com os fenômenos naturais e
tecnológicos, presentes tanto no cotidiano mais imediato quanto na
compreensão do universo distante, a partir de princípios, leis e modelos por
ela construídos. Isso implica, também, na introdução à linguagem própria da
Física, que faz uso de conceitos e terminologia bem definidos, além de suas
formas de expressão, que envolvem, muitas vezes, tabelas, gráficos ou
relações matemáticas. Ao mesmo tempo, a Física deve vir a ser reconhecida
como um processo cuja construção ocorreu ao longo da história da
humanidade, impregnado de contribuições culturais, econômicas e sociais,
que vem resultando no desenvolvimento de diferentes tecnologias e, por sua
vez, por elas impulsionado.
Competências estas conquistadas mediante a um ensino interdisciplinar e
contextualizado. “No entanto, as competências para lidar com o mundo físico não têm
qualquer significado quando trabalhadas de forma isolada. Competências em Física
para a vida se constroem em um presente contextualizado, em articulação com
competências de outras áreas, impregnadas de outros conhecimentos. ” (BRASIL,
2006, p. 2).
No documento Orientações Curriculares para o Ensino Médio / Área Ciências
da Natureza – Bahia de 2015, as diretrizes de ensino são separadas em Eixos,
Competências e Habilidades. No trabalho aqui apresentado foi escolhido o Eixo 6 do
documento, denominado “Energia e suas Transformações. Calor e Meio Ambiente”.
As competências e habilidades serão apresentadas e discutidas no transcorrer da
dissertação.
Os conteúdos de Física alinhados de forma interdisciplinar a outros
componentes curriculares da Área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias,
17
compartilharão o estudo da Termologia, com ênfase em conceitos fundamentais sobre
o estudo do calor e temperatura, focado no fenômeno do Aquecimento Global.
Um dos temas mais importantes atualmente falando, no cenário mundial, diz
respeito ao aquecimento global da Terra. Na verdade, uma problemática terrestre, que
coloca de frente a frente o conhecimento científico e a ambição econômica do ser
humano. Estudos científicos vêm comprovando que nosso planeta já há alguns anos
sofre com o aumento da temperatura, efeito este evidenciado por mudanças climáticas
recorrentes em várias regiões em todo o mundo.
Diante do exposto anterior, é fundamental na escola a promoção do debate
educativo, construtivo e crítico sobre tal problema, apresentando e explorando o que
a ciência nos diz, apropriando-se deste conhecimento para desenvolver sua
disseminação em âmbito socioambiental.
Durante o transcorrer da sequência de ensino o professor aplicador do
trabalho educacional se preocupou em estabelecer a interdisciplinaridade da Física
com outros componentes curriculares. Em uma das propostas do trabalho o professor
explorou com os alunos o tema “Como as Mudanças Climáticas afetam a
Biodiversidade? ”, estabelecendo conexão com a Biologia. Em outra, através de
atividade prática com aula experimental, apresentando aos estudantes o poder de
absorção de calor por parte do gás carbônico, a interdisciplinaridade ocorreu com a
Química no momento em que é explorado o assunto reação química.
Falando da importância da inserção no ensino de aulas práticas com
atividades experimentais é importante destacar: “Professores de Ciências, tanto no
Ensino Fundamental como no Ensino Médio, em geral, acreditam que a melhoria do
ensino passa pela introdução de aulas práticas no currículo. ” (BORGES, 2002, p.
294). Vale destacar, que, para o desenvolvimento desta aula prática, não se fez
necessário a utilização de ambiente de laboratório. Por muitas vezes, enquanto
educadores, nos deparamos com situações de que só se pode promover aulas
experimentais na medida que a escola proporcione aos seus educadores um espaço
apropriado para tal, o que, na visão do autor deste trabalho, se constitui como um
“argumento” para muitos docentes não desenvolverem este tipo de metodologia para
seus estudantes.
Ainda sobre o ensino prático, Borges (2002, p. 294) diz:
A ideia central é: qualquer que seja o método de ensino-aprendizagem
escolhido, deve mobilizar a atividade do aprendiz, em lugar de sua
passividade. Usualmente os métodos ativos de ensino-aprendizagem são
18
entendidos como se defendessem a ideia de que os estudantes aprendem
melhor por experiência direta. Embora verdadeiro em algumas situações,
esse entendimento é uma simplificação grosseira, como apontam os
trabalhos baseados nas ideias de Dewey, Piaget e Vigotsky, entre outros. O
importante não é a manipulação de objetos e artefatos concretos, e sim o
envolvimento comprometido com a busca de respostas/soluções bem
articuladas para as questões colocadas, em atividades que podem ser
puramente de pensamento. Nesse sentido, podemos pensar que o núcleo
dos métodos ativos (pode-se até chamá-lo de trabalhos ou atividades
práticas, para significar que está orientado para algum propósito), não
envolve necessariamente atividades típicas do laboratório escolar.
Os conteúdos que foram trabalhados em sala de aula seguem a abordagem
CTSA – Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, sendo utilizado para isso alguns
recursos educacionais de plataformas online, aplicados em duas turmas de 2º ano EPI
– Ensino Profissional Integrado ao Ensino Médio, dentro de uma sequência de ensino
de 17 horas-aula com a utilização pedagógica de aplicativos do Google para
Educação e da plataforma de ensino Khan Academy.
Além da utilização dos ambientes educacionais online, foram utilizadas outras
estratégias de ensino, tais como, aula prática com atividades experimental, exibição
de vídeo-aulas e documentários, diversificando a prática docente na perspectiva de
uma aprendizagem significativa crítica e interdisciplinar.
Nesta ideia foi criada a Unidade de Ensino Potencialmente Significativa para
o estudo da Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global por meio Plataformas
de Aprendizagem Online.
O trabalho foi desenvolvido em três etapas básicas: primeiro, foram criadas
Salas de Aula Virtuais do Componente Curricular Física para os estudantes; segundo,
foi realizado o ensino de conteúdos da Termometria (Temperatura, Energia Interna,
Equilíbrio Térmico, Termômetros, Escalas Termométricas Consideradas - Dedução
das Relações e Conversões) e Calorimetria (Calor, Calor Sensível, Calor Latente,
Calor Específico, Capacidade Térmica, Processos de Propagação de Calor); e,
terceiro, o estudo sobre o fenômeno do Aquecimento Global através da leitura e
interpretação de textos, exposição de vídeo-aulas, documentário, além de
experimentação prática. Todas as três etapas foram trabalhadas utilizando recursos
educacionais e plataforma de ensino mencionados anteriormente.
A dissertação sobre o produto educacional aplicado em sala de aula está
distribuída em sete capítulos, sendo que este, o primeiro, dedicado à sua introdução.
O capítulo 2, que tem como tema as Diretrizes Curriculares de Física no Ensino Médio,
19
discute algumas das competências e habilidades dentro de documentos oficiais de
parâmetro para o professor.
O capítulo 3 apresenta discussões sobre as Teorias de Aprendizagem de
Marco Antônio Moreira, L. S. Vygotsky –, além da abordagem CTSA no ensino de
Física.
O capítulo 4 é dedicado à abordagem sobre os conteúdos do Componente
Curricular de Física que foram trabalhados na aplicação do Produto Educacional, isto
é, discussão em torno de conteúdos sobre Termometria, Calorimetria e Aquecimento
Global.
O capítulo 5 se dedica à apresentação dos aspectos metodológicos de
construção do produto educacional, sua organização em sequências planejadas de
ensino e aprendizagem.
O capítulo 6 relata aferições sobre os formulários / questionários respondidos
pelos estudantes e verificação de seus pensamentos críticos. Destina-se, também, a
uma análise sobre os instrumentos de avaliação utilizados e a participação ativa,
contínua e processual dos estudantes durante o transcorrer da sequência didática.
O capítulo 7, conclusivo, exibe as considerações e reflexões sobre o trabalho
desenvolvido.
Finalmente são apresentadas as referências bibliográficas, os apêndices (em
especial o produto educacional na sua íntegra), os anexos e os materiais que foram
utilizados na aplicação da sequência didática.
20
Capítulo 2 Diretrizes Curriculares de Física no Ensino Médio
2.1 PCN - Parâmetros Curriculares Nacionais em Física
Os PCN’s do Ensino Médio estabelecem as competências das chamadas
Áreas do Conhecimento, como forma de evidenciar não só o ensino disciplinar, mas
torná-lo significativo do ponto de vista interdisciplinar. Eles têm o papel de nortear o
ensino, ofertando aos educadores sugestões didáticas com finalidades de fomento ao
conhecimento, através de uma associação de saberes científicos e matemáticos.
Têm, também, a função de fazer com que a Física, Biologia, Química e Matemática
se interacionem, se unam, com propósitos interdisciplinares no ensino. Essa diretriz
de ensino auxilia ao educador focar na formação do cidadão que possa ter um papel
de destaque na sociedade, para si, na sua formação, e para o meio ambiente que o
cerca, ajudando a melhorar o estudante como pessoa.
O sentido de aprendizado nesta área do conhecimento deve ser construído
coletivamente dentro de uma linguagem unificada entre professor – aluno, valorizando
a realidade social dos estudantes e seus conhecimentos prévios.
Os PCN’s na Área do Conhecimento Ciências da Natureza, Matemática e
suas Tecnologias, sobre o processo de construção coletiva da aprendizagem,
destaca:
Um dos pontos de partida para esse processo é tratar, como conteúdo do
aprendizado matemático, científico e tecnológico, elementos do domínio
vivencial dos educandos, da escola e de sua comunidade imediata. Isso não
deve delimitar o alcance do conhecimento tratado, mas sim dar significado ao
aprendizado, desde seu início, garantindo um diálogo efetivo. A partir disso,
é necessário e possível transcender a prática imediata e desenvolver
conhecimentos de alcance mais universal. Muitas vezes, a vivência, tomada
como ponto de partida, já se abre para questões gerais, por exemplo, quando
através dos meios de comunicação os alunos são sensibilizados para
problemáticas ambientais globais ou questões econômicas continentais.
Nesse caso, o que se denomina vivencial tem mais a ver com a familiaridade
dos alunos com os fatos do que com esses fatos serem parte de sua
vizinhança física e social. (BRASIL, PARTE III, 2000, p. 7)
Do ponto de vista da Física no Ensino Médio os PCN’s enfatizam a
importância de um ensino voltado para a ênfase histórico-filosófica alinhada à
contribuição que essa linha poderá contribuir no âmbito das discussões dos conteúdos
das ementas curriculares nesta etapa da Educação Básica, além de fomentar à
construção do conhecimento científico para a compreensão dos diversos fenômenos
mediante a um contexto interdisciplinar.
21
Diante do anterior, sobre a construção do conhecimento científico, o PCN
traça alguns objetivos da Física, citados a seguir:
Espera-se que o ensino de Física, na escola média, contribua para a
formação de uma cultura científica efetiva, que permita ao indivíduo a
interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais, situando e
dimensionando a interação do ser humano com a natureza como parte da
própria natureza em transformação. (BRASIL, PARTE III, 2000, p. 22)
O ensino de Física, partindo dos preceitos dos PCN’s, deve ser encarado
levando-se em consideração três competências fundamentais e básicas:
representação e comunicação; investigação e compreensão; contextualização
sociocultural.
A primeira competência destina-se às diversas formas de conceituar
conteúdos físicos através de representações (símbolos, códigos, gráficos, tabelas,
etc.) e saber expressá-la por uma comunicação ou linguagem característica,
promovendo a interpretação do conhecimento científico.
A segunda, diz respeito à importância do desenvolvimento investigativo físico
organizado e planejado no intuito de compreender os fenômenos e leis físicas que
ajudarão a explorar o saber científico estruturado a outras áreas do conhecimento.
A derradeira competência, que envolve a contextualização sociocultural no
ensino da Física, segundo os PCN’s Brasil (Parte III, 2000, p. 29) apresenta as
seguintes habilidades:
Reconhecer a Física enquanto construção humana, aspectos de sua história
e relações com o contexto cultural, social, político e econômico. Reconhecer
o papel da Física no sistema produtivo, compreendendo a evolução dos
meios tecnológicos e sua relação dinâmica com a evolução do conhecimento
científico. Dimensionar a capacidade crescente do homem propiciada pela
tecnologia. Estabelecer relações entre o conhecimento físico e outras formas
de expressão da cultura humana. Ser capaz de emitir juízos de valor em
relação a situações sociais que envolvam aspectos físicos e/ou tecnológicos
relevantes.
2.2 PCN+ / Orientações Complementares em Física
Os PCN+, Orientações Complementares aos Parâmetros Curriculares
Nacionais, surgem com a possibilidade de fazer com que os estudantes tenham, do
ponto de vista do conhecimento contemporâneo, a capacidade de pensar, agir e
transformar o mundo que os cercam.
As competência e habilidades propostas nos PCN’s continuam mantidas nos
PCN+, documento mais atual de parâmetro curricular para professores. A novidade
diz respeito ao surgimento dos temas ou elementos estruturadores, ou seja, é
22
necessária a contemplação de um conjunto de competências e habilidades de forma
organizada alinhada a um contexto temático de trabalho. O objeto de estudo, ou área
estruturadora, ajudará a direcionar o ensino por parte do professor.
A seguir é ilustrada uma ideia sobre a importância do elemento estruturador
na organização dos conteúdos disciplinares de Física, de maneira articulada,
focalizando suas contextualizações por PCN+. Aqui, no caso, foi escolhido
propositalmente o tema estruturador ligado ao estudo do Calor, Ambiente e Usos de
Energia, levando-se em consideração a matéria proposta nesta dissertação sobre o
produto educacional aplicado em sala de aula.
O estudo do calor será importante para desenvolver competências que
permitam lidar com fontes de energia, processos e propriedades térmicas de
diferentes materiais, permitindo escolher aqueles mais adequados a cada
tarefa. Poderão ser promovidas, também, competências para compreender e
lidar com as variações climáticas e ambientais ou, da mesma forma, com os
aparatos tecnológicos que envolvem o controle do calor em ambientes.
Acompanhando a evolução do trabalho humano ao longo da história, haverá
que saber reconhecer a utilização do calor para benefício do homem, em
máquinas a vapor ou termelétricas, ou o calor como forma de dissipação de
energia, impondo limites às transformações de energia e restringindo o
sentido do fluxo de calor. Nesse contexto, será ainda indispensável
aprofundar a questão da “produção” e utilização de diferentes formas de
energia em nossa sociedade, adquirindo as competências necessárias para
a análise dos problemas relacionados aos recursos e fontes de energia no
mundo contemporâneo, desde o consumo doméstico ao quadro de produção
e utilização nacional, avaliando necessidades e impactos ambientais. Assim,
calor, ambiente e usos de energia sinalizam, como tema estruturador, os
objetivos pretendidos para o estudo dos fenômenos térmicos. (BRASIL, 2006,
p. 69-70)
Ainda sobre o estudo de assuntos ligados à Termologia e do fenômeno do
aquecimento global no ano em que o produto educacional foi aplicado, em 2019,
alguns dos materiais utilizados na sequência de ensino já seguia a nova diretriz
curricular da BNCC – Base Nacional Comum Curricular que atualmente norteia e
media o trabalho didático curricular dos professores na educação nacional.
2.3 Orientações Curriculares para o Ensino Médio Bahia
Este documento foi proposto pela Secretaria de Educação do Estado da Bahia
em 2015 se valendo como uma das diretrizes educacionais para professores daquela
rede de ensino.
O que chama a atenção nesta orientação curricular é a distribuição das
competências e habilidades em Eixos, temas associados ao que os estudantes vão
se deparar no cotidiano. Alguns Eixos são comuns a todos os componentes da Área
23
(Física, Química e Biologia): 1. Tecnologia e desenvolvimento sustentável; 2. Cuidar
da terra é alimentar vidas; 3. Conhecimentos Antigos: Alicerce das Ciências Naturais;
4. As diversas faces das Ciências da Natureza gerando conhecimento para a
humanidade. Os outros Eixos são específicos de cada disciplina.
Em relação à Física destaca-se neste trabalho o Eixo 6 - Energia e suas
transformações. Calor e meio ambiente. Competência - “Analisar fenômenos, fontes
e sistemas que envolvem calor na explicação da participação do calor em processos
naturais ou tecnológicos”. (BAHIA, 2015, p. 43). E, como habilidades: “Conceituar
temperatura e calor. Diferenciar temperatura de calor. Realizar transformações entre
as escalas termométricas. ” (BAHIA, 2015, p. 43).
Outra habilidade: “Descrever as propriedades térmicas dos materiais e os
diferentes processos de trocas de calor, reconhecendo a importância da condução
convecção e irradiação em sistemas naturais e tecnológicos. ” (BAHIA, 2015, p. 43).
24
Capítulo 3 Aprendizagem Significativa Crítica
3.1 Aprendizagem Significativa de Ausubel - onde tudo começou
Quando há elo de ligação entre o novo conhecimento e aquele já preexistente
na estrutura cognitiva do sujeito, a aprendizagem significativa se estabelece. Esse
conhecimento já existente e que é relevante ao processo de formação da
aprendizagem significativa Moreira (2011, p. 14, itálico do autor) diz [...]
“especificamente relevante à nova aprendizagem, o qual pode ser, por exemplo, um
símbolo já significativo, um conceito, uma proposição, um modelo mental, uma
imagem, David Ausubel (1918-2008) chamava de subsunçor ou ideia-âncora. ”
Portanto o termo subsunçor, assim nomeado por David Ausubel, seria um
facilitador, um conhecimento já existente na estrutura cognitiva do indivíduo que [...]
“permite dar significado a um novo conhecimento que lhe é apresentado ou por ele
descoberto. ” (MOREIRA, 2011, p. 14).
Sobre a relação entre aprendizagem mecânica – aprendizagem significativa,
Moreira destaca que compete ao educador, tentar aproximar esses dois tipos de
aprendizagens, numa zona de potencial significativo. No entanto, é fundamental [...]
“destacar que aprendizagem significativa e aprendizagem mecânica não constituem
uma dicotomia: estão ao longo de um mesmo contínuo. ” (MOREIRA, 2011, p. 32).
A Figura 1 a seguir esboça a zona de aproximação entre as aprendizagens
mecânica e significativa.
Figura 1 – Esquema Contínuo Aprendizagem Significativa-Aprendizagem Mecânica
Fonte: Do autor.
A zona cinza na Figura 1 constitui o local provável onde deve ocorrer a
aprendizagem desde que seja aplicado um ensino dinâmico e eficaz para os
25
estudantes com potencial significativo, com metas, de alcançar em progressão uma
aprendizagem significativa. [...] “a aprendizagem significativa é progressiva, grande
parte do processo ocorre na zona cinza, na região do mais ou menos, na qual o erro
é normal. ” (MOREIRA, 2011, p. 52).
3.2 Aprendizagem Significativa Humanista e Interacionista Social
3.2.1 Aprendizagem Significativa Humanista
A visão humanista da aprendizagem significativa segue os preceitos da ideia
clássica de Ausubel, isto é, leva muito em consideração os conhecimentos
preexistentes cognitivamente do sujeito, que é adicionada à uma concepção mais
voltada para questões afetivas do ser, ou seja, as ações emocionais positivamente
argumentando podem contribuir para uma aprendizagem de significados.
Essa forma de aproximar os “novos conhecimentos” do sujeito, aos seus
conhecimentos prévios, se dá, na visão de Joseph Novak, por meio de uma intensa
correlação entre sentimentos e atitudes. “A premissa básica da teoria de Novak é que
os seres humanos fazem três coisas: pensam, sentem e atuam (fazem).” (MOREIRA,
2011, p. 176, itálico do autor), que conclui dizendo: “Qualquer evento educativo é, de
acordo com Novak, uma ação para trocar significados (pensar) e sentimentos entre o
aprendiz e o professor.” (MOREIRA, 2011, p. 176, itálico do autor).
Novak estabeleceu alguns elementos importantes que estão interligados
sobre a ótica de uma relação de interdependência. Essa relação é conhecida como
“evento educativo” formado por uma composição mínima de elementos que
constituem um universo propício para o debate educativo e a promoção do ensino e
da aprendizagem conforme é ilustrado na figura 2 a seguir:
26
Figura 2 – Mapa Conceitual Evento Educativo / Joseph Novak
Fonte: Do autor.
O Evento Educativo é formado, por, no mínimo, cinco elementos
indispensáveis analisados de forma direta ou indireta no processo de construção de
uma aprendizagem. Deve existir uma permuta de significados, expressões e
sentimentos entre aprendiz e professor objetivando, de forma inicial, a investigação,
análise e avaliação sobre os conhecimentos prévios detectados. O professor,
mediante essa apuração dos resultados sobre os saberes preexistentes dos
estudantes, planeja o grau de instrução e significância dos conteúdos. Abranger o
conhecimento na promoção de um ensino onde os eventos educativos interajam, onde
os pensamentos, sentimentos e ações do sujeito sejam reconhecidos, de tal forma
que seja possível avaliar e identificar a aprendizagem significativa. “A aprendizagem
significativa subjaz à integração construtiva entre pensamentos, sentimentos e ações
que conduzem o engrandecimento (empowerment) humano. ” (MOREIRA, 2011, p.
179).
3.2.2 Aprendizagem Significativa Interacionista Social
A sociabilidade e interação da aprendizagem com significado se dá através
de uma mediação entre três entes: o aluno, o professor e os materiais educativos. D.
Bob Gowin observa que existe uma relação entre estes três personagens do processo
didático. “O ensino se consuma quando o significado do material que o aluno capta é
o significado que o professor pretende que esse material tenha para o aluno. ”
(MOREIRA, 2011, p. 186 apud Gowin, 1981, p. 81).
27
Em forma de complementação ao anterior, Moreira (2011, p. 163) diz:
Nesse olhar, o aprendiz está em condições de decidir se quer aprender
significativamente quando capta os significados aceitos no âmbito da matéria
de ensino, compartilhando os significados com o professor a respeito dos
materiais educativos do currículo. Quer dizer, Gowin introduz a ideia de
captação de significados como algo anterior à aprendizagem propriamente
dita.
A negociação de resultados é entendida como um diálogo sólido entre
professor e aprendiz. O professor é o responsável por mediar o conhecimento,
compartilhando-o através de uma diversidade de materiais de ensino que possibilite e
confirme a aprendizagem significativa aos aprendizes. Vale enfatizar a utilização de
forma contínua e repetida dos materiais didáticos para evidenciar o conhecimento que
se pretende desenvolver com o aprendiz.
A figura 03 esboça a relação da tríade professor – aluno – materiais
educativos no sentido da negociação e compartilhamento de significados seguindo a
ideia de Gowin. As setas indicam uma intensa relação entre os três entes didáticos
onde deve existir um feedback constante entra as partes.
Figura 3 – Esquema Relação Tríade de Gowin.
Fonte: Do autor.
3.3 Aprendizagem Significativa Crítica de Marco Moreira
Para Marco Antônio Moreira 1 , na sociedade moderna não basta, apenas,
aprender de forma significativa, é necessário, também, desenvolver um senso de
criticidade sobre o novo aprendizado.
____________________
1
Marco Antônio Moreira - Licenciado em Física, Faculdade de Filosofia da UFRGS, 1965. Mestre em
Física, Área de Concentração: Ensino de Física, Instituto de Física da UFRGS, 1972. Ph.D., Área de
Concentração: Ensino de Ciências, Área Complementar: Currículo e Instrução Cornell University, USA,
1977.
28
A partir dessa visão, o educador diz que para que aconteça uma
aprendizagem significativa crítica, o sujeito ativo receptor do conhecimento deverá
não só, entende-la, mas torna-la uma aliada na construção de um mundo com
transformações sócio culturais e ambientais com perspectivas de crescimento e
desenvolvimento.
A aprendizagem significativa crítica nasce com o desejo de tornar o agente
ativo do processo ensino aprendizagem, no caso, o estudante, como um sujeito
formador de opiniões construtivas e críticas. Que os conhecimentos adquiridos nessa
nova ideia de teoria de aprendizagem possam fazer do aluno não só o protagonista
do processo educativo, mas àquele que desenvolva em sala de aula ou fora dela
atitudes cidadãs.
A termologia “crítica” neste caso poderá ser compreendida levando em
consideração o que externa, a seguir, Moreira no seu artigo “Abandono da narrativa,
ensino centrado no aluno e aprender a aprender criticamente”, de 2010, ilustra bem
seu significado de aprender criticamente.
Crítica no sentido de não aceitar, passivamente, quaisquer novos
conhecimentos, sejam eles declarativos, procedimentais ou atitudinais. Se o
conhecimento humano é construído, não há porque aceitá-lo sem criticidade.
Esse conhecimento poderá ser substituído por outro melhor, poderá ter
interesses comerciais ou ideológicos subjacentes, etc.. Isso não significa
negá-lo, não significa que tudo vale. Ao contrário, o conhecimento construído
pelo homem pode ser genial, frutífero, trazer benefícios sociais..., mas não é
definitivo, não pode ser aceito acriticamente. (MOREIRA, 2010, p. 9)
Moreira destaca que, para que ocorra de forma crítica uma aprendizagem
significativa é fundamental conhecer seus princípios norteadores ou facilitadores na
aquisição de conhecimentos relevantes para o estudante. Tais princípios se
constituem com ferramentas mais rentáveis ao processo de evolução do ensino por
parte dos educadores e da aprendizagem dos estudantes. Trata-se, portanto, de um
cenário mais contemporâneo, uma teoria que direciona o estudante à sua cultura, à
sua própria vida.
No mundo contemporâneo, não basta, apenas, aprender de forma
significativa, é necessário questionar os conhecimentos adquiridos. Como diz Moreira
(2011, p. 177):
Por outro lado, mesmo que a aquisição significativa de novos conhecimentos
venha a ocorrer, isso não é mais suficiente. É preciso que essa aprendizagem
significativa seja crítica. Na sociedade contemporânea, não tem sentido
adquirir conhecimentos, ainda que significativamente, sem questionar esses
conhecimentos. O conhecimento humano é construído e, atualmente, essa
construção se dá em grande escala e muda rapidamente. Aprender de
29
maneira significativa e crítica permitirá ao aprendiz lidar não só com a
quantidade e com a incerteza do conhecimento, mas também com as
incertezas e mudanças da vida contemporânea.
Ao todo, são onze os princípios norteadores da aprendizagem significativa
crítica, sendo que o primeiro deles, que já foi apresentado neste capítulo corresponde
àquele proposto inicialmente por David Ausubel em relação à importância da
valorização dos conhecimentos prévios do sujeito como uma das principais variantes
da aprendizagem significativa, isto é, aprender a partir daquilo que já se sabe. Todos
as ideias – sugestões para uma metodologia enriquecedora para a criticidade da
aprendizagem são correlacionadas, ou seja, uma está ligada diretamente à outra, não
podendo, uma única estratégia se consolidar como mentora do sucesso do processo
de ensino e aprendizagem, elas se solidificam a partir do momento que, em conjunto
e de forma solidária se complementam, prosperando colher resultados bons e
significativos.
É importante enfatizar a importância das contribuições de outros educadores
já explorados neste trabalho, no caso, Ausubel, Novak e Gowin, que expuseram
relevantes aparatos da aprendizagem significativa. As ideias apresentadas por
Ausubel sobre os subsunsores, desde os estudos humanista e interacionista social,
de Novak e Gowin, respectivamente, foram, dentre outros estudos, o ponto de partida
para ambicionar a parte crítica da aprendizagem significativa muito bem explorada por
Moreira.
A seguir são apresentados os princípios facilitadores da aprendizagem
significativa crítica 2 :
1. Conhecimento prévio (aprendemos a partir do que já sabemos).
2. Perguntas ao invés de respostas (estimular o questionamento ao invés
de dar respostas prontas).
3. Diversidade de materiais (abandono do manual único).
4. Aprendizagem pelo erro (é normal errar; aprende-se corrigindo os
erros).
5. Aluno como preceptor representador (o aluno representa tudo o que
percebe).
____________________
2
Princípios facilitadores da aprendizagem significativa crítica. (MOREIRA, 2011, p. 174).
30
6. Consciência semântica (o significado está nas pessoas, não nas
palavras).
7. Incerteza do conhecimento (o conhecimento humano é incerto,
evolutivo).
8. Desaprendizagem (às vezes, o conhecimento prévio funciona como
obstáculo epistemológico).
9. Conhecimento como linguagem (tudo o que chamamos conhecimento
é linguagem).
10. Diversidade de estratégias (abandono do quadro de giz).
11. Abandono da narrativa (simplesmente narrar não estimula a
compreensão).
Percebe-se, que, dentro desse conjunto de princípios facilitadores da
aprendizagem significativa crítica ainda são destacadas as contribuições de Ausubel
(Conhecimentos prévios) e Gowin (Consciência semântica; Perguntas ao invés de
respostas – visão interacionista social).
Essas estratégias alinhadas às demais se complementam na tentativa de
provocar um ensino mais enriquecedor, no qual o educador é o coadjuvante e o aluno
é o protagonista.
Outros princípios, como por exemplo, os de número 10 e 11, estão ligados
diretamente à necessidade de o educador abandonar o metódico, o mecânico, o
tradicional. Propor aos estudantes, novas metodologias, enriquecedoras,
contemporâneas, tecnológicos, etc., é fundamental para a construção de um ensino
inovador, de qualidade. Não esquecendo, que, a narrativa do professor pode por
muitas vezes atrapalhar, ao invés de corroborar a aprendizagem do educando.
3.4 Aprendizagem Significativa e Teoria de Vygotsky
Lev Vygotsky (1896-1934) afirmou que a aquisição de conhecimentos no
indivíduo está relacionada ao seu contexto sócio cultural, ou seja, o desenvolvimento
intelectual está associado a um cenário vasto onde as influências externas contribuem
para o seu direcionamento e avanço.
Vygotsky parte do princípio de que, a aprendizagem não pode ser detectada
levando-se em consideração apenas, a análise feita sobre o objeto de estudo, no caso
o estudante, mas sim, também deve ser explorado seu enfoque de interação social,
31
um complementando o outro, e sendo esse último, fundamental para acompanhar e
definir o grau cognitivo do indivíduo.
As pessoas (crianças, jovens, adultos, idosos) estão em constante interação
social como apresenta Moreira a seguir:
Os processos mentais superiores do indivíduo têm origem em processos
sociais. O desenvolvimento desses processos no ser humano é mediado por
instrumentos e signos construídos social, histórica e culturalmente no meio
em que ele está situado. (MOREIRA, 2011, p. 91, itálico do autor).
Entende-se por instrumento, um material ou recurso com alguma finalidade
especial, e, signo, algo com significado para as pessoas, por exemplo, a palavra que
se classifica como um signo da linguagem. [...] “instrumentos e signos são construções
sócio históricas e culturais; por meio da apropriação (internalização) destas
construções, via interação social, o sujeito se desenvolve cognitivamente. ”
(MOREIRA, 2011, p. 109).
E quando essas construções acontecem de forma acentuada e dão sentido
ao contexto social ao qual o indivíduo está inserido, diz-se que a internalização desses
instrumentos e signos trazem significados relacionados à interação social, interação
essa que só poderá acontecer com o diálogo e/ou discussão entre no mínimo dois
personagens.
Mas, o que essa visão vygotskyana têm a ver com aprendizagem
significativa? Existe alguma relação? Sim, para Moreira (1997, p. 8):
A atribuição de significados às novas informações por interação com
significados claros, estáveis e diferenciados já existentes na estrutura
cognitiva, que caracteriza a aprendizagem significativa subordinada, ou
emergência de novos significados pela unificação e reconciliação integradora
de significados já existentes, típica da aprendizagem superordenada, em
geral não acontecem de imediato. Ao contrário, são processos que requerem
uma troca de significados, uma “negociação” de significados, tipicamente
vygotskyana.
A interação social pode ser classificada como uma das principais variantes da
determinação do avanço cognitivo do indivíduo através do que Vygotsky definiu como
ZDP – Zona de Desenvolvimento Proximal. No âmbito escolar, o estudante recebe
tanto do professor como dos seus pares (colegas estudantes), o apoio solidário e a
orientação, que se dá mediante a interação social professor – aluno, aluno – aluno.
Aqui não se fantasia em fazer com que o nível de aprendizagem seja alcançado na
sua excelência, atingindo ao ponto denominado Zona de Desenvolvimento Potencial,
mas, que, mediante o investimento na troca de experiências e conhecimentos, já que
o estudante por si já possui na sua cognição algum conhecimento preexistente. A
32
medida que essa interação vai se fortalecendo, o potencial de aprendizagem no
sujeito vai se solidificando em processo de amadurecimento atingindo a ZDP.
A Figura 4 a seguir apresenta a distância entre as zonas de desenvolvimento
individual e potencial e, entre elas, àquela considerada como básica, não entendida
como a ideal, mas que evidencia um avanço no processo de fortalecimento e
aquisição de novos conhecimentos.
Figura 4 – Zonas de desenvolvimento da aprendizagem Vygotsky
Fonte – Do autor.
3.5 A abordagem CTSA no ensino de Física
A abordagem Ciência, Tecnologia e Sociedade – CTS, como era conhecida
antigamente, refere-se a currículos direcionados ao conhecimento científico e
tecnológico na perspectiva de um ensino inovador que traga transformação social.
Como diz Santos & Mortimer (2002, p. 112 apud Roberts, 1991):
ROBERTS (1991) refere-se às ênfases curriculares “Ciência no contexto
social” e “CTS” como aquelas que tratam das inter-relações entre explicação
científica, planejamento tecnológico e solução de problemas, e tomada de
decisão sobre temas práticos de importância social.
Mais adiante foi acrescida a termologia “ambiente” formando a abordagem
Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente – CTSA, classificando tais termos como
contextos socioculturais indissociáveis no mundo contemporâneo. São abordagens do
cotidiano que podem ser inseridas na didática do professor e no debate ensino –
aprendizagem em sala de aula. São temas indissociáveis com bastante relevância
que necessitam de exploração no contexto educacional dentro do currículo escolar
para sua inserção no ensino atual. Um ensino voltado para o estudo da
transversalidade educacional voltado para a matéria CTSA.
33
É considerada como uma abordagem que está associada à educação
científica e ambiental. “[...]o objetivo principal dos currículos CTS/CTSA 3 é a promoção
da capacidade de tomada de decisão, formação de cidadania, superação da
perspectiva de neutralidade e salvacionista da ciência, visando também a promoção
da educação ambiental. ” (DEMUNER et al., 2019, p. 104).
Trata-se, portanto, de uma nova visão no ensino, voltada para a propagação
do pensamento crítico do estudante através da discussão de problemas sociais, que
vão além do cenário interno da sala de aula.
O enfoque CTSA dentro de um processo ensino – aprendizagem planejado,
enriquece o ensino de Física. Colocar a ciência e a tecnologia dentro de uma
abordagem alinhada a questões sócio ambientais no ensino é fundamental, por se
tratar em conhecer o meio ambiente ajudando a melhorá-lo tendo na ciência Física,
àquela que ajudará a estender as leis e os fenômenos que regem a natureza,
surgindo, nesse ponto, a oportunidade de propor este enfoque de cidadania,
tecnologia, sociedade e ambiente na educação.
Por Leite & Soares (2019, p. 504):
Assim, ensinar Ciências no contexto contemporâneo deve ir além da mera
apresentação de teorias, leis e conceitos científicos, implicando a reflexão
sobre o que estudantes entendem por ciência e tecnologia na sociedade em
que vivem. E como tais conhecimentos, quando aplicados, geram
transformações no ambiente (casa, rua, escola, rio, riacho, ar atmosférico,
próprio corpo etc).
Não existe mais espaço na ideia contemporânea no ensino do Componente
Curricular Física de modo mecânico voltado, apenas, para conceitos, definições,
fórmulas e cálculos. A abordagem CTSA na educação, implica o debate educativo,
ajuda a construir no jovem, sua vocação por diálogos através do seu senso crítico.
Compete nesse sentido, ao professor, respeitando as diretrizes curriculares do ensino
de Física, propiciar ao educando, uma metodologia que o possibilite a enxergar o meio
em que vive, melhorando-o, sendo ele, um possível agente transformador.
O ensino na abordagem CTSA implica, além das discussões de caráter crítico
educacional, também o conhecimento científico interdisciplinar com as diversas áreas
do conhecimento no processo ensino – aprendizagem.
_______________________
3
“Preferimos usar a denominação CTSA, em vez de CTS, para enfatizar as implicações ambientais [...]”
(DEMUNER et al., 2019, p. 104)
34
Capítulo 4 Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global.
Como apresentado no capítulo 2, nos PCN+, é fundamental propor um ensino
contextualizado, levando-se em consideração um tema ou elemento estruturador. O
escolhido para o desenvolvimento do trabalho ora exposto - Calor, Ambiente e Usos
de Energia, surge como uma possibilidade de fazer com que a Física contribua para
com a compreensão científica de temáticas relevantes no cenário de mundo atual,
dentre elas, questões relacionadas ao meio ambiente, como é o caso do aumento da
temperatura terrestre com o passar dos anos.
Em relação às Orientações Curriculares para o Ensino Médio do estado da
Bahia, na Área Ciências da Natureza, que se destacam os Eixos Temáticos, o
escolhido, neste trabalho, Energia e suas transformações - Calor e meio ambiente,
visa estudar o calor e suas manifestações em processos naturais, explorando como
principal habilidade, àquela de conceituar e diferenciar, calor e temperatura, e, realizar
transformações entre escalas termométricas.
Um ramo muito importante da Física Clássica é o da Termologia, que têm
como grandezas físicas especiais para estudo, o calor e a temperatura, que estão
intrinsicamente ligadas à energia dos sistemas. É essencial promover o debate
educativo em sala de aula sobre esses dois conceitos, desde os conhecimentos de
cunho histórico-filosóficos, até às definições mais comuns e cotidianas no processo
de ensino e aprendizagem.
O trabalho aqui apresentado, se propõe em expor tais definições dentro de
duas das divisões importantes da Termologia: a Termometria e a Calorimetria. Na
primeira, serão apresentadas as ideias iniciais sobre temperatura, calor, equilíbrio
térmico, escalas termométricas (conversões) e o princípio zero da termodinâmica, e,
na segunda, conceito sobre o estudo do calor, tais como, calor específico, calor
sensível, calor latente, capacidade térmica e os processos de transmissão de calor.
Tais estudos são essenciais para a compreensão científica próspera do
Aquecimento Global, que também será tratado neste capítulo.
4.1 Termometria
A Terra apresenta muitas variações de temperaturas nas mais diversas
regiões. Tais alternâncias estão ligadas a aspectos de localização geográfica e
estações do ano, que estimulam essas alterações. As mudanças, nas diversas partes
35
do planeta, podem alcançar marcas acentuadamente baixas, como na região da
Antártida, localidade mais fria do mundo, com pontos bem abaixo de 0º C (Celsius).
“A Antártida, situado no extremo sul do planeta, é o local mais frio do mundo,
apresentando temperaturas entre 0ºC e -65ºC.” (YAMAMOTO & FUKE, 2016, p. 11).
Até registros balizados superando a casa dos 45º C, como por exemplo, nos desertos
africanos, com temperaturas médias anuais bem elevadas. “O assentamento do
Dallol, na região do deserto da Etiópia, é um dos lugares mais quentes do mundo. A
temperatura média anual lá é de aproximadamente 34ºC e alcança facilmente os
60ºC.” (YAMAMOTO & FUKE, 2016, p. 11).
Além de temperaturas elevadíssimas, com variações que chegam a atingir a
ordem de milhares de graus Celsius, como a superfície do Sol, até a ordem de 10 39
Kelvins (K) com o surgimento do Universo no Big Bang. “Quando o universo começou,
há 13,7 bilhões de anos, sua temperatura era da ordem de 10 39 K. Ao se expandir, o
universo esfriou, e hoje sua temperatura média é de aproximadamente 3 K.”
(HALLIDAY, RESNICK & WALKER, 2009, p. 197). E o que dizer do corpo humano,
com capacidade de se adaptar aos ambientes com alternância de temperaturas
expressivas, na Terra.
Conceitos fundamentais sobre temperatura, calor e energia térmica serão
discutidos nesta secção, além de equilíbrio térmico e as escalas termométricas. São
conceitos que se relacionam. Por Halliday, Resnick & Walker (2009, p. 197):
Desde a infância, temos um conhecimento prático dos conceitos de
temperatura e energia térmica. Sabemos, por exemplo, que é preciso tomar
cuidado com alimentos e objetos quentes e que a carne e o peixe devem ser
guardados na geladeira. Sabemos, também, que a temperatura no interior de
uma casa e de um automóvel deve ser mantida dentro de certos limites, e
que devemos nos proteger do frio e calor excessivos.
4.1.1 Temperatura
Definir Temperatura não é uma das tarefas mais fáceis. Os conceitos iniciais
se originaram através das sensações relacionadas à calor e frio.
Por Sears & Salinger (1979, p. 4-5):
O conceito de temperatura, como o de força, origina-se nas percepções
sensoriais do homem. Assim como uma força é algo que podemos relacionar
com esforço muscular e descrever como um empurrão ou um puxão, a
temperatura pode ser relacionada às sensações de frio ou de calor relativos.
Mas o senso humano de temperatura, como o de força, não é confiável e é
de alcance restrito. Dos primitivos conceitos de calor e frio relativos
desenvolveu-se uma ciência objetiva da termometria, assim como um método
36
objetivo de definir e medir forças surgiu do conceito ingênuo de uma força
como um empurrão ou um puxão.
Relacionamos a temperatura com a sensação do nosso corpo em sentir frio
ou calor, e àquela associada ao grau de agitação das partículas (átomos, moléculas,
etc.) em um corpo – sistema físico, e, como tal, pode ser medida, comparada a uma
unidade de medida, através de instrumentos denominados termômetros, em grande
variedade, desde os mais simples até os mais sofisticados.
É considerado como fundamental explorar neste contexto que temperatura e
calor são conceitos distintos, mas que se relacionam. A Temperatura é uma grandeza
física macroscópica, associada ao efeito em conjunto de uma quantidade numerosa
de partículas que compõe um corpo, e mede o estado de agitação destas partículas
em termos microscópicos. Este grau de movimentação das partículas se traduz como
a energia cinética (energia do movimento).
Não existe limite superior de temperatura, mas há um extremo inferior
atingido, quando as partículas de um corpo praticamente ficam estáticas, sem
movimento, ou seja, é caracterizada a ausência de agitação térmica.
4.1.2 Equilíbrio térmico
Kevin concluiu que, se sua temperatura diminuísse até -273 ºC, seria atingido
o estado de agitação nula. Assim, ele adotou o valor -273 ºC como o ponto
de origem dessa escala, não havendo temperaturas abaixo dele no mundo
físico, que é o domínio da ciência experimental, empírica. Na prática, o zero
absoluto é inatingível. Mas hoje sabe-se que seu valor está bem próximo de
-273,15 ºC. É por esse motivo que a escala Kelvin também é chamada de
escala absoluta. (YAMAMOTO & FUKE, 2016, p. 15).
Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico diz-se que ambos possuem
a mesma temperatura. O estado em que dois corpos compartilham calor, até que a
temperatura seja igual, em todos os pontos, para ambos, ao término da transferência
deste fluxo, denomina-se equilíbrio térmico. [...] “um estado final termina por ser
alcançado, estado esse em que as propriedades mensuráveis dos corpos deixam de
sofrer mudanças observáveis. ” (SEARS & SALINGER, 1979, p. 5).
Este estado de equilíbrio térmico é alcançado mediante transferência de calor,
partindo sempre do corpo com maior para o de menor concentração de energia
térmica 4 .
_______________________
4
“Energia térmica (do grego thermós, “quente, ardente”) é a soma das energias cinéticas decorrentes
da agitação das partículas que constituem a matéria. ” (KAZUHITO & FUKE, 2016, p. 12).
37
“Quando dois corpos são colocados em contato térmico, o corpo mais quente
cede calor ao corpo mais frio. Depois de um certo tempo, as temperaturas se tornam
iguais e o fluxo de calor cessa. ” (OLIVEIRA, 2005, p. 15).
4.1.3 Princípio ou Lei Zero da Termodinâmica
Pela exposição anterior quando dois corpos têm a mesma temperatura, estão
em equilíbrio térmico, ou vice-versa, então não há transporte de calor. A figura 5, a
seguir, visa demonstrar por meio das comparações de temperaturas, a demonstração
do Princípio Zero da Termodinâmica pela definição de equilíbrio térmico. No desenho,
encontram-se dois corpos, “A” e “B” e um termoscópio 5 “T” colocados dentro de uma
caixa isolante. O corpo “S”, também, é isolante térmico.
Figura 5 – Demonstração da Lei Zero da Termodinâmica
Fonte: Halliday, Resnick & Walker (2009, p. 184)
_______________________
5
Termoscópio – Instrumento onde “[...] os números não têm (ainda) um significado físico. Este aparelho
é um termoscópio, mas não é (ainda) um termômetro. ” (HALLIDAY, RESNICK & WALKER, 2009, p.
183).
38
A imagem apresenta no mostrador do termoscópio, nas três situações, a
marca de 0,13704. Depois de um determinado tempo, na ordem, "T" e “A” estão em
equilíbrio térmico, o mesmo ocorre com “T” e “B” apresentando a mesma temperatura
no mostrador do termoscópio. Sendo assim, pode-se afirmar que os corpos “A” e “B”,
também estão em equilíbrio térmico.
“Quando dois corpos quaisquer estão separadamente em equilíbrio térmico
com um terceiro, eles também estão em equilíbrio térmico entre si. ” (SEARS &
SALINGER, 1979, p. 6).
Por incrível que possa parecer, o Princípio Zero da Termodinâmica, surgiu,
apenas, muito tempo depois das duas primeiras leis da termodinâmica, por volta de
1930. Por se tratar de uma lei que sustenta o conceito de temperatura, torna-se
importante para a interpretação das duas outras leis, e por esse motivo esse princípio
foi denominado de Lei Zero.
4.1.4 Escalas Termométricas
A Termometria, além de estabelecer os conceitos fundamentais da
temperatura e do calor, também se compromete em estabelecer os padrões de como
medir a temperatura, através das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
Antes da abordagem sobre as relações existentes entre as escalas
termométricas, será definido o chamado ponto fixo padrão, que no caso será o ponto
triplo (ou tríplice) da água. Este valor foi definido em acordo através da EPIT-68 -
Escala Prática Internacional de Temperatura de 1968, atualmente conhecida como
ITS-90 – Escala Internacional de Temperaturas de 1990 (Internacional Temperature
Scale Of 1990), ou seja, se trata do ponto ou temperatura, em que os estados de gelo,
líquido e vapor da água, coexistem a uma mesma temperatura em equilíbrio térmico.
A temperatura do ponto tríplice da água é de 0,01º C (273,16 K – Kelvin), um pouco
maior que seu ponto de gelo, 0º C (273,15 K).
A coexistência de três estados diferentes da água em equilíbrio térmico,
considerando apenas aspectos relacionados a pressão e temperatura, podem ser
notados na Figura 6, que apresenta uma célula de ponto triplo, experimentalmente
podendo, tal temperatura, ser obtida em laboratório. Ao centro da célula é colocado
um bulbo de termômetro de gás a volume fixo para a determinação física do ponto
triplo da água. “Esse acordo também estabelece o valor do kelvin como 1/273,16 da
diferença entre o zero absoluto e a temperatura do ponto triplo da água. ” (HALLIDAY,
39
RESNICK & WALKER, 2009, p. 184). O zero absoluto, assim chamado, corresponde
à temperatura 0 K (- 273,16º C) e o ponto tríplice da água de 273,16 K (0,01º C).
Figura 6 – Célula de ponto triplo.
Fonte: Halliday, Resnick & Walker (2009, p. 185)
Para a temperatura de vapor da água 100º C, tem-se 373,15 K, logo para a
marca 0º C, ponto de vapor da água, o equivalente será de 273,15 K. Em consonância,
as escalas Celsius e Kelvin são centígradas. Ver equação a seguir.
T v − T g = 100 K (1)
Onde Tv é a temperatura de vapor e Tg é o ponto de gelo, ambos da substância
água na escala termométrica Kelvin.
A seguir é dada a equação que estabelece o limite de pressão do gás no
estado de gelo tendendo a zero, onde Pv é o ponto de vapor e Pg o ponto de gelo.
lim Pg →0 ( Pv
) = Tv
≈ 1,3661 (2)
Pg Tg
Correlacionando as equações 1 e 2 será possível definir as temperaturas de
vapor e de gelo da água na escala kelvin, também conhecida como escala absoluta.
T v − T g = (1,3661 − 1)T g = 0,3661T g = 100 → T g ≈ 100
0,3661
A temperatura de vapor, neste sentido, será igual a 373,15 K.
≈ 273,15 (3)
A escala termométrica Kelvin foi proposta em 1864, por William Tomson
(1824-1907), também conhecido por Lord Kelvin. Esta escala revolucionou o mundo
quando na descoberta da temperatura em que as partículas (átomos ou moléculas)
de um corpo ficariam imóveis, sem agitação ou estado térmico. A essa medida de
temperatura deu-se o nome de zero absoluto.
40
Historicamente falando, algumas escalas termométricas foram ficando em
desuso com o passar dos anos, dentre elas, a escala Rankine 6 . Atualmente as escalas
termométricas consideradas são a Kelvin, Celsius e Fahrenheit, sendo esta última,
bastante utilizada nos Estados Unidos da América.
A escala Celsius, de Anders Celsius (1701-1744), astrônomo sueco, se valeu
dos pontos fixos de gelo e vapor da água. Assim como a escala Kelvin, a escala
Celsius é centígrada, apresenta um total de cem intervalos entre os pontos de gelo e
vapor da água.
Gabriel Daniel Fahrenheit (1686-1736), físico alemão, em 1724, apresentou
sua escala termométrica. Escala não centígrada, pois a variação entre os pontos de
gelo e vapor correspondem a 180 partes, tendo como ponto fixo de gelo o valor 32 e
o ponto fixo de vapor 212.
Relações entre as escalas:
Celsius/Kelvin:
T C = T − 273,15 º (4)
Onde TC é a temperatura em Celsius e T a temperatura absoluta (Kelvin).
Fahrenheit/Celsius:
T F = 9 5 T C + 32 º (5)
Onde TF é a temperatura em Fahrenheit.
A figura 7 traz as relações entre as três escalas termométricas consideradas
Kelvin, Celsius e Fahrenheit, além da escala Rankine (R) em desuso de forma
esquemática.
______________________
6
William J. M. Rankine, engenheiro escocês (1820-1872).
41
Figura 7 – Esquema relação entre Escalas Termométricas
Fonte: (Sears & Salinger, 1979, p. 13)
Os valores na escala Kelvin foram representados com aproximação
significativa para a parte inteira. Nota-se no esquema que a escalas Kelvin e Celsius
são centígradas, o que não ocorre com a Fahrenheit. As unidades de medida das
escalas Celsius e Fahrenheit, são, respectivamente, o grau Celsius (ºC) e o grau
Fahrenheit (ºF).
Durante muitos anos foi costume dizer tantos “graus kelvin”, abreviadamente
ºK, ao expressar uma temperatura termodinâmica. A palavra “grau” e o
símbolo para grau agora foram abolidos. A unidade de temperatura é
chamada 1 kelvin (1K), do mesmo modo que a unidade de energia é chamada
1 joule (1J), e dizemos, por exemplo que a temperatura do ponto tríplice é
273,16 kelvins (273,16K). A unidade de temperatura é tratada, portanto, do
mesmo modo que a unidade de qualquer outra grandeza física. (SEARS &
SALINGER, 1979, p. 12)
4.2 Calorimetria
Uma divisão importante da Termologia é a Calorimetria, que estuda as
variedades de transferência ou propagação de calor. Além disso, calcula a quantidade
de fluxo de calor envolvido de acordo com as mudanças de temperatura e estado
físico. A Calorimetria estabelece os distintos processos de medir o calor. Nesta secção
estudaremos o calor, definindo-o e medindo-o, além de abordar os processos que
definem sua propagação.
42
4.2.1 Evolução histórica sobre o conceito do calor
É fundamental conhecermos a evolução histórica do conceito de calor. Até o
século XVII, o calor, era entendido como algo relacionado à movimento, e, que logo
posteriormente ficou definido como um fluido. [...] “o calor foi considerado como uma
coisa que fluía de objetos quentes para objetos frios” [...]. (PIRES, 2008, p. 237).
Pires (2008, p. 237) sobre as primeiras definições do calor, destaca que
Robert Hooke (1635-1703) relacionou-o ao processo vibratório das partes de um
corpo como é citado a seguir:
[...] em 1665, Hooke teve uma ideia diferente quando declarou que o calor
era uma propriedade de um corpo surgindo do movimento ou agitação de
suas partes e, portanto, quando um corpo era tocado ele recebia parte
daquele movimento e suas partes eram colocadas em agitação. Newton, para
explicar por que um corpo, quando aquecido acima de uma certa
temperatura, emite luz e brilha, sugeriu que essa emissão era causada pela
vibração das partes do corpo. Comentou ainda que o inverso ocorria, ou seja,
quando a luz é absorvida por um corpo, ela causa vibrações que são
percebidas pelos nossos sentidos como calor. (PIRES, 2008, p. 237)
A ideia sobre o calor também esteve alinhada no final do século XVII à
chamada teoria do flogístico, desenvolvida pelo químico e físico alemão Ernst Stahl
(1660-1734). O calor seria formado por uma substância ainda que incerta, hipotética,
com capacidade de entrar em combustão.
No fim do século XVIII o aquecimento dos corpos estaria relacionado à
presença de uma substância fluida denominada calórico, com grande aceitação na
época, em especial devido aos trabalhos do químico francês Antoine Lavoisier (1743-
1794). No entanto, quase que próximo a esse período, Benjamim Thompsom (1753-
1814), também conhecido à época como Conde Rumford, através de uma série de
experimentações com o propósito de entender o aquecimento de cilindros de latão em
canos de canhões, constatou que o calor não poderia ser um material novo ou líquido.
Sadi Carnot (1796-1832), francês, foi um dos primeiros a estabelecer uma
conexão entre calor e trabalho realizando uma comparação análoga do funcionamento
de uma roda hidráulica com uma máquina a vapor. Como apresenta Pires (2008, p.
239):
As diferentes temperaturas na máquina foram consideradas como análogas
às elevações entre os níveis superior e inferior da água corrente. Ele sugeriu
que a máquina podia realizar mais trabalho, com a mesma quantidade de
fluxo calórico, se o calor fluísse entre uma maior diferença de temperaturas.
Analisando o problema do fluxo de calor, conclui que a perda de calor de uma
máquina para o ambiente era um subproduto natural do uso do calor como
fonte de trabalho. Depois de considerar vários exemplos, ele chegou, através
de um processo de indução a uma lei geral: “É impossível extrair trabalho do
43
calor, sem ao mesmo tempo, descartar algum calor”. Ele, no entanto, não deu
a devida importância a essa nova lei da Natureza, que mais tarde escrita de
forma diferente passou a ser conhecida como a segunda lei da
Termodinâmica. Assim a segunda lei foi descoberta antes da primeira.
Já no século XIX, Julius Robert Mayer (1812-1878), retomando as ideias de
Benjamin Thompsom, apresenta a proposta de conexão onde a ideia de calor estaria
associada a um princípio onde a energia se conservava.
O calor seria na verdade uma forma de energia. A energia não poderia ser
destruída, mas sim, transformada, convertida. “A experiência mostra que o trabalho
pode (por exemplo através do atrito) ser convertido em calor. ” (NUSSENZVEIG, 2002,
p. 168). Mesmo assim, o trabalho de Mayer foi durante muito tempo deixado de lado.
Outra relevante contribuição histórica nas constatações em torno do calor, e
sua relação com trabalho, é atribuída ao físico francês James Prescott Joule (1818-
1889). No período do final da primeira metade do século XIX, realizando um
experimento com a utilização de um recipiente cheio de água e eixo rotativo chegou à
seguinte conclusão: [...] “que o calor não era conservado e devia ser uma forma de
energia. Como a água fora agitada, o calor deveria estar relacionado com a energia
dos movimentos microscópicos das moléculas de água. ” (PIRES, 2008, p. 242).
Ainda por Pires (2008, p. 242):
Em 1843, em uma outra experiência, ele calculou a relação numérica entre
uma dada quantidade de eletricidade e a quantidade de calor produzida por
ela. Em 1845, propôs uma teoria de conservação da energia, mas ninguém
acreditava que ele estivesse certo. Somente quando William Thomson (1824-
1907) (que se tornou mais tarde Lord Kelvin) reconheceu a importância do
trabalho de Joule, é que a ideia de conservação passou a ser aceita.
Finalmente, o Princípio de Conservação da Energia é reconhecido a todos os
fenômenos existentes, graças à sua formulação mais ampla pelo médico alemão
Hermann Von Helmholtz (1821-1894), através da publicação de um artigo sobre
conservação da força na década de 1840. “Em seu livro “Sobre a Conservação de
Energia” (Helmholtz ainda usava a palavra “força” em lugar de “energia”; a energia
cinética era chamada de “força viva”) ” [...]. (NUSSENZVEIG, 2002, p. 169).
4.2.2 Calor – Conceito e Medida
A grande discussão no passado era o de descobrir se o calor poderia ser
entendido, ou não, como uma espécie de fluído. Na verdade, mediante as
contribuições de pesquisas e estudos de vários estudiosos, físicos, químicos, enfim,
foi levado à tona que calor e energia são conceitos associáveis, e, sendo assim,
44
poderia ser definido a ele, o calor propriamente dito, uma medida que o representasse.
“Como o calor é uma forma de energia, pode ser medido em unidades de energia,
como o joule. Entretanto, historicamente, foi adotada uma unidade independente de
quantidade de calor, a caloria, cujo uso persiste até hoje. ” (NUSSENZVEIG, 2002, p.
169, itálico do autor).
Antes, porém, de comentar sobre aspectos relacionados sobre como medir o
calor, é fundamental o conceituarmos. O calor pode ser entendido como o transporte
ou transferência de energia de um sistema para outro, quando há comprovação de
diferenças de temperaturas entre os corpos envolvidos. Fisicamente falando, tal
trânsito de energia só poderá ocorrer de um sistema com maior para outro de menor
temperatura. “O sentido da transferência espontânea de energia é sempre do corpo
que está mais quente para um vizinho mais frio. A energia que é transferida de uma
coisa para outra por causa de uma diferença de temperaturas entre elas é chamada
de calor. ” (HEWITT, 2002, p. 270, grifo do autor).
A quantidade de calor que é transferida de um sistema para outro, na maioria
das obras literárias sobre o conteúdo em questão, é representada pela letra “Q”. A
figura 8 a seguir, apresenta uma série de três divisões de formas distintas de
transferência de calor.
Figura 8 – Transferência de Energia
Fonte: Do autor.
45
Sejam “T S ” (temperatura do sistema) e “T A ” (temperatura do ambiente). Na
primeira parte TS é maior que TA, significa dizer que o transporte de calor está
ocorrendo do sistema (energia interna maior) para o ambiente (energia interna menor),
neste caso o sistema está liberando calor para o meio externo, portanto a quantidade
de calor é menor que zero (Q < 0). Na parte central percebe-se que existe um equilíbrio
térmico entre o sistema e o ambiente externo, ou seja, não se evidencia diferenças de
temperaturas entre os espaços analisados, pois as temperaturas são idênticas (TS =
TA), e, a quantidade de calor é igual a zero (Q = 0). Na parte final o sistema absorve
calor do meio externo (Q > 0), a temperatura do ambiente é maior (TA > TS ou TS < TA).
Outro aspecto fundamental quanto a definição do calor é levar em
consideração que a energia transportada ou transferida de um corpo com maior para
outro de menor temperaturas, é a de que tal mudança pode ocorrer através do trabalho
“W” exercido por uma determinada força. O conceito e calor neste sentido será
compreendido relacionando a energia em trânsito com o trabalho. “Uma vez
transferida, a energia deixa de ser calor. (Como analogia, o trabalho também é energia
em trânsito. Um corpo não contém trabalho. Ele realiza trabalho ou trabalho é
realizado sobre ele.). ” (HEWITT, 2002, p. 270).
O calor, por ser uma forma de energia, pode ser medido em Joules. No
entanto a caloria é outra e considerável unidade de medida bem utilizada na
determinação do quantitativo de calor. Pelo SI (Sistema Internacional de Unidades) o
Joule é reconhecido como unidade fundamental para medir o calor, mas, a caloria se
constitui como àquela, mais utilizada, mundo a fora.
A definição de caloria por Nussenzveig (2002, p. 169, itálico do autor):
A caloria é definida atualmente como a quantidade de calor necessária para
elevar de 14,5ºC a 15,5ºC a temperatura de 1g de água. Para que 1 kg de
água sofra essa mesma elevação de temperatura, é necessário fornecer-lhe
10 3 cal (calorias) = 1 kcal (quilocaloria), pois a quantidade de calor
necessária, se os demais fatores permanecerem os mesmos, é proporcional
à massa da substância.
Importante enfatizar que existe uma relação importante entre as unidades
caloria e joules, já que o calor é entendido como uma forma de energia. “A caloria é
hoje definida como 4,1868 J (exatamente), sem qualquer referência ao aquecimento
da água. ” (HALLIDAY, RESNICK & WALKER, 2009, p. 191). Esse valor foi definido
através do resultado de um experimento realizado por Joule, onde ele conseguiu
descrever que o trabalho mecânico pode ser revertido para calor.
46
Outro fator importantíssimo na determinação da quantidade de calor leva em
consideração a constituição íntima do material, ou seja, se configura como uma
propriedade específica de um corpo que é o calor específico “c”. O calor específico é
uma característica particular da substância que depende do estado de comportamento
de suas partículas e que expressa a quantidade de calor que flui por unidade de massa
e temperatura. “A quantidade de calor necessária para elevar de 1ºC a temperatura
de 1g de uma dada substância chama-se calor específico c dessa substância; c é
medido em cal/gºC. Pela definição de caloria, o calor específico da água entre 14,5ºC
e 15,5ºC é c = 1cal/gºC. ” (NUSSENZVEIG, 2002, p. 169, itálico do autor). No geral, o
calor específico é dado em função da temperatura “T”, com c = c(T).
Sabe-se que a quantidade de calor “Q” necessária no corpo está ligada
diretamente à substância em análise, ou ao material que a constitui e que depende do
calor específico. Além disso, outro componente físico que influencia essa
concentração de calor é a massa “m” do corpo (quanto maior a massa, a evidência de
quantidade acrescida de troca de calor, será evidente para o alcance da mesma
variação de temperatura). Sendo assim, a quantidade de calor dependerá do calor
específico “c”, da massa da substância “m” e da variação da temperatura “ΔT”. Assim,
formando matematicamente a equação 6, a seguir:
Q = cm∆T = cm(T f − T i ) (6)
Onde, “Tf” é temperatura final e “Ti” temperatura inicial. Neste tipo de situação
será definida a chamada capacidade térmica. “[...] onde C = mc chama-se a
capacidade térmica da amostra considerada (mede-se em cal/ºC). Vale lembrar,
aqui, que no SI a unidade considerada para medir a capacidade térmica de um
material ou sistema é J/K. A capacidade térmica de um sistema formado de m1 gramas
de uma substância de calor específico c1, m2 de calor específico c2, etc, ..., é C = m1c1
+ m2c2 + ...” (NUSSENZVEIG, 2002, p. 170, itálico do autor).
Assim, a quantidade de calor, Q, equação (6), pode ser escrita como:
Q = C. ∆T (7)
4.2.3 As Leis da Termodinâmica
A variação de energia interna “ΔU” de um gás depende de agentes externos:
calor “Q” e trabalho “W”. E como obedecem a conservação de energia, logo:
47
∆U = Q − W (8)
Na equação 8, “W” é o trabalho realizado pelo gás ou consumido pelo sistema.
“Lembrar que o calor trocado é positivo quando recebido pelo sistema e é negativo
quando cedido pelo sistema; o trabalho efetivamente realizado pelo sistema é positivo
enquanto o trabalho consumido é negativo. ” (OLIVEIRA, 2005, p. 13).
A Termodinâmica é o ramo da Física que estabelece o estudo sobre as
relações entre trabalho e calor em situações onde podem existir transformações de
energia a níveis macroscópicos. Para melhor compreendê-la é importante conhecer
as Leis da Termodinâmica.
A Primeira Lei da Termodinâmica, enunciada pela equação 8, é uma
aplicação da lei de conservação de energia. Ela diz que a energia interna de um
sistema (gás) é alterada pelo calor e trabalho que atuam neste gás.
Quadro 1 – Casos especiais da Primeira Lei da Termodinâmica
Lei: ΔU = Q – W (Eq. 8)
Processo Causa Resultado
Ciclo ΔU = 0 W = Q
Volume Constante W = 0 ΔU = Q
Adiabático Q = 0 ΔU = - W
Livre Expansão Q = W = 0 ΔU = 0
Fonte: Do autor. Adaptado de Halliday, Resnick & Walker (2009, p. 198)
No processo cíclico seguindo os dizeres de Nussenzveig (2002, p. 182): [...]
“o trabalho produzido pelo sistema num ciclo reversível é igual ao calor que lhe é
fornecido. Este resultado se aplica em particular, às máquinas térmicas, que operam
em ciclos sempre repetidos. ” O sistema não realizará trabalho a volume constante,
neste caso a variação de energia intrínseca será igual à quantidade de calor recebida
ou cedida. Sobre o processo adiabático: “é um processo que ocorre sem que haja
trocas de calor entre o sistema e sua vizinhança, ou seja, Q = 0. ” (NUSSENZVEIG,
2002, p. 183). E, finalmente em expansão livre, tal processo adiabático não realiza
trabalho, isto é, W = 0.
A Segunda Lei da Termodinâmica diz que, em um sistema fechado, durante
um processo irreversível, como uma expansão livre de um gás, a entropia (desordem)
do sistema sempre aumenta, nunca diminui. Sendo o universo um sistema fechado,
48
isso significa que a entropia do universo sempre aumenta. Para qualquer sistema
fechado, vale a equação 9.
Uma das consequências da segunda lei é que o calor não pode fluir livremente
de uma fonte fria para uma quente. Outra é a constatação dos processos irreversíveis,
os quais nunca retornam espontaneamente ao estado inicial (como a expansão livre)
∆S ≥ 0 (9)
A variação de entropia “ΔS” em um sistema fechado é igual a zero (processos
reversíveis) e maior que zero (processos irreversíveis).
Rudolph Clausius, físico alemão (1822-1888), concluiu que a variação de
entropia “ΔS” é o quociente entre “Q” (calor cedido ou recebido) e “T” (temperatura
termodinâmica absoluta), na operação, tendo com unidade no SI, joule por Kelvin
(J/K).
∆S = − |Q|
T
ou ∆S = +
|Q|
T
(10)
A equação 10 apresenta a variação da entropia para um dos elementos de
um sistema. Note que individualmente a entropia pode diminuir, no entanto a equação
9 sempre é válida, pois considera todos os elementos de um sistema fechado.
4.2.4 Calor – Processos de Propagação
Existem três tipos importantes onde pode existir disseminação do calor. São
conhecidos como processos de propagação em que a energia térmica ou interna do
sistema pode ser transmitida. São eles, a condução térmica, a convecção térmica e a
irradiação (ou radiação térmica). O fluxo de calor ocorre, vale lembrar, de acordo com
a segunda lei, sempre da amostra com maior temperatura para àquela com menor
temperatura até o momento em que haja equilíbrio térmico.
Analogamente à ideia da propagação de calor poderia ser levado em conta o
exemplo de um líquido colocado em colunas que se interligam em um único sistema.
Com o passar do tempo o líquido colocado no interior do tubo, nas três faixas de altura
ficaria em equilíbrio, ficando à uma mesma altura, em se tratando do estudo
hidrostático, observado na figura 9 a seguir.
49
Figura 9 – Equilíbrio Hidrostático
Fonte: Kazuhito & Fuke (2016, p. 34)
Analisando um pouco mais a imagem anterior, é possível comparar as alturas
do líquido nos tubos com as ideias de temperatura, equilíbrio térmico e calor. Situação
essa, bem parecida com àquela em que há troca de calor em sistemas onde as
temperaturas são distintas bem ilustrado na figura 10.
Figura 10 – Equilíbrio Térmico
Fonte: Kazuhito & Fuke (2016, p. 34)
A troca de calor ocorre sempre a partir do sistema de maior concentração de
energia interna resultando depois de um determinado período de tempo o equilíbrio
térmico entre os sistemas.
O processo de propagação pelo qual há encontro entre as partículas que
formam a constituição do material modificando seu comportamento térmico é
conhecido como condução térmica. É importante ressaltar que o tempo de duração
da transferência de calor, até o equilíbrio térmico neste processo dependerá da
capacidade do material em conduzir energia térmica, ou seja, sua condutividade
térmica como propriedade específica. Esta característica do material pode ser
representada por meio de uma constante definida pela letra “k”, que varia de material
para material. Quanto maior o valor de “k”, mais facilidade terá o material em conduzir
energia em espaço de tempo menor comparado a outros corpos com condutividade
50
(ou valor de “k”) menor. A equação 11 a seguir apresenta a ideia de taxa de condução
de calor por unidade de tempo.
P cond = Q t = kA T Q−T F
L
(11)
Onde, “Pcond” é taxa de condução por tempo, “t” é o intervalo de tempo de
condução de calor, “A” (área do material), “L” sua espessura, “TQ” e “TF” as
temperaturas quente e fria das fontes e “Q” a quantidade de calor transportada. “Os
metais são excelentes condutores porque os elétrons livres das camadas periféricas
podem propagar energia através de colisões. ” (KAZUHITO & FUKE, 2016, p. 35).
O processo de propagação de energia que ocorre através do trânsito da
matéria é conhecido como convecção térmica. Acontece em meios fluídos, ou seja,
líquidos e gases.
Um exemplo bem típico sobre este tipo de propagação de calor é observado
nas brisas marítimas. A figura 11 ilustra essa demonstração.
Figura 11 – Convecção térmica nas brisas marítimas
contrário.
Fonte: Brasil Escola - <https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conveccao-brisasmaritimas.htm>
Acesso em 20.06.2020
A brisa aponta no sentido mar-terra durante o dia, e à noite ocorre o sentido
De dia, o ar fica mais quente sobre a terra, pois ela se aquece mais
rapidamente do que a água do mar no mesmo intervalo de tempo; quando
esse ar quente sobe, por convecção, o ar menos quente que está sobre o
mar movimenta-se par ocupar o lugar do ar ascendente, formando a brisa
marítima. À noite, o sentido se inverte porque a terra se resfria mais
rapidamente do que o mar, ficando o ar mais quente, por sua vez, sobre o
mar. (KAZUHITO & FUKE, 2016, p. 36).
O processo de transmissão de calor por meio de irradiação ou radiação
térmica, ocorre por meio de ondas eletromagnéticas (luz visível ou radiação
51
infravermelha pelo vácuo). “A radiação térmica é emitida por um corpo aquecido, e,
ao ser absorvida por outro corpo, pode aquecê-lo, convertendo-se em calor. ”
(NUSSENZVEIG, 2002, p. 171). Um exemplo bem típico de radiação térmica se trata
do calor que é transmitido pelo Sol (fonte de irradiação).
A quantidade de emissão da radiação térmica de um corpo negro (corpo que
absorve radiações hipoteticamente) foi definida por Joseph Stefan (1835-1893) e
Ludwing Boltzman (1844-1906). A equação 12 apresenta uma expressão que
caracteriza a Lei Stefan-Boltzmann utilizada para descobrir o poder emissor de um
corpo.
P rad = σεAT 4 (12)
Na equação, “Prad” corresponde à taxa de emissão de radiação
eletromagnética, “σ” é a constante de Stefan-Boltzmann (σ ≈ 5,67. 10 -8 W/m 2 .K 4 , no
SI), “A” é a área do objeto e “T” a temperatura referente à superfície do corpo. Uma
atenção especial para “Ɛ”, conhecido como a emissividade do objeto (com valor entre
0 e 1).
Conceitos de Termologia como o processo de transmissão de calor por
irradiação, em especial por meio da Lei Stefan-Boltzman, equilíbrio térmico e
temperatura ajudam a compreender o fenômeno do Efeito Estufa, vital para a Terra.
A começar, é fundamental citar os fenômenos físicos que determinam a temperatura
média terrestre: a energia que vem do Sol, a energia que é emitida pelo planeta e a
fração da energia que é absorvida pela atmosfera por causa do Efeito Estufa. A fonte
quente, no caso o Sol, emite energia com comprimento de onda em luz visível para o
planeta. Parte dessa energia é absorvida pela superfície terrestre, e outra parte é
refletida com comprimento de onda no infravermelho. A energia emitida por irradiação
no infravermelho é absorvida na atmosfera por algumas moléculas, dentre elas, H2O
(água), CO2 (gás carbônico), CH4 (metano) e N2O (óxido nitroso). A emissão constante
desses gases na atmosfera vem estimulando o aumento do Efeito Estufa provocando
o fenômeno do Aquecimento Global na Terra que será discutido na próxima seção.
4.3 Aquecimento Global
Valendo-se de conceitos importantes das Ciências da Natureza e suas
Tecnologias no Componente Curricular de Física, dentro do ramo da Termologia,
acredita-se que a aprendizagem nos alunos sobre o problema aquecimento global do
52
planeta, possa ocorrer de forma mais transparente, espontânea e eficaz. Ou seja, a
Física possibilita e dá condições ao educando uma visão mais amplificada sobre o
assunto, apresentando desde aspectos evolutivos e atuais até possíveis previsões
sobre o problema, que infelizmente não são nada animadoras.
Neste contexto, propor aos estudantes uma didática que atenda as
expectativas dos mesmos, na visão do autor deste trabalho, é imprescindível.
Apresentar contextos que explorem o assunto de tal forma que os alunos estejam
motivados e engajados de forma participativa, emitindo opiniões corriqueiramente
durante o processo construtivo da proposta de trabalho.
Retomando a discussão sobre o problema do aumento da temperatura da
Terra, é preponderante situar para o leitor que as muitas variações climáticas
(derretimento das geleiras nos polos, mudança quanto ao ciclo global da água,
variações nos níveis dos oceanos, etc.) vem provocando ao longo dos anos mudanças
nos ecossistemas, afetando suas biodiversidades, sejam vegetais ou animais. Para
apresentar e avaliar as mudanças climáticas no mundo, o Programa das Nações
Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) e a Organização Meteorológica Mundial
(OMM), criaram em 1988, o IPCC, siga em inglês – Painel Intergovernamental de
Mudanças Climáticas, que [...] “objetiva reunir, analisar e avaliar informações
socioeconômicas e científicas produzidas no mundo para compreensão das
mudanças climáticas e seus potenciais impactos ambientais e socioeconômicos. ”
(JACOBI et al., 2015, p. 10). O IPCC se constitui como uma base de análise para
centenas de países no mundo. Seus relatórios, com finalidades, apenas, de exposição
da situação global no mundo quanto às mudanças climáticas, servem de referência
para políticas públicas e acordos internacionais da ONU – Organização das Nações
Unidas. O IPCC é dividido por três grupos de trabalho e uma força tarefa. Os grupos
de trabalho são assim distribuídos: grupo I - trabalha com a Ciência Física das
Mudanças Climáticas; grupo II - fala sobre os Impactos Ambientais causados pelas
Mudanças Climáticas; e, grupo III - aborda o aliviamento ou mitigação das Mudanças
Climáticas. A Força Tarefa, por sua vez, desenvolve e apresenta estudos sobre as
emissões e remoções dos GEE - Gases do Efeito Estufa, na atmosfera da Terra.
O relatório do IPCC de 2018, sobre Mudanças Climáticas, aponta para um
aquecimento global acima dos limites da época pré-industrial de 1,5ºC.
53
A figura 12 a seguir apresenta a mudança de temperatura observada em
relação ao período pré-industrial de 1850 a 1900. Percebe-se um aumento médio
considerável da temperatura na superfície terrestre e no global terra-oceano.
Figura 12 - MUDANÇA na TEMPERATURA rel. a 1850-1900 (° C)
Fonte: IPCC, 2018, p. 6
Tal relatório surgiu após o IPCC aceitar o convite para a sua elaboração
mediante Decisão da 21ª Conferência do Quadro das Nações Unidas sobre Mudança
do Clima com adoção do Acordo de Paris em 2015.
Estima-se que as atividades humanas tenham causado cerca de 1,0°C de
aquecimento global acima dos níveis pré-industriais, com uma variação
provável de 0,8°C a 1,2°C. É provável que o aquecimento global atinja 1,5°C
entre 2030 e 2052, caso continue a aumentar no ritmo atual. (alta confiança).
(IPCC, 2018, p 7, itálico do autor).
Segundo o IPCC (2017, p.7, itálico do autor) na década 2006-2015, a
temperatura média global observada na superfície foi de 0,87ºC (provavelmente entre
0,75ºC e 0,99ºC) mais alta que a média registrada no período 1850-1900 (confiança
muito alta).
A ciência diz que se trata de uma problemática mundial e compete à
sociedade, na qual a escola está inserida, desenvolver propostas curriculares que
atendam a necessidade de propor aos estudantes uma educação socioambiental
contextualizada, levando-se em consideração as diretrizes legais educacionais do
território nacional.
“O aquecimento causado por emissões antrópicas desde o período préindustrial
até o presente persistirá por séculos e milênios, e continuará causando
54
mudanças a longo prazo no sistema climático” [...]. (IPCC, 2018, p. 8). Mudanças estas
já evidenciadas como por exemplo o derretimento de gigantescas geleiras na
Antártida.
Em relação aos riscos para a humanidade na Terra o relatório do IPCC (2018,
p. 8, itálico do autor) diz:
Riscos associados ao clima para os sistemas natural e humano são maiores
para o aquecimento global de 1,5°C que para o atual, mas ainda menores
que para 2°C (alta confiança). Esses riscos dependem da magnitude e ritmo
do aquecimento, localização geográfica, níveis de desenvolvimento e
vulnerabilidade e de escolhas e da implementação de opções de adaptação
e mitigação (alta confiança).
Sobre a biodiversidade e os ecossistemas no planeta o relatório IPCC (2018,
p. 11), expõe: “Projeta-se que, em terra, os impactos sobre a biodiversidade e
ecossistemas, incluindo perda e extinção de espécies, sejam menores com o
aquecimento global de 1,5°C do que com o de 2°C.”
As mudanças climáticas são a justificativa do aumento da temperatura na
Terra com o passar dos anos, em especial a partir do período da revolução industrial
afetando a vida animal e vegetal, provocando a extinção de várias espécies.
Por conclusão prévia, nesta secção em específico destinada ao assunto que
trata a ciência do Aquecimento Global, enquanto professores, temos um papel
importante, que é o de propor um ensino contextualizado com temáticas que, não só
contribuam para o intelecto do estudante, mas, que possam ir além disso,
desenvolvendo seu espírito questionador e transformador de uma sociedade fazendo
do conhecimento adquirido na escola, uma ferramenta social conquistada nos
confrontos discursivos no processo de ensino e aprendizagem em sala de aula. “Para
tal, entretanto, devem ser criados espaços que garantam o diálogo e a reflexão e que
favoreçam a sensibilização para com os problemas, a co-responsabilização e o
desenvolvimento de uma postura crítica e proativa. ” (JACOBI, 2015, p.14). A escola
pode e deve ser encarada como um espaço de diálogo e reflexão sobre o fenômeno
do Aquecimento Global, onde entenderão que tal problema se deve muito a ação
antrópica na Terra.
No próximo capítulo, que aborda a metodologia do produto educacional
aplicado dentro de uma sequência de ensino, o problema explorado nesta secção,
será debatido com as partes envolvidas no processo educativo, seguindo a linha
discursiva professor-aluno e aluno-aluno.
55
4.3.1 As Mudanças Climáticas e a Biodiversidade
As Mudanças Climáticas estimulam mudanças nas biodiversidades animal e
vegetal no planeta Terra, provocando alterações que podem atingir até a extinção de
vida das inúmeras espécies terrestres existentes. “As mudanças climáticas induzidas
pelo homem podem resultar em alterações na distribuição e extinção das espécies,
principalmente em ecossistemas vulneráveis e fragmentados.” (NOBRE &
MARENGO, 2017, p. 190).
Vários fenômenos naturais evidenciam as mudanças climáticas provocadas
devido ao aquecimento global do planeta: o derretimento de gelo em áreas como a do
Ártico, provocando o aumento no volume das águas no oceano, resultando a sua
elevação e colocando em risco a vida em localidades litorâneas baixas; surgimento
de tempestades, furacões e tufões; irregularidade quanto à temperatura e
precipitações no planeta. Isso compromete o habitat da vida animal e vegetal na Terra.
Em adição às mudanças climáticas, alterações de ambientes com alta
diversidade biológica em ecossistemas manejados com um número reduzido
de espécies por ação humana também afetam funções ecológicas e serviços
ecossistêmicos associados. Reduções na biodiversidade podem alterar tanto
a magnitude quanto a estabilidade dos processos naturais nos ecossistemas.
Essas alterações afetam diretamente a produtividade das plantas, fertilidade
do solo, qualidade da água, química atmosférica, entre outros condicionantes
ambientais. (Nobre & Marengo, 2017, p. 190).
Os ecossistemas terrestres sofrerão com as mudanças climáticas, pois parte
considerável da biodiversidade ameaçada exerce um papel importante quanto à tarefe
ecológica que desenvolvem nesses espaços onde os seres animal e vegetal se
interacionam com o meio ambiente característico em que vivem.
4.3.2 Os gases do Efeito Estufa
Os GEE, gases do efeito estufa, têm papel fundamental na regulação da
temperatura terrestre através do Efeito Estufa que contribui para com o equilíbrio
energético global. No entanto, especialmente logo após o período pré-industrial a
emissão de GEE na atmosfera vem se intensificando provocando o aquecimento
global terrestre.
O principal gás de efeito estufa na atmosfera é o CO2, gás carbônico, com
maior concentração emitida na atmosfera.
O gás carbônico (CO2) constitui o principal gás de efeito estufa, contribuindo
com mais de 84% na forçante radiativa na última década. A concentração
56
média global de CO2 teve um crescimento desde a era pré-industrial de 278
partes por milhão em volume (ppmv) para os 393 ppmv observados em 2012,
representando um crescimento de 41%, o qual deve-se principalmente à
queima de combustíveis fósseis, seguida pela queima de biomassa. (Nobre
& Marengo, 2017, p. 190).
Além do CO2, o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O) se destacam como
outros gases que contribuem para o aumento do efeito estufa. Os clorofluorcabonetos
(CFC) e o ozônio (O3), também fazem parte dessa lista.
O vapor d'água presente na atmosfera também absorve parte da radiação
emanada pela Terra e é um dos maiores contribuintes para o aquecimento
natural. Apesar de não ser produzido em quantidade significativa nas
atividades humanas, considera-se que, com o aquecimento global, haverá
mais evaporação da água e, por conseguinte, um aumento de sua
participação no aumento do efeito estufa. (Souto, 2018)
As ações antrópicas provocadas por atividades humanas ao longo dos anos
vêm estimulando a presença de gases de efeito estufa no meio atmosférico. Como
exemplo, a utilização de combustíveis fósseis com alta demanda no setor energético
e a devastação das matas através das queimadas e derrubadas das árvores em
florestas e ecossistemas naturais reduzindo a capacidade de absorção do gás
carbônico por parte desses ambientes.
57
Capítulo 5 Metodologia
5.1 Espaço Educacional – Histórico e Caracterização
O produto educacional foi aplicado no Centro Territorial de Educação
Profissional (CETEP) do Sertão do São Francisco II Antônio Conselheiro, localizado
na Avenida João Borges de Sá, S/N, na cidade de Uauá BA, dentro do Território do
Sertão do São Francisco. A cidade de Uauá BA, segundo dados estimados para o
ano de 2019, através do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), tem uma
população de 24 240 habitantes, com densidade demográfica de 8 hab./Km 2 . A cidade
sempre muito conhecida culturalmente pela tradicional festa de São João, padroeiro
da cidade, também é carinhosamente reconhecida como a “Capital do Bode”, pela
fama de ter uma carne caprina saborosa. A caprinovinocultura e a agricultura se
configuram como principais atividades econômicas e, nos últimos anos, por projetos
implementados pelo IRPAA (Instituto Regional da Pequena Agropecuária Apropriada)
e Coopercuc (Cooperativa de Agropecuária Familiar de Canudos, Uauá e Curaçá)
vem ajudando várias famílias no município com o beneficiamento de frutas (umbu,
maracujá, manga, etc.). 7 As figuras 13 e 14 apresentam o centro e a localização.
Figura 13 – CETEP Sertão do São Francisco II Antônio Conselheiro
Fonte: Do autor.
______________________
7
Histórico e Caracterização – Dados fornecidos pelo Projeto Político Pedagógico do colégio e Trabalho
de Conclusão de Curso Especialização em Gestão Escolar 2013 UFBA (Universidade Federal da
Bahia) – Reformulação do Projeto Político Pedagógico do CETEP Sertão do São Francisco II Antônio
Conselheiro (Autor: Ezio dos Santos Dantas da Conceição)
58
Figura 14 – Localização do Centro Educacional
Fonte: Google Maps
Ainda falando sobre o colégio, seu primeiro nome, Colégio Estadual Antônio
Conselheiro, foi atribuído em homenagem a grande personalidade Antônio
Conselheiro, vulto histórico. Foi criado em 1987, no governo do Dr. Valdir Pires, sendo
Secretária da Educação, a professora Maria Augusta Rosa Rocha e a
Superintendente Regional da antiga DIREC-15 (Diretoria Regional de Educação e
Cultura 15, Juazeiro-BA), a professora Maria Valdecy Aquino. Inicialmente, a
instituição atendeu a aproximadamente 500 alunos nas antigas modalidades da
Educação Básica, 1º grau (5ª a 8ª séries) e 2º grau (magistério), nos turnos matutino,
vespertino e noturno. A partir de 1988, a entidade educacional deixa de atender a
alunos de magistério, por extinção do curso, por ordem da secretaria de educação do
Estado na época, e passa a atender aos níveis: ensino fundamental (5ª a 8ª séries) e
ensino médio. Já em 2005, além de atender ao EJA (Educação de Jovens e Adultos)
I e II, e Tempo de Aprender, passa a ofertar cursos técnicos de Enfermagem e
Agropecuária, nas modalidades de Ensino Profissional Integrado ao Ensino Médio -
EPI, Subsequente ao Ensino Médio / Pós Médio - PROSUB e o Programa Nacional
de Integração da Educação Profissional com a Educação Básica na Modalidade de
Educação de Jovens e Adultos - PROEJA.
Em outubro de 2012 o até então Colégio Estadual Antônio Conselheiro se
transforma em CETEP Sertão do São Francisco II Antônio Conselheiro, ofertando,
59
exclusivamente, a partir do início de 2013, EPI (cursos de Nutrição Dietética e
Informática), PROEJA (curso de Agronegócio) e PROSUB (curso de Segurança do
Trabalho). Além dos citados, o centro educacional também passa a ofertar, neste
mesmo ano, o PRONATEC (Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e
Emprego) com os cursos Agente de Endemias e Produtor de Frutas e Hortaliças por
Secagem e Desidratação. No ano de 2015 o centro educacional também passa a
ofertar o Projovem Rural Saberes da Terra (modalidade voltada para a formação de
jovens com faixa etária de 18 a 29 anos no ensino fundamental com qualificação
profissional), com o curso Produtor Rural, atendendo as comunidades de Poço de
Fora – Curaçá BA e São Paulinho – Uauá BA.
Importante ressaltar que, por ser um centro de educação profissional
territorial, a matrícula se estende para estudantes de outros municípios vizinhos
(Curaçá e Canudos, por exemplo).
Em 2019, segundo o portal Transparência na Escola da Secretaria de
Educação do Estado da Bahia, o centro educacional estava com 757 alunos
matriculados distribuídos em três turnos de funcionamento (manhã, tarde e noite) em
cursos, modalidades de ensino e eixos tecnológicos distribuídos no quadro 2 a seguir.
Quadro 2 – Cursos, modalidades de ensino e eixos tecnológicos.
Curso Modalidade de Ensino Turno de
Eixo Tecnológico
funcionamento
Informática EPI (3 anos) Manhã e tarde Informação e Comunicação
Administração EPI (3 anos) Manhã e tarde Gestão e Negócios
Agropecuária EPI (3 anos) Manhã e tarde Recursos Naturais
Agroecologia EPI (3 anos) Manhã e tarde Recursos Naturais
Nutrição Dietética EPI (3 anos) Manhã e tarde Ambiente e Saúde
Informática PROEJA (2 anos e meio) Noite Informação e Comunicação
Administração PROEJA (2 anos e meio) Noite Gestão e Negócios
Agroecologia PROEJA (2 anos e meio) Tarde e noite Recursos Naturais
Enfermagem PROEJA (2 anos e meio) Noite Ambiente e Saúde
Agente de Saúde PROEJA (2 anos e meio) Noite Ambiente e Saúde
Logística PROEJA (2 anos e meio) Noite Gestão e Negócios
Rede de
PROSUB Noite Informação e Comunicação
Computadores
Fonte: Do autor.
O produto educacional foi aplicado em 2019, com estudantes de duas turmas
do 2º Ano Técnico em Informática na modalidade EPI no CETEP Sertão do São
Francisco II Antônio Conselheiro totalizando, inicialmente, 46 estudantes. Em virtude
da transferência de alguns alunos (para outro turno de funcionamento ou outro
colégio), ao término da aplicação da sequência educativo o quantitativo de alunos que
finalizaram o trabalho era de 39. Sobre as aulas de Física, seguindo a Matriz Curricular
60
do curso de Informática na modalidade EPI, as mesmas aconteciam semanalmente
com duração de 2 horas-aula (cada hora aula com 50min de duração).
A seguir, nas próximas secções, serão abordados as etapas e o
desenvolvimento da pesquisa, a sequência de ensino dialogada. Antes, porém, será
destinado um espaço para a exposição do Projeto e-Nova da Secretaria de Educação
do Estado da Bahia que possibilitou aos educadores daquele estado a utilização de
uma suíte de aplicativos educacionais para utilização pedagógica em contexto
tecnológico facilitando e melhorando a comunicação entre professor e aluno.
Instrumentos educacionais estes que foram utilizados no trabalho para a construção
da Unidade de Ensino Potencialmente Significativa para o estudo da Termometria,
Calorimetria e Aquecimento Global.
5.2 O Projeto e-Nova Educação
O projeto e-Nova Educação foi criado em fevereiro de 2017 mediante a uma
parceria entre governo do estado da Bahia e o Google. Neste mesmo ano ocorreu o
que se chamou de fase piloto, com a participação de professores e estudantes de
algumas escolas daquela rede pública de ensino, com encontros presenciais e à
distância. Os professores que participaram desta fase, cerca de 800, receberam
certificação que foi emitida pelo Instituto Paramitas, um dos integrantes parceiros do
Google para o trabalho de capacitação de educadores quanto à utilização de
ferramentas de uso pedagógico que compõem o G Suíte para Educação, um conjunto
de aplicativos educacionais.
O objetivo geral do Projeto e-Nova Educação é o de contextualizar o ensino
utilizando tecnologias digitais, permitindo que professor e aluno interajam de forma
mais corriqueira e constante na promoção do debate educativo.
Em 2018, o projeto proporcionou para os professores do quadro efetivo da
rede estadual de educação do estado da Bahia uma formação visando a
aprendizagem quanto à utilização das ferramentas educacionais do G Suíte para
Educação. O curso foi ofertado através de parceria entre o Instituto Paramitas e a
UFBA (Universidade Federal do Estado da Bahia) em AVA (Ambiente Virtual de
Aprendizagem) para os educadores, distribuídos em dois módulos (I e II) com o tema
“Uso Pedagógico de Tecnologias Educacionais e-Nova Educação”. A carga horária
total do curso, nos dois módulos, foi de 120 horas (60 horas para cada um). No
primeiro módulo foi explorado como temática as TDIC (Tecnologias Digitais da
61
Informação e Comunicação) distribuídas em dois grupos na apropriação de algumas
ferramentas do Google para Educação: Grupo A - Comunicação e Gestão; e, grupo B
- Ferramentas de Produção. No módulo II foi explorado a aplicação das tecnologias
digitais em sala de aula com a utilização de ferramentas do Google para Educação
dentro do contexto temático Comunicação e Sala de Aula. Neste último módulo, os
educadores que participaram do curso tiveram a oportunidade de conhecer, além dos
aplicativos G Suíte para Educação do Google, a plataforma educacional Khan
Academy 8 .
Além disso, ainda como uma das etapas do projeto, os professores e
estudantes da rede receberam e-mails institucionais, respectivamente, nos formatos
fulanodetal@enova.educacao.ba.gov.br e beltran@aluno.enova.educacao.ba.gov.br.
Vale destacar que no território nacional, outras regiões, através das suas
secretarias de educação, vêm proporcionando aos seus educadores e educandos a
possibilidade de trabalharem com as ferramentas educacionais distribuídas em
aplicativos no G Suíte para Educação. A título de exemplo, a seguir, é ilustrada a
história do município Cordeirópolis-SP, que passou a utilizar em seu sistema de
ensino as tecnologias do Google para Educação. Tal história é mencionada em uma
campanha denominada “Inovar para Mim", que expõe acontecimentos inovadores na
educação local dos municípios, através da exploração dos recursos educacionais do
G Suíte e, também, com a utilização de Chromebooks, com uma quantidade menor
de recursos do que um Notebook possuindo sistema operacional Chrome OS que
funciona mediante ativação através de conta gmail, como forma de implementar a
pedagogia de maneira contextualizada e tecnológica.
Em Cordeirópolis, município no interior de São Paulo com 25 000 habitantes,
desde 2018 os professores da rede de ensino desta localidade utilizam as tecnologias
digitais do G Suíte. Vale expor que estes professores receberam capacitação para
apropriação destes recursos educacionais. O principal desafio da localidade citada:
“As escolas de Cordeirópolis tinham uma estrutura padrão com um único laboratório
de informática, um professor responsável e equipamento obsoletos. ” (GOOGLE
BRASIL, 2019, p. 1).
______________________
8
Khan Academy – plataforma de ensino interativa integrada às ferramentas do Google para Educação.
62
E complementa: “O desafio estava em como envolver o professor neste
processo, motivando-o a transformar sua realidade e a de seus alunos. ” (GOOGLE
BRASIL, 2019, p. 1). Como principal benefício é citada a aproximação com os alunos,
sendo estes protagonistas do processo ensino e aprendizagem. “Os professores
reconhecem que o uso da tecnologia permitiu que as aulas ganhassem vida nova.
Contribuiu também para a reorganização das informações em um molde novo [...]”.
(GOOGLE BRASIL, 2019, p. 3). Outro importante e relevante resultado é citado a
seguir por Google Brasil (2019, p. 3): “O professor recebe devolutivas constantes e é
sempre estimulado a cada vez mais explorar novas maneiras de usar as ferramentas
a seu favor e a favor do aluno. ”
Na seção a seguir será tratado o desenvolvimento metodológico do produto
educacional organizado em uma sequência de ensino dialogada, se valendo dos
recursos digitais do G Suíte para Educação e da plataforma Khan Academy, levandose
em consideração as diretrizes curriculares legais do ensino de Física, as teorias de
aprendizagem e os conteúdos apresentados e discutidos nesta dissertação.
5.3 Desenvolvimento / Metodologia - Produto Educacional
O produto educacional aqui explicado mediante sua metodologia e dinâmica
de aplicação foi criado para desenvolver o ensino de assuntos ligados à Termologia
(Termometria e Calorimetria) e Aquecimento Global. Foi construída uma unidade de
ensino com a utilização de recursos digitais do G Suíte para Educação em uma
sequência de aprendizagem de 17 horas-aula. Observação: foram utilizadas,
anteriormente à sequência de ensino, 3 horas-aula para a criação das salas de aula
virtuais de ensino. O trabalho foi realizado no período de março a novembro de 2019,
em duas turmas do 2º ano Técnico em Informática, na modalidade EPI, no CETEP
Sertão do São Francisco II Antônio Conselheiro, cidade de Uauá BA.
A seguir é apresentada no Quadro 3, a descrição, em resumo, das fases do
trabalho proposto.
Quadro 3 – Sequência de Aprendizagem / Produto Educacional
Sequência de Ensino - Termometria, Calorimetria e Aquecimento global.
Fases Fases descritivas Aulas
Investigação –
Aquecimento Global
* Investigando os conhecimentos prévios dos
estudantes – Google Formulários
1 aula
63
Aulas teóricas e
expositivas I –
Termometria.
Aulas teóricas e
expositivas II –
Calorimetria.
Aulas com estudos
dirigidos I –
Aquecimento Global.
Aulas com estudos
dirigidos II –
Aquecimento Global.
Aulas Expositivas –
Cinema
Documentário.
Aula Prática –
Atividade
Experimental.
Questionários
Avaliativos.
* Aulas teóricas com intervenção de exercícios
sobre o estudo da Termometria (conceitos
básicos, escalas termométricas e
conversões) no Google Sala de Aula e
Khan Academy.
* Aulas teóricas com intervenção de exercícios
sobre o estudo da Calorimetria (conceitos
básicos, equilíbrio térmico e processos de
propagação de calor) no Google Sala de
Aula.
* Aulas dirigidas sobre os textos: 1. Como a
Mudança Climática afeta a Biodiversidade?
2. Efeito Estufa. Utilização da Khan
Academy.
* Estudo dirigido sobre o texto: Questões
Ambientais Internacionais – Aquecimento
Global. Utilização da Khan Academy.
* Aula expositiva sobre o Filme
Documentário “Seremos História? ”
Conferência Professor-Aluno com Google
Meet.
* Aula prática de atividade experimental que
ilustra a capacidade de o gás carbônico
absorver calor – Efeito Estufa e Aquecimento
Global. Roteiro no Google Sala de Aula.
* Aplicação de questionários avaliativos
para detectar a aprendizagem dos estudantes
com a utilização do Google Formulários.
TOTAL DE AULAS
Fonte: Do autor.
3 aulas
4 aulas
2 aulas
2 aulas
2 aulas
2 aulas
1 aula
17 aulas
O primeiro passo foi o de criar dois ambientes de ensino virtuais do
Componente Curricular Física no Google Sala de Aula para as turmas (A e B) de 2º
anos do Curso Técnico de Informática na modalidade de ensino EPI que participaram
da aplicação do produto educacional. O passo a passo da formação do espaço
mencionado encontra-se no Apêndice A que corresponde ao manual descritivo do
produto educacional apresentado nesta dissertação.
As Salas de Aulas Virtuais (no caso, duas), foram criadas para o educador
gerenciar os trabalhos propostos com os estudantes. Neste primeiro momento com
duração de 1 (uma) hora aula o professor apresenta aos seus discentes os
mecanismos de utilização desta ferramenta de tecnologia digital realizando a
apresentação deste ambiente educacional virtual de Física no Google Sala de Aula.
A figura 15 apresenta o ambiente de aula do Componente Curricular Física
criado no Google Sala de Aula. A participação dos estudantes no ambiente estará
64
condicionada à sua inserção no ambiente virtual pelo educador através de uma conta
Gmail comum ou institucional (desde que a secretaria de educação do município tenha
alguma parceria com o Google para Educação).
Figura 15 – Google Sala de Aula Física 2ª Ano Técnico em Informática
Fonte: Do autor.
No caso da Secretaria de Educação do Estado da Bahia, todos os estudantes
matriculados nesta rede de ensino receberam uma conta Gmail institucional
(“fulanodetal@aluno.enova.educacao.ba.gov.br”) para a utilização dos vários
recursos e/ou aplicativos com tecnologias educacionais do G Suíte para Educação.
Os professores também receberam contas Gmail institucional
(“beltranodetal@enova.educacao.ba.gov.br”). Observação: antes, porém, da inserção
dos envolvidos no Google Sala de Aula, através de suas contas Gmail, será
necessário a realização da liberação do cadastro com criação de senha particular para
cada um dos participantes.
Vale também ressaltar que a participação e utilização dos recursos do Google
para Educação pode ocorrer com a utilização de Desktop, Notebook, Aparelho Celular
Smartphone e Chromebook (este último faz parte de parceira secretaria de educação
– Google para Educação, figura 16).
65
Figura 16 – Chromebook
Fonte: Do autor.
Ainda nesta parte inicial do trabalho proposto, utilizando mais 1 (uma) hora
aula, os estudantes serão convidados a participarem do Google Chat, um aplicativo
que faz parte do G Suíte para Educação com finalidades de maior comunicação e
interação professor-aluno e aluno-aluno. Os pais (e/ou responsáveis) dos estudantes,
caso queiram, também podem participar dos diálogos educativos por meio deste
aplicativo. O Google Chat é bem útil, pois age como um importante veículo contínuo
de informações para os estudantes, além de fortalecer o intercâmbio educativo, em
especial, fora do ambiente físico de sala de aula. Neste ambiente o professor poderá
tirar dúvidas dos alunos e informar aos mesmos sobre uma nova tarefa atribuída no
Google Sala de Aula ou na plataforma Khan Academy.
Dando continuidade é o momento de criar as Salas de Aulas Virtuais de Física
na plataforma educacional Khan Academy. Trata-se de um espaço interativo de
ensino enriquecedor que disponibiliza para professores e estudantes uma variedade
dinâmica de conteúdos nas mais diversas áreas do conhecimento com disponibilidade
de vídeo-aulas, mini artigos, questões de pensamento crítico, sequência de
exercícios, etc.
As turmas já criadas no Google Sala de Aula podem ser importadas para a
plataforma de ensino Khan Academy sem a necessidade de cadastrar um a um cada
estudante. Uma vantagem muito significativa, pois ambos os espaços de objetivos
educativos se interagem, estão alinhados e podem atuar juntos. Com esta facilidade
66
durante o transcorrer de 1 (uma) hora aula o professor apresenta aos seus discentes
este novo ambiente de ensino e aprendizagem que será utilizado como uma das
ferramentas educacionais no processo de construção do conhecimento científico no
campo da Física. A seguir são apresentados todos os passos da aplicação do produto
educacional.
5.4 Produto Educacional – Aplicação
5.4.1 Investigação - Aquecimento Global
Depois de definidas as turmas nos ambientes virtuais educacionais Google
Sala de Aula e plataforma Khan Academy, além da efetivação do cadastro das contas
Gmail dos estudantes, o momento, a partir daqui, é o de desfrutar de toda a gama de
recursos disponíveis nestes ambientes com o propósito de estudar a Termologia (calor
e temperatura), para o possível entendimento científico do aquecimento global.
Sugeriu-se, então, no transcorrer de 1 (uma) hora aula, que os estudantes
respondessem um questionário para detectar seus conhecimentos prévios a respeito
do fenômeno Aquecimento Global, utilizando como instrumento o Google Formulários
que integra o conjunto de aplicativos do G Suíte para Educação. Este recurso
possibilita ao educador a formação de formulários/questionários, com o propósito de
receber os resultados de forma automática com possibilidade de amostragem através
da interpretação de gráficos, de forma individual ou grupal. O passo a passo sobre a
utilização deste recurso encontra-se no apêndice A desta dissertação.
A intencionalidade, além de procurar saber um pouco mais sobre o que
conheciam deste conteúdo, era o de perceber se os estudantes gostariam de estudar
este assunto, se acreditavam que era relevante desenvolver diálogos educativos
dentro deste contexto.
Para a realização desta aula os estudantes utilizaram os Chromebooks em
sala de aula. Eles receberam, cada um, o questionário encaminhado pelo professor
na conta Gmail (a conta institucional e-Nova) pessoal conforme apresentado na figura
17, a seguir.
67
Figura 17– Investigação Aquecimento Global Google Formulários
Fonte: Do autor.
O questionário aplicado está em apêndice (B) nesta dissertação.
As discussões sobre esse questionário estão no Capítulo seguinte.
5.4.2 Aulas Teóricas e Expositivas I – Termometria
Nesta fase de aplicação do produto educacional serão debatidos em sala de
aula (e fora dela), assuntos ligados à Termometria, no intuito de conceituar
temperatura e calor, além de apresentar aos estudantes as formas pela qual a
temperatura pode ser medida, conhecendo as escalas termométricas (em especial
àquelas consideradas nos dias de hoje) e desenvolvendo aplicações sobre
conversões entre as citadas. Foram planejadas 3 (três) horas aulas para o progresso
desta etapa de processo ensino-aprendizagem. Vale ressaltar que é destacado neste
estudo a relevância histórica do conteúdo apresentado para os estudantes.
Na primeira hora aula inicial dentro desta etapa de trabalho foi proposto aos
estudantes a leitura do artigo “Calor e Temperatura”, situado na plataforma de ensino
Khan Academy que foi compartilhado na Sala de Aula Virtual Google Física dos
estudantes. O artigo encontra-se presente no endereço eletrônico
<https://bit.ly/2ZcUS1c>. O artigo aborda os conceitos de temperatura, calor e
equilíbrio térmico, além de explorar contextos históricos sobres estas temáticas.
68
Importante passar para os educadores que, de forma antecipada, o professor
deverá postar na Sala de Aula Google Física das turmas, esta proposta de leitura –
as orientações estão presentes no manual descritivo do produto educacional. Após
leitura e discussão compartilhada professor-aluno e aluno-aluno em sala de aula, o
professor, ao término desta aula, comunica aos seus estudantes que será
encaminhada para tarefa de casa, atividade proposta sobre o artigo trabalhado em
sala de aula.
A figura 18 corresponde a um trecho introdutório que aborda o tema “Calor e
Temperatura” na Khan Academy. Observe que há possibilidade de integração com o
Google Sala de Aula. O retorno quanto às respostas obtidas dos estudantes, foi
colhido via ambiente virtual em prazo estabelecido pelo professor.
Figura 18– Calor e Temperatura. Plataforma Khan Academy
Fonte: <https://bit.ly/2ZcUS1c>
Dando continuidade, o passo a seguir, nas próximas 2 (duas) horas aulas
sugeridas, é o de explicar para os estudantes as definições sobre temperatura, calor,
o princípio zero da termodinâmica, termômetros, escalas termométricas e conversões
entre as mesmas. Nesta parte de aplicação do produto educacional o educador se
compromete, através de explanação oral compartilhada com estudantes, a explicar o
conteúdo proposto, além de desenvolver em sala de aula a prática de exercícios,
levando em conta, a título de sugestão, a obra didática de Física (livro didático) que é
adotada no colégio onde atua com professor. Os problemas e exercícios propostos
69
para a realização desta fase do trabalho foram extraídos do Livro Física para o Ensino
Médio, Volume 2, Termologia-Óptica-ondulatória, de 2016, com autoria de Kazuhito
Yamamoto e Luiz Felipe Fuke, 4ª edição, São Paulo.
Para abrir esta parte do trabalho foi sugerido para os estudantes um vídeo em
formato de animação, extraído do canal do YouTube denominado “O incrível Pontinho
Azul”, com o tema “Escalas Termométricas: diferentes formas de medir a
temperatura”, de pouco mais de dois minutos, que foi colocado como material na Sala
de Aula Google Física para os estudantes assistirem. Uma forma de motiva-los quanto
aos próximos estudos que se aproximavam.
A figura 19 esboça imagem de trecho do vídeo animação que fala sobre
temperatura e escalas termométricas.
Figura 19– Escalas Termométricas-diferentes formas de medir a temperatura
Fonte: <https://bit.ly/3251sJ5>
Todos os vídeos que foram utilizados para a aplicação deste produto
educacional encontram-se disponíveis em playlist com acesso livre no endereço
<https://bit.ly/2WVWWcL>.
Em sala de aula, reiterando, o professor, em debate educativo com os
estudantes, explora os assuntos ligados à Termometria. A sugestão foi a de
apresentar em recurso Power Point os conteúdos. Material este que, logo após a aula
seria disponibilizado para os estudantes no Google Sala de Aula Física. Aproveitando
o ensejo, vale destacar que todos os materiais postados neste ambiente virtual ficam
assegurados para os estudantes por tempo indeterminado, desde que o administrador
(o professor), não os excluam. Para a formação dos Slides (parte ilustrada na figura
70
20) foram utilizadas informações extraídas do livro texto didático de Física utilizado
pelas turmas onde foi aplicado o trabalho educacional.
Figura 20– Power Point Explicativo Termometria
Fonte: Do autor / Extraído de: (Yamamoto & Fuke, 2016, p. 10 - 14).
Ao término da apresentação e explicação do conteúdo em Slides o professor
se propõe a desenvolver alguns exercícios em sala de aula enfatizando o estudo das
escalas termométricas e a conversão entre as mesmas. A seguir, através do livro
didático, o professor encaminha, como forma de tarefa para casa, uma lista de
exercícios propostos em relação ao tema estudado.
5.4.3 Aulas Teóricas e Expositivas II – Calorimetria
É chegado o momento de desenvolver uma subsequência didática de 4
(quatro) horas-aulas voltada para o estudo da Calorimetria, uma divisão da Termologia
que se compete a estudar as transferências de calor e de que forma ele pode ser
medido.
A primeira hora aula é destinada a uma revisão sobre os conteúdos
trabalhados anteriormente em Termometria. Para isto foi utilizada uma apresentação
em vídeo aula extraído do canal do YouTube Brasil Escola, pelo professor de Física
Cleiton Duarte. Vídeo este que ficou disponibilizado para os estudantes, a fim de
estudo, no Google Sala de Aula Física (figura 21). Trata-se de um vídeo introdutório
sobre o estudo da Calorimetria. Conceitos de temperatura, calor, energia térmica (ou
interna) e equilíbrio térmico são novamente explorados com intuito de revisão.
71
Figura 21– Introdução Calorimetria / Revisão Termometria no Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
Na próxima hora aula o professor, no ambiente físico de classe, explora com
os estudantes os conceitos de calor, calor sensível, calor latente e capacidade
térmica, a partir da apresentação de duas vídeo-aulas ministradas pelos professores
de Física Joab Silva e Cleiton Duarte, do canal Brasil Escola do YouTube, com
duração de aproximadamente 20 minutos, juntando ambas. Ao término da
apresentação dos vídeos, em classe, o professor explora novamente a matéria,
acompanhando atentamente a devolutiva por parte dos estudantes, podendo,
inclusive, resolver alguns exercícios em sala de aula. Por conseguinte, o professor
comunica aos seus discentes a proposta de atividade para casa conforme descrito na
figura 22 a seguir, no ambiente virtual da Sala de Aula de Física no Google.
Figura 22– Calor, Calor Sensível e Calor Latente / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
72
Para concluir esta fase da aplicação do produto educacional o professor
explora os processos de propagação do calor em duas horas aulas. Em uma hora aula
o professor destina-se ao papel de explicar os três tipos característicos de fluxo de
calor (condução, convecção e irradiação), a princípio de forma introdutória em sala de
aula. Através do Google Sala de Aula Física, o professor encaminha a proposta de
trabalho em equipes para cada turma do 2º ano que participa da aplicação do trabalho
educativo em Física aqui exposto. Cada classe deve ser distribuída em dois grupos,
definidos pelo professor no ambiente virtual sala de aula, com a responsabilidade de
apresentar oralmente na próxima hora aula, os tipos de propagação do calor.
Para a apresentação oral deste trabalho por parte dos estudantes, o professor
ofertou para cada equipe uma proposta diferente: a equipe 1 apresentará o tema
“Irradiação, Ondas Eletromagnéticas e Vácuo; e, a equipe 2, “O processo físico de
funcionamento das Garrafas Térmicas”. Para a distribuição dos estudantes nas
equipes o professor utilizou como critério a sequência dos nomes dos estudantes por
ordem alfabética no diário escolar. Os passos que consistem esta parte da aplicação
do trabalho estão contidos no apêndice A – produto educacional desta dissertação.
A figura 23 exibe a atividade proposta no Google Sala de Aula Física como
forma de orientar os estudantes quanto à sua apresentação.
Figura 23– Processos de Propagação de Calor / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
5.4.4 Aulas com Estudos Dirigidos I – Aquecimento Global
Ao término da aplicação da subsequência didática anterior (Termometria e
Calorimetria), tendo o professor aprofundado bem as discussões sobre os assuntos
73
interligados à essas duas divisões da Termologia, o trabalho será concluído, na sua
etapa final, com o estudo do tema transversal Aquecimento Global. Para isso foi
sugerido um estudo com diversidades metodológicas, isto é, leitura de mini artigos,
exposição de vídeo aula e vídeo documentário e experimentação através de aula
prática, com participação ativa e crítica dos estudantes durante todo o transcorrer
deste percurso de ensino e aprendizagem. Cada uma destas práticas é explicitada
durante o transcorrer desta e das próximas seções, todas elas relacionadas a estudos
sobre o fenômeno aquecimento global.
Nas 2 (duas) horas-aulas iniciais da última fase do trabalho educativo aqui
apresentado, foram utilizados dois materiais educativos extraídos da plataforma Khan
Academy, com os seguintes temas: 1. Como a Mudança Climática afeta a
Biodiversidade? (Vídeo-aula / Interdisciplinaridade Biologia - Física); e, 2. Efeito Estufa
(Artigo). Com esses materiais foram realizadas em sala de aula, exposição, leitura,
interpretação, debate e exploração sobre os conteúdos apresentados.
A figura 24 ilustra a visualização de trecho da vídeo-aula que aborda as
questões das mudanças climáticas na Terra, que foi apresentado em sala de aula para
os estudantes e disponibilizado para os mesmos no ambiente virtual de Física do
Google. Sobre o tema Mudanças Climáticas na vídeo-aula, o professor aproveita o
ensejo para revisar com os estudantes conceitos sobre temperatura e escalas
termométricas (conversões), tipos de transmissão de calor (radiação térmica, por
exemplo), etc., além de estabelecer intensa ligação com a Biologia abordando o que
as Mudanças Climáticas vêm provocando com a Biodiversidade nos mais variados
ecossistemas terrestres.
Figura 24 – Estudo dirigido Aquecimento Global - Mudanças Climáticas x Biodiversidade
Fonte: Do autor.
74
A figura 25 apresenta um estudante desenvolvendo a leitura do texto que
abrange o tema Efeito Estufa extraído da Khan Academy, utilizando o Chromebook
em sala de aula. Na oportunidade, os alunos tiveram a condição de saber um pouco
mais sobre o Efeito Estufa, GEE – Gases do Efeito Estufa e Alterações Antrópicas,
obedecendo de forma constante durante todo o curso da proposta de trabalho a
discussão coletiva em sala de aula (e fora dela).
Figura 25 – Estudo dirigido Aquecimento Global - Efeito Estufa
Fonte: Do autor.
5.4.5 Aulas com Estudos Dirigidos II – Aquecimento Global
A sequência de 2 (duas) horas-aulas a seguir, destina-se ao estudo de
questões ambientais internacionais, ou seja, que impactos a crise do clima acarreta
ou pode acarretar nas mais variadas e distintas regiões do nosso planeta.
Para isso, portanto, foi apresentado para os estudantes o estudo de um artigo
que fala sobre o aquecimento global e os efeitos climáticos nos ecossistemas da
Terra. O material foi extraído da Khan Academy sendo anexado na Sala de Aula
Virtual Física do Google dos estudantes para a leitura e discussão coletiva em sala de
aula.
Durante 1 (uma) hora aula o professor propõe para os estudantes a leitura do
material e o debate em classe, logo a seguir, na segunda hora aula, propõe para os
mesmos que respondam, através dos Chromebooks, quatro questionamentos (de
revisão e de pensamento crítico) sobre o tema estudado. Os resultados serão
apresentados e discutidos no próximo capítulo desta dissertação.
75
A seguir, na figura 26, exposição introdutória do artigo que foi trabalhado em
sala de aula com os estudantes. As respostas foram propositalmente encaminhadas
para o ambiente Google Sala de Aula Física que os estudantes participam para a
correção e comentários por parte do professor.
Figura 26 – Estudo dirigido Aquecimento Global - Questões ambientais internacionais
Fonte: Do autor.
5.4.6 Aulas Expositivas – Cinema Documentário e Meet
Para a compreensão mais aprofundada do que foi estudado na fase anterior
o professor propôs aos seus estudantes uma sala de cinema para que pudessem
assistir o vídeo documentário “Seremos História? ”, estrelado pelo ator Leonardo
DiCaprio, dirigido por Fisher Stevens de 2016.
O cinema foi ofertado para os estudantes em horário atípico, das 19 às 21
horas, com a permissão e consentimento dos pais. Na oportunidade, o professor
proporcionou para as duas turmas, ambas juntas para assistirem o filme
documentário, refrigerante e pipoca com intuito de se sentirem ambientados a uma
sala de cinema.
O filme (duração 1h40min, aproximadamente), apresentou para os estudantes
a evolução triste das mudanças climáticas globais e os fatores que estão influenciando
o aquecimento global na Terra e o que poderia ser feito para minimizar os números
(negativos) quanto ao avanço da devastação do meio ambiente que se apresenta.
Para o desenvolvimento desta fase, o professor se valeu de dois momentos:
o primeiro, como já citado anteriormente, a exposição do filme documentário “Seremos
76
História? ” (disponível para compra ou aluguel nas plataformas Apple Itunes, Amazon
ou Google Play, segundo o site oficial do documentário
<https://www.beforetheflood.com/>), para os estudantes assistirem; e, como segundo
instante, o professor escolheu quatro estudantes, dois de cada turma, para interação,
discussão, análise, comentário, crítica, etc., sobre a obra assistida, através de acesso
remoto com a utilização do Google Meet, um aplicativo do G Suíte para Educação de
vídeo chamadas que permite a realização de reuniões e conferências à distância.
Este aplicativo, pode ser baixado para smartphones ou tablets.
A figura 27 ilustra um trecho do filme documentário “Seremos História?”
Figura 27 – Filme Documentário “Seremos História?
Fonte: Filme documentário “Seremos História?”
A figura 28 apresenta os estudantes em reunião remota com o professor no
Google Meet.
Figura 28 – Google Meet Filme Documentário “Seremos História?”
Fonte: Do autor.
77
5.4.7 Aula Prática – Atividade Experimental
A atividade experimental em especial nas aulas dos componentes curriculares
da Área das Ciências da Natureza, consiste em uma metodologia de ensino de muita
relevância, eficaz e dinâmica, promovendo aos envolvidos, interação dialogada
constante no que tange a dúvidas, hipóteses, descobertas, constituindo um
procedimento muito produtivo no processo de ensino e aprendizagem no contexto de
sala de aula.
Na primeira hora aula nesta fase de aplicação do produto educacional, o
professor revisa com os estudantes o fenômeno de emissão dos GEE, relembrando a
vídeo aula “Como a Mudança Climática afeta a Biodiversidade? Efeito Estufa. ”, já que
a atividade experimental tem o propósito de apresentar para os estudantes o dote que
o CO2 – dióxido de carbono possui em absorver calor. A segunda hora aula,
compromete ao desenvolvimento da experimentação que foi realizada através de
demonstração dialogada com os estudantes.
Para o desenvolvimento desta atividade experimental, é importante promover
a interdisciplinaridade com o componente curricular Química, explorando a ideia de
reação química. Em determinada parte da experimentação, o bicarbonato de sódio
(NaHCO3, função inorgânica sal) reage com vinagre (tendo em sua composição, ácido
acético – H4C2O2, função inorgânica ácido), produzindo acetato de sódio (NaH3C2O2,
função inorgânica sal), água (H2O) e CO2 (dióxido de carbono, função inorgânica
óxido), conforme demonstrado na equação química, a seguir:
NaHCO3 + H4C2O2 NaH3C2O2 + H2O + CO2
O gás formado a partir desta reação química, possibilitará o enchimento de
um dos balões que será situado no bico da garrafa. O passo a passo da atividade
experimental está localizado no Apêndice A deste trabalho. Os resultados e
discussões em torno dos resultados serão debatidos no próximo capítulo.
A figura 29 apresenta o professor explicando, ante a realização da aula prática
com atividade experimental, a ideia de reação química.
78
Figura 29 – Aula prática / Atividade experimental – Reação Química
Fonte: Do autor.
estudantes.
Na figura 30, é ilustrada a experimentação de forma dialogada com os
Figura 30 – Aula prática / Atividade experimental – Aula dialogada
Fonte: Do autor.
5.4.8 Questionários/Formulários Avaliativos
Na última fase de aplicação da Unidade de Ensino Potencialmente
Significativa para o estudo da Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global, o
professor durante o transcorrer de uma hora aula, através do Google Formulários,
encaminhará para os estudantes dois questionários avaliativos, um, sobre o que
acharam da prática e utilização dos recursos digitais utilizados pedagogicamente nas
79
aulas, e, outro, sobre os principais assuntos estudados durante todo o processo de
ensino e aprendizagem na sequência didática explorada. Questionários estes que
foram aplicados para um total de 39 estudantes, das duas turmas de 2º ano Técnico
em Informática EPI e que participaram como protagonistas do trabalho que está sendo
exposto. A execução desta fase ocorreu com a utilização dos Chromebooks, em sala
de aula, de forma individual.
No primeiro formulário, sobre o uso dos aplicativos do G Suíte para Educação
e plataforma educacional Khan Academy, foi destinado a cada estudante uma
avaliação com cinco questionamentos. A figura 31, a seguir, esboça a parte
introdutória do questionário. O formulário/questionário correspondente a esta imagem
encontra-se em anexo no Apêndice C desta dissertação.
Figura 31 – Formulário - G Suíte para Educação e Khan Academy
Fonte: Do autor.
O segundo questionário, que se destinou a averiguar o grau de aprendizagem
dos estudantes, de forma geral durante todo o percurso educativo de todas as fases
(17 horas-aulas), em relação aos conteúdos ensinados de Termometria, Calorimetria
e Aquecimento Global, foi liberado para os estudantes responderem, também em sala
de aula com a utilização dos Chromebooks. Sobre este formulário, o professor propôs
para os estudantes um total de onze questionamentos.
Em ambos os formulários, os questionamentos foram caracterizados de forma
objetiva com questões de múltipla escolha. A figura 32 ilustra o introdutório do
questionário sobre Temperatura, Calor e Aquecimento Global.
80
Figura 32 – Formulário – Temperatura, Calor e Aquecimento Global
Fonte: Do autor.
O formulário/questionário correspondente à ilustração anterior, encontra-se
em anexo no Apêndice D desta dissertação. As respostas dos estudantes nos dois
questionários são discutidas no próximo capítulo.
81
Capítulo 6 Resultados - Discussão
6.1 Aquecimento Global / Conhecimentos Prévios
A trabalho educativo explora, de forma significativa, o estudo da Termometria
e Calorimetria para a possível compreensão do fenômeno Aquecimento Global. Antes,
porém, o professor adotou uma pesquisa para investigar os conhecimentos prévios
dos estudantes sobre o aquecimento global da Terra e se eles achariam interessante
estudar esse tema nas aulas de Física. O questionário (Apêndice B) foi respondido
por todos os estudantes do 2º Ano Técnico em Informática (turmas A e B) EPI via
Google Formulários com o uso dos Chromebooks durante uma hora aula.
Uma observação importante: a amostra apresenta um total de 46 respostas,
isto é, o total de estudantes que participaram da pesquisa. Destes, que participaram
da pesquisa, sete foram transferidos (para outro colégio ou turno oposto).
A primeira pergunta (ver figura 33) da pesquisa está relacionada à importância
ou não de estudar o tema Aquecimento Global nas aulas de Física.
Figura 33 – Pesquisa Aquecimento Global I
Fonte: Do autor.
Juntando-se as duas turmas, a maioria significativa (91,3%), acharam
importante estudar esse conteúdo, tanto é, que, a segunda pergunta relacionada aos
82
conhecimentos prévios dos estudantes trouxe um percentual de 84,8% de carência
de aprendizado quanto ao assunto.
A de se destacar, também, o fato de a maioria dos estudantes, de forma
prévia, saber que o aumento da temperatura da Terra com o decorrer dos anos a
prejudica, e que o Efeito Estufa e as Mudanças Climáticas caracterizam e confirmam
o aquecimento global, o que é demonstrado nos gráficos da sequência, nas figuras 34
e 35, respectivamente.
Figura 34 – Pesquisa Aquecimento Global II
Fonte: Do autor.
O ponto positivo, o que facilitou o estudo sobre a temática, foi o fato de os
estudantes, na sua maioria, 29 (63%), acreditarem que o aquecimento global é
prejudicial para a Terra. Outros 12 (26,1%), responderam que seria benéfico para o
planeta. Em relação a esse último ponto, detectou-se que essa porcentagem de
estudantes não compreendia muito bem as consequências que o planeta vem
sofrendo e sofrerá por causa do aumento médio da temperatura na Terra. E, 5
(10,9%), não souberam responder.
Figura 35 – Pesquisa Aquecimento Global III
Fonte: Do autor.
83
Nesta última pesquisa (figura 35), 25 (54,3%) dos estudantes relacionaram o
fenômeno do aquecimento global ao efeito estufa, 15 (32,6%0) interligaram-no às
mudanças climáticas, e, 6 (13%) não souberam responder.
6.2 Aulas teóricas e expositivas I – Termometria
6.2.1 Calor e Temperatura – Texto Introdutório
Como descrito no capítulo anterior sobre a metodologia do trabalho, na fase
relacionada às aulas teóricas e expositivas I, foi efetuada uma subsequência de
ensino voltada para o estudo da Termometria.
O ponto de partida para a realização desta etapa de trabalho foi a proposta
de leitura e interpretação do artigo “Calor e temperatura”, presente no endereço
<https://bit.ly/2ZcUS1c>, na plataforma de ensino Khan Academy. O professor, pós
estudo, lançou para os estudantes uma tarefa para casa direcionada a esse material de
estudo. Ver figura 36.
Figura 36 – Artigo “Calor e temperatura” / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
A seguir, relacionado à atividade proposta ilustrada na figura 36, dois
feedbacks transcritos de estudantes, um de cada turma, que participaram do trabalho
educativo aqui apresentado: “Os termos temperatura, calor e equilíbrio térmico muitas
vezes são usados como sinônimos. Embora os três conceitos estejam associados eles
possuem diferentes significados. Por exemplo, quando falamos em temperatura está
associada ao grau de agitação das moléculas de um corpo, onde o calor é a energia
térmica em movimento que está sempre no sentido do corpo que tem temperatura
maior para o corpo que tem menor temperatura. Esses corpos distintos podem possuir
diferentes temperaturas que entram em contato, trocam energias até que fiquem com
a mesma temperatura. Quando isso acontece dizemos que eles atingiram o equilíbrio
84
térmico. Em distinções são calculados o trânsito de energia térmica entre sistema e
temperatura necessária para mudança de estado de cada substância com diversas
relações térmicas. ”
Outra transcrição: “No princípio para que se diferenciar calor e temperatura
foram precisos inúmeros estudos aprofundados. Muitos desses estudos chegaram a
definição como o ar, a água, a terra e o fogo eram a base do relacionamento de calor
e fogo. Aristóteles considerou que o frio e o quente eram propriedades essenciais dos
corpos. Para definir temperatura, Kelvin resumindo que se o movimento dos átomos
de um corpo for lento, a temperatura se tornará cada vez mais frio e se esse
movimento aumenta a temperatura se eleva. Sabendo que essas moléculas estão
sempre em movimento, seja ela componente de um corpo sólido, líquido ou gasoso.
Já o calor só existe se dois corpos estiverem com temperaturas diferenciadas, sendo
assim uma energia térmica transferida entre esses corpos, O calor é
espontaneamente conduzido ou transferido de um corpo para o outro, isso ocorre até
que as moléculas dos dois corpos tenham entrado em equilíbrio térmico, equilibrando
a transferência de calor entre eles. ”
Nas transcrições anteriores, o objetivo foi alcançado, as definições e relações
sobre os conceitos de calor, temperatura e equilíbrio térmico foram expostos. As
correções envolvendo coesão e coerência textuais foram realizadas em sala de aula
através do diálogo educativo professor-estudantes, e, também, encaminhadas para
os estudantes via Google Sala de Aula Física.
6.2.2 Temperatura, Equilíbrio Térmico e Escalas Termométricas
Ainda em relação ao estudo da Termometria, esta parte de aplicação do
produto educacional destinou-se ao estudo da temperatura, equilíbrio térmico,
termômetros e escalas termométricas (e conversões).
Para esta etapa, o autor do trabalho se valeu da utilização do livro didático do
componente curricular Física adotado pelo colégio onde atua. Antes, porém,
apresentou aos estudantes uma animação em vídeo com o tema “Escalas
termométricas – diferentes formas de medir a temperatura”. Através de exposição em
Power Point, apresentado no capítulo anterior, o professor explicou o conteúdo em
explanação para as duas turmas e realizou em sala de aula a aplicação de exercícios
85
exemplificados, em especial, àqueles relacionados às escalas termométricas e
conversões entre as mesmas.
Para detectar o nível de aprendizagem colhido o professor se valeu do retorno
dos discentes em relação aos exercícios sobre o livro texto encaminhados para o
desenvolvimento em casa e posterior correção em sala de aula e a aplicação de
questionário/formulário (Apêndice D) avaliativo respondido pelos estudantes de forma
individual. Participaram da pesquisa 39 estudantes, juntando-se às duas turmas de 2º
ano (A e B). Nesta fase, dentro do questionário avaliativo, foram ofertados para os
alunos, cinco perguntas.
A figura 37, sobre o que é temperatura, indica que 29 (74,4%) dos estudantes
responderam corretamente a definição de temperatura: definida como a medida da
energia de movimento ou agitação dos átomos e/ou moléculas que compõem um
corpo, seja ele um sólido, líquido ou gás. Ou seja, o alcance ao conhecimento sobre
a definição básica da temperatura, o retorno de aprendizagem, foi satisfatório. Quatro
(10,3%) dos estudantes que participaram da pesquisa ficaram com dúvidas e outros
6 (15,4%) responderam incorretamente à questão.
Figura 37 – Temperatura / Aprendizagem
Fonte: Do autor.
Em relação ao estudo do Equilíbrio Térmico, a figura 38 esboça o nível de
aprendizagem da amostra de 39 estudantes, em que, destes, 27 (69,2%)
responderam corretamente, outros 7 (17,9%) não souberam responder e 5 (12,8%)
erraram. Nota-se que o índice de aprendizagem sobre equilíbrio térmico, também, foi
satisfatório, porém, a absorção do conhecimento relacionado à definição de
temperatura foi um pouco inferior.
86
Figura 38 – Equilíbrio Térmico / Aprendizagem
Fonte: Do autor.
Sobre as escalas termométricas o índice de aproveitamento foi muito positivo
quanto aos conceitos básicos e relações entre medições de temperatura. Na primeira
parte da figura 39, sobre a escala absoluta, também conhecida como Kelvin, 37
(94,9%) dos estudantes, de forma correta, a classificaram como a medida de
temperatura adotada no SI – Sistema Internacional de Unidades. Em outro plano, 31
(79,5%) apresentaram acertadamente o intervalo entre os pontos fixos das três
escalas termométricas consideradas.
Figura 39 – Escalas Termométricas / Aprendizagem
Fonte: Do autor.
87
Por fim, nesta parte do estudo, o gráfico a seguir (figura 40) ilustra um
questionamento sobre conversão de escalas termométricas (Celsius – Kelvin).
Dezoito (46%) responderam corretamente à questão, e outros 21 (54%) erraram. Esse
ponto gerou no professor uma reflexão em torno da carência de domínio matemático,
por pouco mais de 50% dos estudantes que participaram da pesquisa. Neste sentido
foi necessária uma recuperação dos conteúdos para àqueles que não atingiram o
objetivo, sendo trabalhado para estes, mais uma vez, exercícios envolvendo
conversões entre escalas termométricas, e, também, a característica em comum das
duas escalas mencionadas em que seus dois pontos fixos são divididos em 100
partes.
Figura 40 – Escalas Termométricas - Conversões / Aprendizagem
Fonte: Do autor.
O rendimento dos estudantes nesta etapa que trata a Termometria e
Calorimetria (próxima seção), também se valeu da resolução de exercícios propostos
extraídos do livro didático de Física como instrumento de avaliação.
6.3 Aulas teóricas e expositivas II – Calorimetria
6.3.1 Calorimetria – Conceitos Básicos
Para o início desta etapa de trabalho o professor propôs para os estudantes
uma revisão sobre os conteúdos anteriormente estudados dentro do contexto da
Termometria. Vídeo este do canal do YouTube do Brasil Escola com aula ministrada
88
pelo professor Cleiton Duarte, disponível em <https://bit.ly/2AOPlEY> ou
<https://bit.ly/2WVWWcL> (armazenamento em drive com acesso livre).
Logo a seguir o professor oportunizou para os estudantes, em anexo no
Google Sala de Aula Física, duas vídeo-aulas sobre conceitos básicos da
Calorimetria. Vídeo-aulas estas que foram exibidas para os estudantes em sala de
aula com a intervenção do professor abordando os conceitos de calor, calos sensível,
calor latente, calor específico e capacidade térmica. A seguir o professor propôs
atividade sobre o que foi explorado nas duas vídeo-aulas extraídas do canal YouTube
Brasil Escola. Os estudantes teriam que encaminhar para o professor na sala de aula
virtual Google Física as principais definições apresentadas e elencar no mínimo três
exercícios sobre as matérias nas vídeo-aulas. A figura 41 exibe a proposta de
atividade, e, sequencialmente, a figura 42 ilustra o feedback por parte de uma
estudante.
Figura 41 – Atividade Proposta Calorimetria I
Fonte: Do autor.
89
Figura 42 – Atividade Proposta Calorimetria II – Feedback
Fonte: Do autor.
A imagem anterior ilustra a devolutiva do estudante para o professor na sala
de aula virtual Google Física onde foram apresentadas as definições de calor sensível,
calor latente, calor específico e capacidade térmica, além de quatro exercícios, cada
um calculando os conceitos anteriormente colocados.
6.3.2 Calorimetria – Processos de Propagação de Calor
Nesta etapa o professor distribuiu cada uma das duas turmas em duas
equipes para apresentarem em trabalho oral e expositivo os processos de transmissão
de calor: condução térmica, convecção térmica e irradiação (ou radiação térmica).
Para facilitar a trabalho dos grupos o professor fez os encaminhamentos via Google
Sala de Aula Física para que os estudantes se organizassem e se reunissem com a
finalidade de planejar a apresentação do trabalho proposto.
90
Por exemplo, a equipe responsável pela apresentação da propagação
irradiação ou radiação térmica, tomou por base as instruções fornecidas pelo
professor no ambiente virtual sala de aula conforme transcrição na sequência:
“Estabelecer a relação entre Irradiação, Ondas Eletromagnéticas e Vácuo. Citar
exemplos de transferência de calor por irradiação. Realizar apresentação do assunto
em sala de aula para avaliação do professor. ” A apresentação deste grupo, em cada
uma das duas turmas, foi satisfatória, atendendo às expectativas quanto a
característica e exemplos do dia a dia sobre o processo de transmissão de calor por
irradiação. A seguir, na figura 43, o retorno por parte da equipe responsável pelo
trabalho sobre este tipo de propagação de calor do 2º ano Técnico em Informática EPI
– Turma B, que encaminharam para o professor via Google Sala de Aula.
Figura 43 – Transmissão de Calor Irradiação / Feedback
Fonte: Do autor.
Outra equipe ficou responsável pela apresentação destinada ao processo de
funcionamento das garrafas térmicas, com a finalidade de perceberem que neste
instrumento muito útil no nosso dia a dia, são compreendidas as transmissões de
condução, convecção e radiação térmicas. Mais uma vez, os procedimentos para a
apresentação foram colocados à disposição dos estudantes na turma virtual de Física
como parte do processo de orientação. As instruções estão definidas na figura 44.
91
Figura 44 – Instruções Garrafas Térmicas
Fonte: Do autor.
Com retorno, a equipe responsável por tal apresentação do 2º ano Técnico
em Informática EPI – Turma B, em forma de transcrição, expôs: “A garrafa térmica é
uma ferramenta utilizada para conservar a temperatura de seu conteúdo, um exemplo
disso e a garrafa do café. Ela funciona da seguinte forma: existem duas camadas de
um material espelhado, entre eles a vácuo e todas essas camadas são lacradas com
uma tampa para conservar a temperatura. O vácuo entre as paredes espelhadas
serve para evitar a troca de calor por meio da condução. As paredes espelhadas
servem para evitar a troca de calor por meio da irradiação pois elas refletem as ondas
eletromagnéticas tanto da parte exterior como interior. A tampa serve para evitar a
convecção para que as diferenças de densidade dos líquidos não alterem a
temperatura do liquido. ”
A imagem representada na figura 45 ilustra o retorno dos estudantes do 2º
ano Técnico em Informática EPI – Turma A, sobre a proposta apresentada em sala de
aula, e, posteriormente encaminhado sobre o que compreenderam em torno do
funcionamento das garrafas térmicas.
92
Figura 45 – Garrafas Térmicas / Feedback
Fonte: Do autor.
Os resultados foram bem significativos e, em ambos os casos, os estudantes
conseguiram perceber e compreender que no processo de funcionamento das
garrafas térmicas há a presença dos três tipos de transmissão de calor.
Por fim, para análise geral da aprendizagem adquirida de forma significativa
dos estudantes nesta parte destinada ao estudo da calorimetria, o professor realizou
pesquisa individual envolvendo questionamentos fundamentais e essenciais para a
sua compreensão.
Em primeiro lugar quanto a definição de calor, na figura 46.
Figura 46 – Calor I / Feedback
Fonte: Do autor.
93
Vinte e nove (74,4%) dos estudantes responderam corretamente o conceito
de calor como sendo a energia térmica transferida entre dois sistemas ou corpos
(sejam eles gases, líquidos ou sólidos) devido a uma diferença de temperatura ente
eles. Nove (23,1%) erraram, ou seja, ainda confundem o conceito de calor, e 1 (2,6%)
ficou em dúvida.
6.4 Aulas Estudos Dirigidos I e II – Aquecimento Global
Nesta etapa o estudo foi dirigido ao estudo do fenômeno Aquecimento Global.
Os estudantes foram levados à questionarem de forma participativa e crítica este tema
de relevância internacional e que vem, com o passar dos anos, se constituindo um
problema de graves consequências para a humanidade e para a Terra.
O primeiro passo do professor, nesta etapa, foi o de trabalhar com os
estudantes, em sala de aula, temáticas inter-relacionadas ao fenômeno do aumento
da temperatura na Terra: efeito estufa, mudanças climáticas e biodiversidade.
Esses temas foram dirigidos aos alunos através de materiais extraídos da
plataforma Khan Academy. O primeiro, uma vídeo-aula com o tema “Como a mudança
climática afeta a biodiversidade? ”, e, o segundo, “Efeito Estufa”. Nestes dois temas
foi possível resgatar conteúdos trabalhados anteriormente em sala de aula, tais como,
escalas termométricas-conversões, processos de transmissão de calor, etc., além de
estabelecer conexões com outros componentes curriculares, dentre eles, Biologia e
Química.
Feito isso, o professor, em debate educativo com os estudantes das duas
turmas, trabalhou em sala de aula um artigo que aborda o aquecimento global e as
consequências para os ecossistemas da Terra, tendo como tema “Questões
ambientais internacionais”, também extraído da plataforma Khan Academy – figura
47.
94
Figura 47 – Questões ambientais internacionais / Khan Academy
Fonte: Disponível em: <https://bit.ly/3iJVuDn>
Após a discussão em sala de aula, os estudantes foram levados a desenvolver
questionamentos de revisão e de pensamento crítico em torno do material trabalhado
em sala de aula.
Questionamentos de revisão: 9
1. Quais são os perde-ganha, ou tradeoffs, entre países ricos e pobres em
conferências internacionais sobre danos ambientais globais?
2. Quais argumentos os países de baixa renda usam nas discussões
internacionais referentes às melhorias ambientais globais?
Questionamentos de pensamento crítico:
1. Níveis extremos de poluição podem ter impacto negativo sobre o
desenvolvimento econômico de um país de alta renda? Por quê?
2. Como países de alta renda podem se beneficiar ao pagar a maior parte do
custo de redução da poluição causada por países de baixa renda?
A seguir a transcrição do feedback de dois estudantes, um de cada uma das
turmas onde foi aplicado o produto educacional.
______________________
9
Questionamentos – Revisão e Pensamento Crítico, disponível em <https://bit.ly/3iJVuDn>
95
Questionamento de revisão 1.
Aluno do 2º ano Técnico em Informática A: “Na maioria das vezes os países
desenvolvidos são culpados por não só pela maioria das emissões de gases fósseis
como também um possível aconselhamento e acompanhamento de países
subdesenvolvidos. ”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática B: “Os países de alta renda sugerem
que os países de baixa renda - onde a maior parte da economia vem da exploração
dos recursos naturais, ampliem a preservação ao meio ambiente, o que causaria
perdas de recursos econômicos e, consequentemente, a ampliação dos problemas
que afetam os países, sendo eles na educação, saúde e alimentação, entre outros
que diminuem a qualidade de vida da população desses países. Países de alta renda
- sendo eles os maiores emissores de gases poluentes, propõem que os países de
baixa renda ponham a proteção ao meio ambiente a frente dos interesses
econômicos, porém não buscam formas de valorizar o sacrifício dos países de baixa
renda, por exemplo, ofertando a eles auxílios econômicos ou pagando tributo à
preservação da natureza, para que possam de alguma forma corrigir o déficit na
economia que a diminuição da exploração dos recursos naturais trará. ”
Questionamento de revisão 2.
Aluno do 2º ano Técnico em Informática A: “Países de baixam renda utilizam
de argumentos o desenvolvimento econômico ativo, que geram custos naturais tais
como a devastação de grandes áreas, a queima de combustíveis fósseis etc.”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática B: “Os países de baixa renda
propõem que para que eles atuem num aumento das estratégias para a preservação
da natureza, os países de alta renda devem levar em conta a proposta de auxiliar
economicamente tais países mais pobres, que já sofrem com muitos problemas
econômicos. O auxílio econômico dado pelos países mais ricos, serviria como forma
de compensar as perdas econômicas do país, na qual tinha a exploração de recursos
naturais como a maior fonte de economia. Se os países de alta renda querem que os
de baixa renda diminuam a exploração natural, que eles diminuam a emissão de gases
poluentes na atmosfera. ”
Questionamento de pensamento crítico 1.
Aluno do 2º ano Técnico em Informática A: “Sim, porque a qualidade de vida
pode ser afetada, questões como a saúde, como o lazer e outros índices de
96
desenvolvimento, não só de dinheiro vive um homem, também sua biodiversidade
pode ser afetada tragicamente. ”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática B: “Sim, se levar em conta que os
danos causados pela poluição trarão mais prejuízos do que os benefícios que o
desenvolvimento econômico possa trazer. Pensando futuramente, os recursos
econômicos que hoje são abundantes se tornarão escassos, assim, como os recursos
naturais, porque os danos causados ao meio ambiente precisarão ser reparados, o
que pode levar muito mais da economia do que antes foi ganho com o
desenvolvimento econômico. ”
Questionamento de pensamento crítico 2.
Aluno do 2º ano Técnico em Informática A: “Países de alta renda que custeiam
medidas de combate podem ser beneficiados na questão moral, tal como país poderia
ser visto como “Bem-Feitor” a comunidade internacional ou até mesmo conselheiro
ambiental. ”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática B: “Pagando agora pela preservação
de algo que ainda é abundante, não precisarão pagar muito mais para salvar o que é
escasso, sendo beneficiados pela existência de elementos da natureza que são
essenciais para a vida humana e, sendo beneficiados por pouparem os gastos futuros
com a recuperação de uma natureza que dificilmente será recuperada. ”
Como um todo, em relação ao retorno geral das turmas sobre o artigo
“Questões ambientais internacionais”, os estudantes fixaram bem o assunto
explorando a questão do aquecimento global no clima afetando consequentemente a
biodiversidade nos vários ecossistemas terrestres. Os depoimentos apresentados
foram os mais significativos. A dificuldade percebida nesta atividade foi detectada
mediante à falta de conhecimento de boa parte dos estudantes em relação aos
acordos internacionais do clima e as regulações internacionais do meio ambiente,
além das divergências políticas entre alguns países no mundo.
6.5 Aulas Expositivas – Cinema Documentário e Meet
Ainda seguindo a linha do estudo sobre o fenômeno Aquecimento Global os
alunos participaram de uma sessão cinema para assistirem o filme documentário
“Seremos História? ”, estrelado por Leonardo DiCaprio.
97
No dia seguinte à exibição do filme documentário o professor realizou um
encontro remoto, através do Google Meet, para um debate sobre a impressão dos
estudantes perante ao filme. Participaram da reunião 4(quatro) estudantes, dois de
cada turma, ficando estes que foram escolhidos com a incumbência de promoverem
uma discussão coletiva em sala de aula com os outros colegas. A dinâmica do debate
em sala de aula foi coordenada pelos estudantes escolhidos na reunião remota em
formato oral, ou seja, eles levantaram assuntos alguns assuntos tratados no
documentário sobre a evolução triste das mudanças climáticas na Terra, tais como,
causas do aquecimento global, estratégias para solucionar a emissão dos GEE,
formação de adeptos à causa do clima na Terra, etc. As turmas apresentaram o
retorno em debate na sala de aula. Ao término os estudantes que mediaram essa
parte da atividade, confrontaram as respostas dos colegas com o que se tinha
discutido com o professor na reunião remota.
Alguns levantamentos realizados pelo professor e retorno dos estudantes que
participaram do encontro remoto e também do debate em sala de aula são expostos
na sequência.
Sobre as impressões iniciais em torno do que assistiram no filme um dos
estudantes do 2º ano Técnico em Informática – Turma B, argumentou: “Bem, o
documentário faz uma relevância muito grande no atual momento em que o planeta
se encontra. O egoísmo de alguns líderes políticos sem consciência. Fiquei surpreso
com o documentário pois a princípio pensei que deixasse a desejar por se tratar de
uma obra americana. ” Outro estudante, agora do 2º ano Técnico em Informática –
Turma A, disse: “O intuito do documentário foi tentar impactar os telespectadores
sobre as causas do aquecimento global, que é uma grande preocupação para a gente,
o aquecimento do planeta, e fazer o possível para tentar reverter. ”
Em relação às principais causas do aquecimento global. Estudante do 2º ano
Técnico em Informática – Turma A: “Um dos principais causadores do aquecimento
global é o CO2 provocado pela ação humana. ” Estudante do 2º ano Técnico em
Informática – Turma B: “A emissão do CO2 e outros gases vem acentuando o Efeito
Estufa aumentando a temperatura do planeta. ”
Possíveis estratégias para tentar solucionar a emissão de gases que
intensificam o Efeito Estufa na Atmosfera na visão dos estudantes em relação ao que
assistiram no documentário na sequência. Estudante do 2º ano Técnico em
Informática – Turma A: “Utilização de energia solar. ” Estudante do 2 ano Técnico em
98
Informática – Turma B: “Energia eólica. Por falar nisso, o Brasil vem sendo um dos
países que vem investindo muito neste tipo de energia, aqui no Nordeste. ”
Enfim, foi muito produtivo o debate educativo em torno deste conteúdo
importantíssimo nos dias atuais, e o documentário surgiu como um veículo que
impulsionou a discussão coletiva com os estudantes que participaram do encontro
remoto, e, por conseguinte o diálogo mais amplo com os demais estudantes em sala
de aula.
6.6 Aula Prática – Atividade Experimental
Nesta etapa o professor proporcionou aos seus estudantes, nas duas turmas
que participaram deste produto educacional, uma aula dialogada experimental sobre
o poder de absorção de calor por parte do CO2, com o objetivo de demonstrar aos
alunos como ocorre a intensificação do Efeito Estufa provocada pela emissão de GEE
em grandes concentrações. O trabalho experimental ofertado tinha como alternativas
a realização do mesmo em grupos, ou uma apresentação conjunta em discussão nos
pares, professor-alunos nas turmas. O professor optou pela última devido à escassez
de materiais para a realização da aula prática.
O professor realizou a atividade experimental se valendo da luz incandescente
através de uma lâmpada característica e da luz solar, em dois momentos
consecutivos. Antes, porém, da realização da experimentação fez para cada uma das
duas turmas a seguinte pergunta:
O que vocês acham que vai ocorrer com as temperaturas das duas garrafas
("ar normal" e CO2) em termos comparativos?
Alguns estudantes, em minoria, responderam que a temperatura da garrafa
com “ar normal”, com o decorrer do tempo seria maior que àquela com CO2. Em
decorrência, a grande maioria em âmbito geral nas duas turmas, acreditava que a
temperatura na garrafa com dióxido de carbono seria maior. O professor solicitou dos
estudantes em discussão no grande grupo alguma justificativa para àqueles que
responderam que a temperatura da garrafa com gás carbônico comparada àquela
com “ar normal” tenderia ser maior. A seguir, é destacado dois depoimentos (um aluno
de cada turma) sobre a indagação realizada pelo professor.
Aluno do 2º ano Técnico em Informática – Turma A: “A garrafa que contém
uma maior quantidade de gás carbônico terá uma temperatura mais alta que a garrafa
99
com ar atmosférico puro. O gás carbônico absorve temperatura termal, o que faz com
que a temperatura aumente proporcionalmente a quantidade de gás carbônico, então
isso explicaria a temperatura da garrafa que contém mais gás carbônico ter a
temperatura mais alta. ”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática – Turma B: “A garrafa com maior
concentração de dióxido de carbono sofrera mais com o aumento de temperatura pois
esse gás tem uma capacidade maior de contenção da energia irradiada da terra isso
faz com o que o calor fique aprisionado e graças ao fenómeno da convecção térmica
ele sofrera um aumento ainda maior de temperatura proporcionalmente a liberação
desses gases. ”
Os feedbacks dos estudantes atenderam às expectativas do professor. Logo,
a seguir, o professor realizou a experimentação.
Abaixo, na figura 48, é exposta a ilustração da aplicação do experimento no
2º ano Técnico em Informática EPI – turma B, à esquerda, e 2º ano Técnico em
Informática EPI – turma A, à direita.
Figura 48 – Atividade Experimental – Capacidade de CO2 absorver calor
Fonte: Do autor.
Os resultados que serão apresentados, na sequência, correspondem à
aplicação da atividade experimental no 2º ano Técnico em Informática EPI – turma B.
Observação: os resultados obtidos na outra turma ficaram bem próximos dos expostos
abaixo.
Experimentação I – Resultados obtidos com a utilização de termômetros
digitais com programação de até 3 (três) minutos e luz através de lâmpada
incandescente de 100 W – ver tabela 1.
100
Tabela 1 – Tempo (min) X Temperatura (ºC) / Luz Lâmpada Incandescente
Tempo (intervalo Temperatura garrafa “ar normal” Temperatura garrafa CO 2 (º C)
em min)
(º C)
0
Após 1min
Após 2min
Após 3min
X
34º C
37º C
38º C
X
35º C
40º C
41,5º C
Fonte: Do autor.
Experimentação II – Resultados obtidos com a utilização de termômetros
clínicos e luz solar com temperatura ambiente na oportunidade da realização do
experimento variando entre 24º C e 26º C – ver tabela 2.
Tabela 2 – Tempo (min) X Temperatura (ºC) / Luz Solar
Tempo (intervalo Temperatura garrafa “ar normal” Temperatura garrafa CO 2 (º C)
em min)
(º C)
0
Após 20 min
Após 40 min
Após 50 min
34º C
34,8º C
35,2º C
36,5º C
34º C
38º C
41,5º C
41,7º C
Fonte: Do autor.
Durante e após a experimentação o professor realizou outros
questionamentos para os estudantes, citados a seguir.
1. Na sua opinião o que vem ao longo dos anos fazendo com que a
concentração destes gases na atmosfera venha aumentando? O que este aumento
vem provocando?
Aluno do 2º ano Técnico em Informática – Turma B: “O aumento da
concentração de gases poluentes na atmosfera deve-se a industrialização, que vem
tendo um aumento significativo nos últimos anos, no qual são emitidos gases que em
grandes quantidades tornam-se nocivos ao planeta. Gases estes também
provenientes de combustíveis fósseis, onde sua queima é responsável pela emissão
da maioria deles. O desmatamento também desencadeia o aumento da concentração
destes gases, pois as plantas absorvem CO2 da atmosfera. A decomposição do lixo
101
enterrado ou a céu aberto é também um dos responsáveis pela liberação de gases
poluentes, principalmente o metano. ”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática – Turma A: “Desde a revolução
industrial esses gases vem deixando o efeito estufa cada dia mais intenso até hoje, a
resposta simples do seu aumento é a irresponsabilidade do humano em relação ao
cuidado com o seu planeta, pois como é relatado pelas empresas jornalísticas e
internet acontecem diversas calamidades por ano no nosso planeta como: as
queimadas muito presente todos os anos por falta de senso entre as pessoas, as
diversas industrias que lançam seus gases e é no momento um dos que mais
aumentam a concentração desses gases assim fortalecendo o “Aquecimento Global”.”
2. Por Jocobi & Col. (2015, p. 104):
O oceano contribui decisivamente na remoção da maior parte do carbono
lançado pelo homem na atmosfera. Entretanto, estudos evidenciam que a
capacidade de absorção do gás carbônico pelo oceano vem se reduzindo em
consequência do aquecimento global. Além do aumento do volume de água
(na forma liquida), um dos efeitos do aumento da temperatura no oceano é
sua acidificação, reduzindo sua capacidade de absorver e reter carbono.
O que essa redução da eficiência do oceano em absorver carbono da
atmosfera pode causar? Dê a sua opinião.
Aluno do 2º ano Técnico em Informática – Turma B: “A queda de eficiência da
absorção de CO2 pelo oceano, resultaria no aumento desse gás na atmosfera e
consequentemente no aquecimento global. Nos oceanos encontram-se enormes
reservas de metano e de dióxido de carbono que se encontram congelados, os
chamados hidratos. Porém com a acidificação dos oceanos e o aquecimento global,
estas calotas estão sofrendo derretimento o que tornará o oceano num enorme
emissor de CO2. Concluindo então, que a maior concentração de gás carbônico na
atmosfera, causado pela redução da eficiência de absorção do mesmo pelo oceano,
tornaria o oceano em um emissor do mesmo gás, por causa do derretimento dos
hidratos, o que acabaria por piorará a situação. ”
Aluno do 2º ano Técnico em Informática – Turma A: “Vai facilitar ainda mais a
chegada dos gases no efeito estufa assim aumentando mais a temperatura e como
previsto fortalecendo o aquecimento global. E na minha opinião o futuro do nosso está
em nossas mãos pois somos os causadores do mesmo e os únicos que pode parálo.”
A grande maioria dos estudantes nas duas turmas, participaram ativamente
da aula prática dialogada com objetivo de compreenderem o poder do CO2 na
102
absorção de calor. Relacionaram satisfatoriamente o fenômeno natural Efeito Estufa,
de forma análoga com uma estufa de plantas com a regulação da temperatura.
Apresentaram como sugestões à emissão de gases do efeito estufa, um maior
investimento em fontes energéticas renováveis, tais como, eólica e solar. Sentiram um
pouco de dificuldade na parte do experimento destinada à reação química quando foi
obtido o gás carbônico através de ácido acético e bicarbonato de sódio.
6.7 Questionários Avaliativos
6.7.1 Aquecimento Global
Por fim, são expostos os resultados obtidos pelos estudantes em torno do que
aprenderam em relação ao tema transversal Aquecimento Global nas aulas. Retorno
este, obtido através de pesquisa realizada via Google Formulários.
A figura 49 apresenta o retorno dos estudantes quanto ao que entenderam
sobre o fenômeno Efeito Estufa.
Figura 49 – Efeito Estufa
Fonte: Do autor.
Dos 39 estudantes que participaram deste questionamento sobre a
importância do Efeito Estufa para a manutenção da vida na Terra, a grande maioria,
35 (89,7%) responderam de forma satisfatória a pergunta, retornando ao professor
que tal fenômeno é importante para manter a temperatura da Terra constante, numa
faixa adequada para a vida terrestre.
Sobre os GEE na figura 50, 28 (71,8%) os citaram corretamente. E, em
relação às causas do aumento contínuo dos GEE na atmosfera, 30 (78,9%) dos
estudantes, responderam que isso se deve a atividades antrópicas, como a destruição
de florestas tropicais, e a utilização de petróleo, gás e carvão.
103
Figura 50 – Gases do Efeito Estufa
Fonte: Do autor.
A intensão do professor em sala de aula foi a de explorar o tema transversal
aquecimento global de tal forma que os estudantes entendessem no estudo desse
fenômeno os conhecimentos gerais e básicos em torno desta problemática terrestre
de forma participativa, significativa e crítica por parte dos envolvidos (professor e
estudantes) no processo de ensino e aprendizagem, em especial, nesta etapa final do
trabalho educativo.
6.7.2 Recursos Educacionais G Suíte e Khan Academy
O professor investigou o nível de satisfação dos estudantes quanto à
utilização das ferramentas virtuais educacionais do G Suíte para Educação e Khan
Academy durante todo o percurso processual de ensino e aprendizagem neste
trabalho.
Para 26 (68,4%) dos alunos os recursos educacionais digitais ajudaram a
organizar as tarefas. Ainda em relação à figura 51, para 31 (81,6%) estudantes, os
recursos tornaram a comunicação professor-aluno mais próxima e corriqueira, mesmo
fora da sala de aula.
104
Figura 51 – G Suíte para Educação e Khan Academy
Fonte: Do autor.
Finalmente, todos os estudantes responderam que “sim, o professor explicou
como poderiam utilizar os recursos digitais”, e 35 (92,1%) se sentiram motivados em
realizar as tarefas em tais ambientes educacionais. A seguir, ilustrado na figura 52.
Figura 52 – G Suíte para Educação e Khan Academy II
Fonte: Do autor.
105
Considerações Finais
Propor alternativas ou estratégias facilitadoras de ensino no dia a dia do
cotidiano profissional do educador através de um trabalho educativo inclusivo,
interativo e dinâmico é fundamental para a conquista do respaldo da classe discente
objetivando conquistas exitosas. A Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
para o estudo da Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global, surgiu com essa
finalidade, a de fomentar um ensino com significados, levando muito em consideração
a bagagem intelectual que os aprendizes já possuíam para que pudesse ser mais
“alimentada”, enriquecida, dentro das discussões educativas que foram trazidas pelo
professor durante o percurso didático transcorrido.
No entanto, o sucesso poderá ser confirmado graças a uma sequência de
ensino (ou de aprendizagem) em que seu início, complete o meio e alcance com
eficiência e eficácia seu fim, onde todos as etapas de desenvolvimento, sem exceção,
devem ser encaradas, tanto para professor como estudantes, com o grau de
importância igualitários.
Neste sentido, as ferramentas digitais educacionais que foram utilizadas na
aplicação deste trabalho educativo foram elaboradas como uma possibilidade de
tornar mais constante e transparente, a comunicação professo-estudantes, dentro ou
fora da sala de aula.
Ao longo do processo o educador explorou e discutiu com seus discentes
conteúdos da Termologia, enfatizando conceitos fundamentais da Termometria e
Calorimetria, dentre eles, temperatura e calor. E, a importância de possibilitar nas
aulas a exploração de temas transversais relacionados ao meio ambiente, como é o
caso do Aquecimento Global, uma problemática atual que precisa ser discutida em
sala de aula com maior ênfase e profundidade. Além disso, a possibilidade de
interdisciplinar com outros componentes curriculares da Área do Conhecimento das
Ciências da Natureza, fortalece o processo de ensino-aprendizagem.
Buscou-se neste trabalho adotar, em sua essência primordial, o estudante
como protagonista do processo educativo, tornando-o mais participativo. Foi dado a
ele, estudante, a possibilidade de falar, arguir, concordar, discordar, enfim, envolvê-lo
no processo de tal forma que pudesse contribuir para o seu enriquecimento intelecto
pessoal.
106
Os resultados, obtidos de forma objetiva e subjetiva, foram consolidados
positivamente por parte dos estudantes, o que comprova uma aprendizagem
significativa com criticidade, já que muitas das atividades ofertadas para as turmas
obedeciam a um caráter discursivo, de relação sócio interacional e de
questionamentos críticos, como exemplos: os trabalhos dirigidos sobre artigos (textos)
que envolveram discussão coletiva; a exibição, interação e socialização de vídeoaulas,
documentário e reunião remota; e, a participação crítica dos estudantes antes,
durante e após a realização da atividade experimental. Todos eles, atentando para
uma reflexão dentro da abordagem CTSA – Ciência, Tecnologia, Sociedade e
Ambiente.
O produto educacional aplicado encontra-se disponível para visualização e
download na página <http://mnpef.univasf.edu.br/p01/>.
A expectativa é a de que este trabalho possa abrir caminhos de melhoria
didática para o educador do Componente Curricular de Física com a utilização
pedagógica das tecnologias de educação que foram citadas e exploradas.
Todos os arquivos em vídeo (vídeo-aulas e filme documentário) que foram
utilizados neste trabalho educativo, encontram-se armazenados, com acesso livre, no
endereço eletrônico <https://bit.ly/2WVWWcL>, com exceção do filme documentário
“Seremos História? ”, em virtude dos direitos de exposição. O filme pode ser obtido
segundo as informações do site oficial do documentário
<https://www.beforetheflood.com/screenings/>, através de compra ou aluguel nas
plataformas Apple Itunes, Amazon e Google Play.
107
Referências Bibliográficas
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Secretaria da Educação. Salvador. 2015.
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Caderno Brasileiro de Ensino de Física. v. 19, n. 3. p. 291-313. 2002.
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da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Ministério da Educação. 2000.
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DEMUNER, Lourival; SANTOS, Sérgio Martins dos. Educação CTS/CTSA com
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volume 2: gravitação, ondas e termodinâmica. 8ª Edição. Rio de Janeiro. Editora
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<https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2019/09/SR15_SPM_Portuguese.pd
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108
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YAMAMOTO, Kazuhito; FUKE, Luiz Felipe. Física para o Ensino Médio.
Termologia, Óptica e ondulatória. 4ª Edição. São Paulo. Editora Saraiva. 2016.
109
110
APÊNDICE A – PRODUTO EDUCACIONAL
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO – UNIVASF
PROGRAMA NACIONAL DE MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA
(MNPEF) – POLO 08 – JUAZEIRO BA.
EZIO DOS SANTOS DANTAS DA CONCEIÇÃO
UNIDADE DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA PARA O
ESTUDO DA TERMOMETRIA, CALORIMETRIA E AQUECIMENTO GLOBAL
POR MEIO PLATAFORMAS DE APRENDIZAGEM ONLINE
Juazeiro BA
2021
111
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO – UNIVASF
PROGRAMA NACIONAL DE MESTRADO PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA
(MNPEF) – POLO 08 – JUAZEIRO BA.
UNIDADE DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVA PARA O
ESTUDO DA TERMOMETRIA, CALORIMETRIA E AQUECIMENTO
GLOBAL POR MEIO PLATAFORMAS DE APRENDIZAGEM ONLINE
EZIO DOS SANTOS DANTAS DA CONCEIÇÃO
Produto de Mestrado apresentado ao Programa
de Pós-Graduação (Universidade Federal do Vale
do São Francisco – UNIVASF) no Curso de
Mestrado Profissional do Ensino de Física –
MNPEF, como parte de requisito necessário à
obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.
Orientador: Prof. Dr. Militão Vieira Figueredo.
Juazeiro BA
2021
112
Dedico esse trabalho em especial à
minha esposa e meus dois filhos pela
cooperação, solidariedade, carinho,
paciência e motivação durante o
transcorrer do curso de Mestrado. Aos
meus pais, em memória, a minha gratidão
pelos anos de educação e amor. Às
minhas irmãs e sobrinho. Ao meu
Orientador, por ter me levado a pensar,
investigar, discutir, criar e nortear os
rumos de construção e aplicação do
produto educacional ora apresentado. A
dedicatória se estende a todos os
professores do Mestrado de Ensino da
Física e aos meus colegas de curso das
turmas 2017, 2018 e 2019.
113
“Alterações de alguns graus na
temperatura são suficientes para
provocar desde indisposições físicas nos
seres humanos até grandes alterações
climáticas que afetam todos os ciclos
biogeoquímicos. O derretimento mais
acentuado das geleiras, é uma das
consequências do aquecimento global. ”
(YAMAMOTO & FUKE, 2016, p. 11).
114
Apresentação
O Produto Educacional que será apresentado foi idealizado, desenvolvido e
aplicado mediante a participação do autor no curso “Uso Pedagógico das Tecnologias
Educacionais” de servidores / educadores efetivos da rede pública da Secretaria de
Educação do Estado da Bahia no ano de 2018. O curso on-line a distância, naquela
oportunidade ofertado, foi ministrado com o envolvimento de uma parceria entre
Universidade Federal do Estado da Bahia-UFBA, Instituto Paramitas e Secretaria de
Educação - SEC BA, o que proporcionou aos educadores uma formação instrucional
sobre como utilizar no ambiente escolar as ferramentas educacionais dispostas no
ambiente Google para a Educação. Todos os professores adquiriram, com a
participação no curso, um e-mail pessoal e-Nova, como forma de utilizar os vários
aplicativos educacionais inseridos no Google através do Programa e-Nova Educação.
Importantes salientar, que, além dos professores, os estudantes da rede estadual
também adquiriram e-mails e-Nova educacionais. Os colégios da rede estadual de
ensino do estado da Bahia vêm recebendo Chromebooks, como forma de facilitar o
acesso dos estudantes aos vários recursos e aplicativos educacionais do Google para
a Educação como modo de promover a interação professor – alunos dentro e fora da
sala de aula.
Baseado nessa formação, desde então, o autor começou a trabalhar com
didáticas pedagógicas com a utilização de tais ferramentas de ensino da plataforma
Google o que dinamizou muito a prática, facilitando o planejamento, reduzindo o
trabalho e liberando tempo para outras atividades.
Importante enfatizar, que o Programa e-Nova Educação foi concretizado,
diante de uma parceira Governo do Estado e o Google, ou seja, a união vem
possibilitando o acesso do uso pedagógico das tecnologias para professores e
estudantes da rede estadual de ensino.
O produto educacional que será exposto com as orientações de aplicação e
sequência planejada poderá ser empregado com as ferramentas educacionais mesmo
que não exista parceria entre a secretaria de educação onde o leitor professor atua
com o Google, mas, deixando bem claro que todos os envolvidos, professor e
estudantes, deverão possuir contas e-mails Google e que alguns aplicativos, como
exemplo o Google Drive (armazenamento de arquivos), se limita a 15 Gigabytes. Para
os professores e estudantes da rede de ensino da Bahia e para outras regiões onde
115
as secretarias de educação estabelecem parceria com o Google o acesso de
armazenamento de arquivos ao Google Drive é ilimitado.
Aprimorado no descrito anterior, foi criada uma Unidade de Ensino
Potencialmente Significativa, para abordar conceitos de várias temáticas dentro da
Termometria e Calorimetria, tendo em vista a compreensão do Tema Transversal
Aquecimento Global com a utilização de ferramentas educacionais do G Suíte /
Google para Educação e plataforma Khan Academy.
Foi definida uma sequência didática planejada de dezessete horas-aulas que
serão esclarecidas no transcorrer desse documento que poderá ser, também,
compreendido como um material instrucional para educadores que atuam na docência
do Componente Curricular Física, mais especificamente professores do 2º ano do
Ensino Médio da Educação Básica Nacional. Importante acrescentar que a eficácia
dos resultados dependerá de condições propícias à utilização das ferramentas
educacionais citadas anteriormente, no espaço escolar, ou seja, um laboratório de
informática com infraestrutura cabível para as aulas no transcorrer da sequência de
ensino (computadores em boas condições de uso) e internet com velocidade
considerável são essenciais para o sucesso do trabalho.
Espero que o trabalho que será apresentado possa de alguma forma contribuir
com a qualidade do ensino no Componente Curricular Física alinhado a outras áreas
importantes do conhecimento, como àquelas ligadas à questão ambiental,
beneficiando educadores da área, e, por conseguinte, que a aprendizagem dos
estudantes possa fluir de forma significativa, com prazer, empolgação, dinamismo e
eficácia, fazendo lembrar que os recursos utilizados neste trabalho poderão ser
adequados às necessidades de cada colegiado escolar atendendo aos anseios do
professor e, em especial, dos estudantes.
116
1 Unidade de Ensino Potencialmente Significativa
O produto educacional foi construído levando-se em consideração a criação
de uma unidade de ensino potencialmente significativa, através de ferramentas
educacionais das plataformas de ensino Google para a Educação e Khan Academy,
mediante a uma sequência de ensino distribuída em um total de 17 horas-aulas (cada
hora-aula com 50 min de duração).
Tomando-se por base a ideia de um tema gerador atual, o Aquecimento
Global, foram explorados para o processo de ensino-aprendizagem conteúdos de
Termometria e Calorimetria, obedecendo a uma sequência didática planejada e
direcionada ao público alvo, isto é, estudantes do 2º ano do Ensino Médio de um
centro de educação profissional na cidade de Uauá BA.
A unidade de ensino anteriormente intitulada foi idealizada por conta das
orientações apresentadas por Antoni Zabala em sua obra: A Prática Educativa. Como
ensinar.
Zabala (1998, p. 53) sobre as Sequências de Ensino / Aprendizagem ou
Didáticas expõe:
Os tipos de atividades, mas sobretudo sua maneira de se articular, são um
dos traços diferenciais que determinam a especificidade de muitas propostas
didáticas. Evidentemente, a exposição de um tema, a observação, o debate,
as provas, os exercícios, as aplicações, etc., podem ter um caráter ou outro
segundo o papel que se atribui, em cada caso, aos professores e alunos, à
dinâmica grupal, aos materiais utilizados, etc. Mas o primeiro elemento que
identifica um método é o tipo de ordem em que se propõem as atividades.
Desse modo, pode se realizar uma primeira classificação entre métodos
expositivos ou manipulativos, por recepção ou por descoberta, indutivos ou
dedutivos, etc. A maneira de situar algumas atividades em relação às outras,
e não apenas o tipo de tarefa, é um critério que permite realizar algumas
identificações ou caracterizações preliminares da forma de ensinar.
Significativa por causa dos princípios facilitadores de uma aprendizagem
crítica de Marco Antônio Moreira, destacando-se a importância do conhecimento
prévio do estudante, a diversidade de estratégias de ensino e o abandono da narrativa
do professor, colocando o discente como protagonista do processo ensinoaprendizagem,
princípios esses essenciais para o trânsito de uma educação de
qualidade e eficaz que enriquece o debate educativo transformando-o em um
momento de muito prazer e aprendizado.
Importante salientar que o produto educacional que será exposto para os
leitores nos próximos capítulos, também, se preocupou, em explorar o mecanismo da
interdisciplinaridade durante o transcorrer da sequência de ensino planejada. Temas
117
sobre Biologia e Meio Ambiente, além, claro, de conteúdos ligados à Termologia,
tendo como grandezas principais o calor e a temperatura.
O Quadro 1 a seguir apresenta em síntese geral a sequência de ensino do
produto educativo.
Quadro 1 – Síntese Geral do Produto Educacional
Sequência de Ensino - Termometria, Calorimetria e Aquecimento global.
Fases Fases descritivas Aulas
Investigação –
Aquecimento Global
Aulas teóricas e
expositivas I –
Termometria.
Aulas teóricas e
expositivas II –
Calorimetria.
Aulas com estudos
dirigidos I –
Aquecimento Global.
Aulas com estudos
dirigidos II –
Aquecimento Global.
Aulas Expositivas –
Cinema
Documentário.
Aula Prática –
Atividade
Experimental.
Questionários
Avaliativos.
* Investigando os conhecimentos prévios dos
estudantes – Google Formulários
* Aulas teóricas com intervenção de exercícios
sobre o estudo da Termometria (conceitos
básicos, escalas termométricas e
conversões) no Google Sala de Aula e
Khan Academy.
* Aulas teóricas com intervenção de exercícios
sobre o estudo da Calorimetria (conceitos
básicos, equilíbrio térmico e processos de
propagação de calor) no Google Sala de
Aula.
* Aulas dirigidas sobre os textos: 1. Como a
Mudança Climática afeta a Biodiversidade?
2. Efeito Estufa. Utilização da Khan
Academy.
* Estudo dirigido sobre o texto: Questões
Ambientais Internacionais – Aquecimento
Global. Utilização da Khan Academy.
* Aula expositiva sobre o Filme
Documentário “Seremos História? ”
Conferência Professor-Aluno com Google
Meet.
* Aula prática de atividade experimental que
ilustra a capacidade de o gás carbônico
absorver calor – Efeito Estufa e Aquecimento
Global. Roteiro no Google Sala de Aula.
* Aplicação de questionários avaliativos
para detectar a aprendizagem dos estudantes
com a utilização do Google Formulários.
TOTAL DE AULAS
Fonte: Do autor.
1 aula
3 aulas
4 aulas
2 aulas
2 aulas
2 aulas
2 aulas
1 aula
17 aulas
Observação: para a utilização das plataformas online foram necessárias,
antes da aplicação do trabalho educacional, três horas-aulas para a formação das
turmas virtuais.
A seguir, o produto educacional distribuído em sequência de horas-aulas, em
forma de material instrucional para professores, se constituindo como uma unidade
118
significativa interessante na perspectiva de um ensino inovador para educadores e
motivador participativo para estudantes do Ensino Médio do território nacional.
2 Criação da Sala Aula Google Física Virtual
O Google Sala de Aula é uma plataforma de ensino em que educadores
podem criar turmas virtuais, distribuir tarefas, enviar feedback e o material gerado em
um único lugar. Podem gerenciar tarefas e se comunicar com os alunos e os
responsáveis deles. Além disso faz com que a aula não seja necessariamente dentro
da ambiente sala de aula, ou seja, o estudante poderá desenvolver sua atividade
utilizando o computador, Chromebook ou celular onde quer que esteja, desde que seu
instrumento de acesso ao Google Sala de Aula tenha acesso à internet. Gratuito para
as escolas e sem custo adicional, educadores podem acompanhar o progresso de
cada aluno para melhorar seu desempenho. Para a criação desse ambiente é
necessário que a escola onde o educador atua, ou secretaria de educação (municipal
ou estadual), tenha alguma parceria com o Google para a Educação. Caso contrário,
a formação da turma só poderá ocorrer caso professor e estudantes tenham contas
e-mails Google vinculadas / contas pessoais.
2.1 Como criar a classe do Componente Curricular Física no Google Sala de
Aula?
O primeiro passo é acessar / logar seu e-mail, seja ele institucional ou pessoal.
Logo após, no campo relacionado aos aplicativos do Google, que fica localizado no
canto superior direito em formato de nove pontinhos, é só clicar e localizar na
disposição de recursos o Google Sala de Aula, que aparecerá com a imagem de um
quadro verde com borda laranja (poderá aparecer com seu nome em inglês – Google
Classroom). Se não encontrar na primeira tela basta ir para a opção “mais” onde será
facilmente localizado logo abaixo, conforme identificação na lista de aplicativos. As
figuras 1 e 2 na sequência ilustram esse primeiro passo.
119
Figura 1 - Google Acesso Aplicativos
Fonte: Do autor
Figura 2 – Google Classroom / Sala de Aula
Fonte: Do autor
Caso ache mais fácil após logar sua conta, você poderá digitar no campo de
pesquisa do Google, “Google Classroom”, e clicar no primeiro link resultante da
pesquisa, que será direcionado para a plataforma, conforme apresentação na figura
3.
120
Figura 3 – Pesquisa Google Classroom
Fonte: Do autor.
O interessado será encaminhado para o Google Sala de Aula onde terá a
oportunidade de criar a classe de Física.
É chegado o momento de criar a sala de aula do Componente Curricular Física
no Google Classroom. Para isso o educador deverá clicar no ícone “mais” onde
identificará duas opções, uma para o professor (criar turma), outra para o estudante
(participar da turma). Nesse primeiro momento deverá clicar em criar turma.
A imagem (figura 4) a seguir ilustra bem o local para a criação da classe,
lembrando que no mesmo espaço o educador encontrará a expressão “participar da
turma” que nesse caso destina-se, apenas para estudantes no momento que forem
convidados através do administrador da turma, no caso o professor do Componente
Curricular de Física, principalmente fora da sala de aula.
Figura 4 – Criar turma de Física.
Fonte: Do autor.
Continuando a criação da turma, o próximo passo será o de definir a
nomenclatura da turma (figura 5), nesse caso opcional para o educador. Já que o
121
objetivo é o de utilizar os aplicativos educacionais do Google para definir uma
sequência de aprendizagem para conteúdos de Física, no caso desse trabalho com o
estudo da Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global, o ideal seria o nome do
espaço relacionado aos assuntos que serão abordados no transcorrer das aulas.
Figura 5 – Descrição da turma.
Fonte: Do autor.
Observa-se que para criar a turma o educador terá como opções de descrição
o nome da sala de aula, o assunto que será abordado, além do número que a
identifica, o que não se constitui como uma obrigatoriedade para sua criação. Depois
de preenchidos os campos é só clicar em criar, que será automaticamente
encaminhado para a nova sala de aula definida.
O professor perceberá o registro de um código que possibilitará aos
estudantes a participação da Sala de Aula do Componente Curricular Física recémcriada.
O educador, também poderá inserir seus estudantes através do e-mail Google
que cada um possuir através do campo “pessoas”. Feito isso o espaço educacional
de Sala de Aula do Componente Curricular Física estará criado (ver figura 6)
aguardando o aceite dos estudantes convidados. Depois que todos os estudantes
estiverem aceitos o convite para participarem da sala de aula, o professor estará apto
para utilizar o espaço proporcionando aos seus discentes a oportunidade de
interagirem constantemente, dentro ou fora da classe.
122
Figura 6 – Sala de aula / Componente Curricular Física
Fonte: Do autor.
2.2 Como criar o Google Chat – Sala de Bate Papo?
O Google Chat é um aplicativo de mensagens criadas para equipes. As
equipes podem trabalhar, interagir e se relacionar com facilidade em um só espaço.
O objetivo da utilização desse ambiente é o de facilitar o intercâmbio entre professoraluno
e aluno-aluno, ainda com a possibilidade de inserção de pais e/ou responsáveis
por estudantes. Trata-se de um recurso importante quanto a quesitos relacionados a
dúvidas, informações, questionamentos em geral, enfim, um espaço com finalidades
de comunicação quase que diária entre professor, estudantes e pais (ou
responsáveis) de alunos. Essas salas virtuais são fundamentais com o propósito de
manter as discussões educativas a longo do tempo para monitorar o andamento dos
trabalhos educacionais.
O Chat do Google é acessado (figura 7) a partir do mesmo botão que permite
abrir os vários aplicativos educacionais do Google para a Educação. Também poderá
ser baixado em celulares. Observe a imagens a seguir, que identifica o Chat na lista
de aplicativos do Google para Educação.
Figura 7– Identificação do Google Chat
Fonte: Do autor.
123
Clicando no ícone relacionado ao Google Chat o professor será levado a essa
plataforma onde será possível criar os ambientes/salas (“Criar sala”) de bate papo
com a inserção de estudantes através dos seus e-mails institucionais e-Nova ou e-
mails particulares Gmail conforme apresentação na figura 8.
Figura 8– Criação da Sala de Bate Papo
Fonte: Do autor
É importante destacar que a nomenclatura da sala de bate papo no Google
Chat fica a critério do educador levando-se em consideração o objetivo da formação
do espaço, seja para direcionar os trabalhos de uma turma em específico, ou, discutir
com os estudantes sobre um projeto didático, realização de seminário, exposição e/ou
apresentação de um experimento. Enfim, a sala tem a finalidade de criar o ambiente
de trabalho proposto pelo professor, facilitando o intercâmbio e o feedback no
processo de ensino e aprendizagem. No caso do trabalho apresentado, as salas de
bate papo no Chat do Google criadas estão ligadas diretamente ao 2º ano do Ensino
Médio, visto que a sequência se destina ao aprendizado de conteúdos de Física da
ementa curricular dessa etapa escolar da Educação Básica, ou seja, Termometria,
Calorimetria e Aquecimento Global.
Após clicar em “Criar sala” o professor será direcionado no mesmo ambiente
Chat a definir, especificar o ambiente levando-se em consideração, como foi exposto
anteriormente, a finalidade do espaço. Portanto, é muito importante estar bem
explícita a nomenclatura da sala chat interligada ao propósito da mesma, ou seja, a
intenção de discussões no novo ambiente criado.
A figura 9 a seguir apresenta o campo de especificação do Chat que será
criado pelo educador.
124
Figura 9– Especificação da Sala de Bate Papo e Criação.
Fonte: Do autor.
Finalizada a identificação (ou especificação) da sala, o professor poderá clicar
em “criar” para concluir a formação do ambiente de discussões educacionais no que
tange ao Componente Curricular Física do Ensino Médio. Nesse momento o professor
será encaminhado para o campo de inclusão de estudantes clicando em “adicionar
participantes” (ver figura 10), e, caso ache necessário, além de alunos, os pais (ou
responsáveis) dos mesmos também poderão ser incluídos na sala, desde que
possuam uma conta Gmail. A figura 11 apresenta o campo destinado à inclusão dos
estudantes através de suas contas do Gmail.
Figura 10– Adicionar participantes no Chat.
Fonte: Do autor.
Figura 11– Campo destinado à inclusão de participantes da Sala.
Fonte: Do autor.
125
Feito isso a Sala de Bate Papo Google Chat estará totalmente apta para os
diálogos educacionais no componente curricular da Ciência da Natureza Física entre
professor, estudantes e até pais (ou responsáveis).
3 Criação das Turmas no Khan Academy
A plataforma de ensino Khan Academy é inteiramente gratuita com vasto
campo de materiais educacionais inseridos. O educador poderá formar turmas a partir
de convites para seus alunos, o que chama muita atenção nesse ambiente, além,
claro, de um acervo fantástico de conteúdo das mais distintas áreas do conhecimento.
Arquivos como vídeo-aulas, artigos, exercícios distribuídos em níveis (dos mais
simples aos mais complexos) são dispostos nesse espaço, oportunizando ao docente
e estudantes um acervo de conteúdos dos mais variados componentes curriculares.
O que entusiasma é que a Khan Academy pode ser utilizada mediante
integração com a Sala de Aula do Google, possibilitando ao professor distintas formas
de condução metodológicas ao alunado.
Bom destacar que tal espaço educacional foi criado a partir da ideia de Salman
Almin Khan, educador americano, que começou gravando vídeo-aulas para seus
familiares, criando posteriormente um canal no YouTube. O sucesso surgiu de forma
imediata, possibilitando a criação dessa plataforma de ensino voltada para
professores e estudantes, em especial, nas áreas da matemática e das ciências.
O projeto e-Nova da Secretaria de Educação do Estado da Bahia via curso
sobre o Uso Pedagógico de Tecnologias Educacionais, já citado antes, também
abrangeu para os educadores daquele estado, o conhecimento quanto à utilização da
Khan Academy. A “Khan” colaborou no aspecto metodológico e foi utilizada para
aprofundar conceitos importantes e fundamentais da Termometria, Calorimetria e
Aquecimento Global, que serão explícitos no decorrer desse trabalho.
A seguir um tutorial, bem resumido, no que tange a formação das turmas na
Khan Academy, bem similar à criação das salas de aula no Google Sala de Aula.
O primeiro passo é acessar o endereço <https://pt.khanacademy.org/>,
página de abertura do ambiente (figura 12) e clicar no ícone “professores”, visando a
formação do grupo escolar com a participação do professor, que será o administrador
da turma em que poderá direcionar os trabalhos e a interação com os estudantes.
126
Figura 12 – Vista página de acesso ao Khan Academy I
Fonte: Do autor.
Após clicar no campo “professores” o professor será direcionado para a
página de inscrição onde deverá acessar “Continuar com o Google” (ver figura 13),
pois poderá entrar na plataforma utilizando o e-mail pessoal Google ou e-mail e-Nova
Educação.
Figura 13 – Vista página de acesso ao Khan Academy II
Fonte: Do autor.
Caso o professor já esteja com login da conta Gmail ativada em seu notebook,
desktop ou celular, será direcionado automaticamente para o espaço de criação de
turmas com nome do professor criado pela Khan (que posteriormente o educador
poderá mudar através das configurações pessoais do sistema), bem similar à sua
grafia correta.
O passo seguinte será o de adicionar a turma, o que é bem simples, uma vez
que alguma turma já foi formada através do Google Sala de Aula, no caso em
127
específico a turma do componente curricular Física. Como já foi colocado, a Khan
Academy pode agir de forma integrada com a Classe de Física no Google. Vamos
apenas inseri-la conforme as ilustrações nas figuras 14 e 15 na sequência.
Figura 14 – Adicionar nova turma.
Fonte: Do autor
O professor irá importar a turma do Google Sala de Aula, clicando também no
campo e logo depois selecionar uma turma (lembrando sempre que a turma já deverá
de forma antecipada estar criada no Google Sala de Aula.
Figura 15 – Importar sua turma do Google Sala de Aula.
Fonte: Do autor
Logo após a turma ser importada para a plataforma Khan Academy o
professor poderá escolher o curso que deseja sugerir para os alunos, isto é, se nesse
caso optar para o componente curricular Física (figura 16). Os estudantes em seus
respectivos e-mails Google receberão convites para participarem da turma recémcriada,
que, a partir do momento que forem aceitando, automaticamente serão
direcionados para o mais novo ambiente educacional digital de sala de aula.
128
Figura 16 – Sugerir Curso na Khan Academy
Fonte: Do autor.
Pronto, a turma será concluída e professor e estudantes poderão desfrutar de
vídeo-aulas, artigos e exercícios sobre os mais variados conteúdos de Física. Nesse
trabalho em específico, o produto educacional foi direcionado, reiterando, para tratar
de assuntos ligados à Termologia.
4 Criação de Formulário
O Google Formulários é uma ferramenta que visa criar alguma avaliação para
uma determinada finalidade tendo como principal trunfo o fato de o criador ou autor
do teste/prova/pesquisa, receber automaticamente o resultado e colher informações
acerca do conhecimento dos envolvidos que participaram do exame.
São vários os tipos de questões que podem ser criadas com a utilização desse
aplicativo do Google para Educação. No caso desse trabalho o formulário foi criado
com a intenção verificar os conhecimentos prévios dos estudantes em torno de um
assunto de extrema relevância mundial: o Aquecimento Global. Por que Aquecimento
Global? Entender e compreender a ciência por traz do fenômeno requer conhecimento
de Física, principalmente daqueles ligados à Termometria e Calorimetria.
A pesquisa foi idealizada com intuito de averiguar o conhecimento dos
estudantes em torno desse problema e, a partir dos resultados colhidos, a depender
dos mesmos, encaminhar contextos dinâmicos de discussões e interações entre
professor e alunos em sala de aula.
Sendo assim, o Google Formulário para o trabalho em apresentação foi
utilizado para coletar dados dos estudantes sobre determinado tema.
129
Para construí-los, nos “pontinhos” de identificação dos aplicativos do G-Suíte
localizar o Formulários conforme figura 17 a seguir.
Figura 17 – Localização do aplicativo Google Formulários
Fonte: Do autor.
A seguir, “criar um novo formulário”, seguindo as orientações de perguntas de
múltipla escolha com resposta obrigatória, não esquecendo de acrescentar o título do
formulário e a descrição do mesmo. Ao término da digitação de perguntas e respostas
seguido dos requisitos anteriores o professor poderá clicar em “enviar” para direcionar
a pesquisa em formato de coleta de dados para os estudantes – ver figura 18.
Figura 18 – Formulário sem título
Fonte: Do autor
Na sequência, figura 19, o formulário a acerca dos conhecimentos prévios do
fenômeno Aquecimento Global (o questionário encontra-se no Apêndice B) deve ser
encaminhado para os estudantes com um título sugestivo.
130
Figura 19 – Formulário Aquecimento Global
Fonte: Do autor
Depois de concluído o formulário o professor poderá encaminhá-lo clicando
em “enviar” (ver figura 20). A partir disto será deslocado para a página de inserção
dos e-mails Google dos estudantes. Depois de preenchido é só encaminhar que os
alunos receberão em suas caixas eletrônicas para responderem. O professor receberá
automaticamente as repostas na medida em que os estudantes forem concluindo. No
campo “respostas”, caso os estudantes já tenham, todos, respondido o questionário,
o professor já poderá averiguar os resultados em formato inclusive de dados
estatísticos, conforme é ilustrado um exemplo na figura 21. Neste sentido ficará mais
evidente o conhecimento ou não dos alunos em torno do tema Aquecimento Global.
Figura 20 – Enviar formulário por e-mail
Fonte: Do autor
131
Figura 21– Coleta de dados Exemplo
Fonte: Do autor
Os resultados da pesquisa sobre os conhecimentos prévios dos estudantes
são coletados automaticamente o que possibilita ao professor um diagnóstico mais
preciso sobre o grau de instrução dos alunos em torno da proposta, proporcionando
uma visão mais detalhada do conhecimento da turma. Tais resultados podem ser
verificados coletivamente, ou seja, o professor terá informações relacionadas ao
conhecimento prévio particular de cada estudante, e, também, da turma como um
todo. A expectativa é a de que os estudantes sejam incentivados em aprender um
pouco mais sobre o fenômeno Aquecimento Global. Compete a nós, professores, do
ponto de vista da antiga filosofia da natureza e agora ciência Física, fundamentar a
compreensão neste assunto objetivando metas de alcance interdisciplinar.
Os próximos dois capítulos destinam-se ao ensino da Termometria (conceito,
escalas termométricas e conversões) e Calorimetria (conceitos, equilíbrio térmico e
processos de propagação de calor), visando compreensão científica básica em torno
do fenômeno Aquecimento Global.
5 Aulas Expositivas Termometria
A partir desse momento o professor propõe o estudo da Termometria para os
alunos utilizando como ferramenta educacional digital a Sala de Aula Física no Google
132
com a proposta de apresentar aos educandos as definições de Temperatura e Calor,
além de diferenciar e inter-relacionar estes conceitos, oportunizando o conhecimento
histórico em torno do assunto que será elucidado.
Por exemplo, Sampaio (2005, p. 146-147) apresenta em sua obra algumas
teorias relacionadas às primeiras ideias sobre o calor:
Para alguns pensadores, o calor seria um fluido invisível e muito leve, que
mais tarde foi chamado calórico por Lavoisier (1743-1794). Na realidade,
Lavoisier chegou a incluir o calórico na sua lista de elementos químicos.
Segundo essa teoria, um corpo esquentaria ao receber calórico e esfriaria ao
perder calórico. Quando um corpo quente era colocado em contato com um
corpo frio, o calórico passaria de um para o outro até que os dois corpos
ficassem igualmente quentes (ou igualmente frios). A partir desse momento,
cessaria a passagem de calor. Mais tarde essa situação foi chamada de
equilíbrio térmico.
Ou seja, é fundamental a discussão histórica científica do estudo do calor e
temperatura para os estudantes. Partindo desse pressuposto, pretende-se aqui nesse
trabalho não só estudar conceitos básicos de Termometria e Calorimetria, mas
compreendê-los através do resgate de ideias primordiais que venham possibilitar aos
estudantes um mecanismo para se interessar pelo conteúdo.
5.1 Calor e Temperatura
Com a utilização da ferramenta educacional digital Khan Academy foi
oportunizado para os estudantes a leitura do Artigo Calor e Temperatura, tendo como
principais pontos as definições de Temperatura, Calor e Equilíbrio Térmico. O artigo
também apresenta abordagem histórica sobre os primeiros conceitos de Calor através
da ideia de alguns pensadores filosóficos, dentre alguns, Empédocles (492 - 432 a.C.),
Aristóteles (384 - 322 a.C.) e Platão (427 - 347 a.C.). O artigo está disponível no
endereço <https://bit.ly/2ZcUS1c>. O professor encaminha o artigo através do Khan
Academy para a turma do Google Sala de Aula conforme apresentado na figura 22.
Figura 22– Artigo – Calor e Temperatura. Plataforma Khan Academy
Fonte: Disponível em: <https://bit.ly/2ZcUS1c>
133
Na sala de aula Google de Física o artigo ficará disponibilizado para os
estudantes conforme ilustração na figura 23. Clicando no link, o aluno será
encaminhado automaticamente para a plataforma Khan Academy onde terá, na
íntegra, todo o artigo para a disposição da leitura.
Figura 23– Artigo – Calor e Temperatura. Sala de Aula Física Google
.
Fonte: Do autor.
A proposta de leitura de pequenos artigos para estudantes é fundamental,
pois além de motivar a classe no âmbito da prática de ler. A plataforma Khan Academy
dispõe de muitos artigos, resumidos e simples, incentivando no educando o quão
significativo é tal atitude. Os educadores têm papel fundamental nesse ponto, pois é
de sua responsabilidade o planejamento e organização dessas atividades, por meio
de lições destinadas a prática da leitura, interpretação e discussão, essenciais na
construção do processo ensino aprendizagem.
Observação: a leitura do artigo poderá ser realizada em sala de aula com a
utilização dos Chromebooks ou celular através do e-mail e-Nova institucional ou e-
mail Google dos estudantes mediante a disposição de internet local. A utilização aqui,
dos Chromebooks, foi importante na aplicação e organização do espaço, o que valerá
para toda a trajetória da sequência didática quando sobre a utilização das ferramentas
educacionais digitais do Google para Educação e Khan Academy, em sala.
Após a leitura, para casa, o professor propõe para os estudantes uma
discussão em sala de aula do artigo “Calor e temperatura”. Importante ressaltar, que
atividades propostas para casa se constituem como fundamentais na construção do
processo de retorno da aprendizagem por partes dos estudantes, pois os possibilita a
avaliação da compreensão do conteúdo pelos alunos que detecta o nível de
aprendizagem pelos alunos.
134
A figura 24 ilustra a proposta de atividade sobre o artigo “Calor e temperatura”.
Figura 24– Atividade – Calor e Temperatura / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
Sobre a proposta de atividade na Sala de Aula Física Google, o professor
poderá, além de postar a atividade voltada para a realização em casa, definir a
pontuação, data limite de envio por parte do estudante e alterar ou remodelar suas
instruções. Aqui, no caso, foi apresentada uma sugestão de proposta de atividade, o
que poderá ser modificada levando-se em consideração a realidade local e social dos
alunos.
Na aula seguinte o professor introduz a temática relacionada ao estudo das
escalas termométricas e conversões. Para essa aula foi utilizada a prática em sala de
aula através do quadro branco de exercícios com essa finalidade, em especial,
questões contextualizadas voltadas para a prática de conversões de uma escala
termométrica para outra. A utilização do livro didático adotado pelo colégio será
relevante mediante aos exercícios que serão propostos e resolvidos em sala de aula
com discussão professor-alunos.
5.2 Conceitos de Termometria, Escalas e Conversões
Para incentivar os estudantes quanto à próxima aula é sugerido uma
animação em vídeo de pouco mais de dois minutos de duração onde são abordados
de forma bem sucinta as definições de temperatura, calor e escalas termométricas
consideradas. O vídeo pertence a um canal do YouTube denominado “O incrível
Pontinho Azul”, voltado para crianças e adolescentes que apresenta conceitos
científicos. O canal utiliza-se da figura de um personagem como professor - “Bill
Tyson” que tem um pouco a semelhança do grande cientista Carl Sagan. Aborda
135
conceitos dos mais variados conteúdos de Física, Química, Biologia e Astronomia de
forma bem lúdica e atrativa.
A ideia foi a de disponibilizar na Sala de Aula Física Google o vídeo para os
estudantes assistirem. O vídeo está disponível no endereço <https://bit.ly/3251sJ5>
com o título “Escalas termométricas – diferentes formas de medir a temperatura”.
A Sala de Aula Física Google tem a possibilidade de encaminhar material ou
atividade para o estudante anexando um link importante onde se encontra algum
artigo, um vídeo educativo interessante para enriquecer o conteúdo que é proposto
em sala de aula, um material em Word (ou PDF) visando estudo dirigido, enfim, vários
recursos de postagem nesse ambiente para os discentes. Nesse caso em específico
foi direcionado para os estudantes o vídeo anteriormente mencionado para introduzir
o assunto relacionado às escalas termométricas e conversões. A seguir, na figura 25,
ilustração do vídeo.
Figura 25 – Vídeo animação Escalas Termométricas
Fonte: Disponível em <https://bit.ly/3251sJ5>.
Também, através do Google Sala de Aula, foi disponibilizado para os
estudantes material em Slides sobre temas importantes da Termometria. O educador
em sala de aula, apresenta e explica os assuntos e, logo após, o material fica
disponibilizado para os estudantes estudarem de forma extraclasse. Um ponto crucial
no trabalho dedicado aos estudantes é o fato de que todo material exposto nas aulas
é direcionado para o Google Sala de Aula Física, isto é, o estudante por tempo
indeterminado tem ao seu alcance e a sua disposição o acesso aos conteúdos que
foram apresentados pelo educador durante as aulas em classe.
136
A seguir, na figura 26, imagem relacionada ao material em formato Power
Point utilizado pelo professor para o estudo da Termometria.
Figura 26– Slides Termometria - Temperatura, Calor, Equilíbrio Térmico, Energia
Térmica, Escalas e Conversões.
Fonte: Do autor.
Observação: a referência quanto a produção do Power Point é destinada ao
livro didático adotado do 2º ano Ensino Médio no colégio onde foi aplicado o Produto
Educacional que está sendo apresentado. Livro de Física “Física para o Ensino Médio.
Termologia, Óptica e Ondulatória”, de Kazuhito Yamamoto e Luiz Felipe Fuke, de
2016.
Ainda em relação à Figura 26, o professor ao término da apresentação do
Power Point, em sala de aula com a utilização do quadro branco, estabelece a
dedução das relações entre as três escalas termométricas consideradas nos dias de
hoje (Celsius, Fahrenheit e Kelvin), além de resolver exercícios e/ou questões
propostas (algumas contextualizadas) envolvendo conversões, Celsius – Kelvin,
Celsius – Fahrenheit, Fahrenheit – Kelvin, e, vice-versa.
A estimativa para o desenvolvimento dessa subsequência de ensino é de três
horas aulas.
137
6 Aulas Expositivas Calorimetria
Utilizando a mesma metodologia do capítulo anterior, o professor proporá aos
seus estudantes uma nova subsequência de ensino com duração de quatro horas
aulas para ministrar conteúdos sobre conceitos básicos de Calorimetria. Nessa
perspectiva o educador se valerá das ferramentas educacionais digitais do Google e
também da Khan Academy, além, é claro, de utilizar o livro didático adotado pelo
colégio, para explanar e explicar conceitos básicos de calor (calor sensível, calor
latente, calor específico, capacidade térmica, etc.) e as formas conhecidas de
processos de propagação de calor (condução térmica, convecção térmica e irradiação
ou radiação térmica).
6.1 Revisando conceitos / Temperatura, Calor e Equilíbrio Térmico.
O professor introduz o conteúdo através de uma revisão sobre os conceitos
de temperatura, calor e equilíbrio térmico discutidos nas aulas anteriores.
Levando-se em consideração a proposta de revisão de conteúdos de
Termometria e a introdução ao estudo da Calorimetria, foi disposto no ambiente
Google Sala de Aula Física das turmas uma vídeo-aula de aproximadamente sete
minutos, do canal do YouTube Brasil Escola, onde é apresentado de forma bem clara
e objetiva conceitos primordiais do ponto de vista da compreensão futura de outros
temas da Calorimetria. O vídeo está disponibilizado através do endereço eletrônico
<https://bit.ly/2AOPlEY>.
O professor em sala de aula exibe o vídeo para os estudantes realizando
intervenções, dando oportunidade aos estudantes de participarem visando um estudo
de revisão do tema já explorado nas aulas passadas. Esse vídeo ficará disponibilizado
para os estudantes de forma permanente, assim como todo e qualquer material
depositado pelo professor, na ferramenta educacional Google Sala de Aula Física
(desde que o educador – administrador não o exclua da sala de aula virtual). As figuras
27 e 28 exibem, respectivamente, a disposição do link da vídeo-aula na sala de aula
virtual Google e o vídeo propriamente dito do canal Brasil Escola no YouTube.
138
Figura 27– Vídeo aula Calorimetria Revisão / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
Figura 28– Vídeo aula Calorimetria Revisão / Professor Cleiton Duarte Brasil Escola
Fonte: Brasil Escola. Disponível em: <https://bit.ly/2AOPlEY>
6.2 Conceitos de Calorimetria
Dando continuidade a essa subsequência de ensino o professor poderá
ofertar aos seus estudantes uma proposta introdutória de atividade avaliativa sobre os
conceitos de Calorimetria. Nesse sentido, foi disponibilizado para os estudantes no
Google Sala de Aula Física, duas Vídeo Aulas do canal Brasil Escola, através dos
professores de Física Joab Silva (disponível em: <https://bit.ly/2ZUrhZz> / pouco mais
de 11 minutos) e Cleiton Duarte (disponível em: <https://bit.ly/2ChrMoH> / pouco mais
de 8 minutos), onde explicam conceitos básicos da Calorimetria (calor sensível, calor
latente, calor específico e capacidade térmica), além de demonstrarem e
139
apresentarem as fórmulas matemáticas que definem cada um desses conceitos.
Sendo assim, a sugestão foi a de lançar a proposta de os estudantes assistirem os
dois vídeos em casa e logo a seguir postar em formato de atividade avaliativa no
Google Sala de Aula um trabalho descritivo apresentando as definições dos principais
conceitos da Calorimetria e, além disso, descrever, na mesma proposta de avaliação,
três exercícios / questões (uma de cada conceito apresentado nas vídeo-aulas) com
resoluções. O Google Sala de Aula apresenta um mecanismo onde o professor poderá
definir o prazo final para postagem (indicando, inclusive o horário final para tal). A ideia
foi a de que os estudantes tivessem um tempo máximo de uma semana para a
conclusão da atividade.
A figura 29 apresenta as instruções da proposta de atividade introdutória
sobre conceitos básicos de Calorimetria. Observação: o professor poderá facilmente
anexar material diversificado (vídeo, link, arquivo PDF, arquivo Word, etc.) no
momento que for criar a atividade no Google Sala de Aula das turmas de Física, onde
é o administrador.
Figura 29 – Atividade introdutório Calorimetria
Fonte: Do autor.
Na sequência, as figuras 30 e 31 ilustram imagens das vídeo-aulas dos
professores Joab Silas da Silva e Cleiton Duarte do canal Brasil Escola do YouTube.
140
Figura 30 – Vídeo aula Calorimetria Conceitos Básicos – Prof. Joab Silva/Brasil Escola
Fonte: Brasil Escola. Disponível em: <https://bit.ly/2ZUrhZz>
Figura 31 – Vídeo aula Calorimetria Conceitos Básicos – Prof. Cleiton Duarte/Brasil Escola
Fonte: Brasil Escola. Disponível em: <https://bit.ly/2ChrMoH>
Vale lembrar que as vídeo-aulas ficarão de forma permanente para os
estudantes no ambiente educacional da Sala de Aula Física do Google, o que
significará muito, pois, a qualquer momento, poderão se valer desse material para o
exercício de estudos.
Após o prazo destinado ao envio das atividades dos alunos, em sala de aula,
o professor oferta para seus estudantes, com a utilização do quadro branco, a
resolução de exercícios / questões que os próprios alunos descreveram no trabalho,
explanando dentro das resoluções os conceitos básicos da Calorimetria na tentativa
de explorar mais o conteúdo em si, aproveitando o ensejo para recolher dúvidas e
sacia-las. Caso o professor queira, e se achar conveniente e necessário, poderá
propor mais exercícios para os estudantes através do livro didático que foi adotado
em seu colégio.
141
6.3 Processos de Propagação e/ou Transmissão de Calor
Para concluir essa subsequência solicita-se o estudo dos processos de
propagação de calor, imprescindíveis, para a compreensão ampla do estudo da
Calorimetria abordando as formas características de comportamento da emissão
calorífica. Uma dessas formas, a radiação térmica (ou irradiação), será pressuposto
fundamental para a discussão futura do Tema Aquecimento Global.
Propõe-se a exposição de trabalho em equipe em sala de aula, uma
apresentação oral, onde cada turma foi distribuída em duas equipes, cada uma com
a responsabilidade de expor para o professor e demais estudantes uma explanação
sobre cada um dos processos de propagação de calor (condução térmica, convecção
térmica e radiação térmica). As instruções das apresentações orais serão postadas
pelo professor na Sala de Aula Física Google para o conhecimento dos estudantes,
bem como a distribuição dos estudantes em equipes/grupos, no caso dois. O
professor poderá delimitar o tempo destinado a cada apresentação oral em sala de
aula do trabalho proposto, além de direcionar seus estudantes quanto a questão de
possíveis dúvidas que poderão surgir. Essas possíveis dúvidas poderão ser tiradas
através do espaço destinado a comentários no Google Sala de Aula, ou diretamente
pelo Google Chat da turma, canal de comunicação com um grupo em específico, que
já foi apresentado nesse trabalho no capítulo 2 do produto educacional.
A seguir, na figura 32, ilustração das instruções destinada à equipe de trabalho
com a responsabilidade de apresentar o processo de propagação de calor por
radiação térmica. Importante apresentar com o máximo de antecedência possível para
o conhecimento do estudante tais instruções, além das fontes de conhecimento para
o tema que cada grupo ficou com a responsabilidade de apresentar.
Figura 32 – Instruções Apresentação Oral – Radiação Térmica
Fonte: Do autor.
142
Espera-se que durante as apresentações os estudantes, em cada um dos dois
grupos de trabalho, abordem as características que definem os diferentes tipos de
propagação de calor e que tais processos se estabelecem através do fluxo de calor.
Deverão entender também que alguns desses processos acontecem por meio
material e outro é ocorrido pelo vácuo. Ao término das exposições o professor poderá
realizar uma discussão no grande grupo atentando aspectos em comum e distintos
desses processos.
Importante enfatizar que a discussão professor-alunos sobre o processo de
propagação de calor por irradiação será fundamental para compreender o estudo
sobre o Aquecimento Global.
A partir daqui a exposição de conteúdos estará diretamente interligada a uma
melhor compreensão do fenômeno Aquecimento Global. Serão disponibilizados
artigos, vídeo-aula, filme documentário e uma atividade experimental, visando
discussões de pensamento crítico por parte dos estudantes em torno desse problema
ambiental.
7 Como a Mudança Climática afeta a Biodiversidade? Efeito Estufa.
7.1 Interdependência Mudança Climática – Biodiversidade
A partir de agora o educador se propõe a trabalhar com seus estudantes uma
coletânea de temáticas direcionadas à compreensão científica básica do Aquecimento
Global. No capítulo quatro foi proposta uma pesquisa em formato de formulário /
questionário com o objetivo de colher dos alunos o conhecimento prévio em relação a
assuntos inter-relacionados ao Aquecimento Global. No caso da pesquisa realizada
com estudantes de duas turmas do 2º Ano do Ensino Médio de um colégio na cidade
de Uauá BA, foi detectado o interesse dos estudantes em aprender sobreo o aumento
da temperatura do planeta Terra ao longo dos anos. Sugeriu-se nesse aspecto um
trabalho interdisciplinar e transversal para melhor compreender assuntos, tais como,
Mudança Climática, Efeito Estufa, Ação Antrópica Humana, etc., utilizando como
metodologias de ensino a exposição de filme, atividade experimental, leitura e
discussão de artigos, dentre outros, ainda, utilizando, as ferramentas educacionais do
Google e também da plataforma Khan Academy.
Faz-se lembrar que, o trabalho proposto sobre o estudo do Aquecimento
Global se deu mediante a carência de conhecimento por parte dos estudantes sobre
tal, e, por se tratar de um assunto de relevância midiática e de impacto global.
143
climáticas:
Jacob & Colaboradores (2015, p. 14) abordam o seguinte sobre as mudanças
Uma vez que as mudanças climáticas são um problema extremamente
complexo e que afeta, direta ou indiretamente, diferentes indivíduos e grupos
sociais, deveria ser garantida a participação de maior número de atores na
busca de alternativa de adaptação e mitigação para as novas condições de
vulnerabilidades impostas. Para tal, entretanto, devem ser criados espaços
que garantam o diálogo e a reflexão e que favoreçam a sensibilização para
com os problemas, a co-responsabilização e o desenvolvimento de uma
postura crítica e proativa.
Para a continuidade do trabalho a partir desse capítulo sugere-se a utilização
dos Chromebooks, instrumentos educacionais didáticos inseridos dentro do contexto
do projeto e-Nova da Secretaria de Educação do Estado da Bahia. No entanto, é
importantíssimo salientar da necessidade de o espaço educacional dispor de conexão
de internet veloz. Os Chromebooks são portáteis, ou seja, podem ser encaminhados
até a sala de aula da turma onde será desenvolvido o trabalho, ou, se o professor
preferir, a depender das condições físicas do colégio onde atua, poderá utilizá-los em
um laboratório de informática. A seguir, na figura 33, a imagem dos Chromebooks do
colégio em Uauá BA, onde foi aplicado o produto para as turmas do 2º ano Ensino
Médio Técnico Profissional.
Figura 33 – Chromebooks Portáteis
Fonte: Do autor.
Vale ressaltar que, caso a entidade educacional não desfrute de
Chromebooks, os mesmos poderão facilmente serem substituídos por computadores
da Sala de Informática, ou Tabletes, ou Celulares, etc., reiterando, que desde que haja
disposição de internet veloz e se apropriando da conta institucional e-Nova ou gmail
para o acesso às ferramentas educacionais do G Suíte e também da Khan Academy.
144
O professor solicita dos estudantes o acesso às suas contas e-Nova ou g-Mail
e os encaminha para o Google Sala de Aula Física. Na sala de aula virtual os
estudantes se deparam com uma postagem da plataforma Khan Academy sobe uma
vídeo-aula com o título “Como a mudança climática afeta a biodiversidade? ” Trata-se
de uma vídeo-aula de aproximadamente 12 minutos, que pode ser encontrada através
do endereço eletrônico <https://bit.ly/38SrOzD>. O material ficará disponível para os
estudantes na sala de aula virtual do Google. Para melhor organização, o professor
projeta e exibe o vídeo para os estudantes assistirem coletivamente em sala de aula.
A figura 34 ilustra imagem de parte da exibição da vídeo-aula.
Figura 34 – Como a mudança climática afeta a biodiversidade? / Khan Academy
Fonte: Khan Academy. Disponível em: <https://bit.ly/38SrOzD>.
A exposição do vídeo proporcionará ao professor diversos conteúdos,
inclusive, a interdisciplinaridade com a Biologia, além de revisar conceitos de Física
discutidos em aulas anteriores como processos de propagação de calor, em especial,
a radiação térmica, e possíveis exercícios relacionados a conversão de escalas
termométricas (Celsius para Fahrenheit ou vice-versa). O fenômeno do Efeito Estufa
será explicado, além do conhecimento de algumas ações antrópicas que contribuem
para o avanço em taxa dos gases do efeito propriamente dito, provocando com o
passar dos anos o aquecimento da temperatura na Terra.
7.2 Efeito Estufa
Para casa, o professor dispõe para seus estudantes a leitura de mais um
artigo especificamente falando sobre Efeito Estufa (Gases do Efeito Estufa e
Alterações Antrópicas), disponível no endereço eletrônico <https://bit.ly/3gGZYbX>,
através da plataforma online Khan Academy. O material foi disponibilizado para os
145
estudantes na sala de aula virtual Google, conforme apresentado na figura 35 a seguir.
Na figura 36 um trecho do artigo sobre o Efeito Estufa.
Figura 35 – Efeito Estufa. Material para estudo no Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
Figura 36 – Efeito Estufa / Khan Academy. Disponível em: <https://bit.ly/3gGZYbX>.
Fonte: Khan Academy. Disponível em: <https://bit.ly/3gGZYbX>.
Outro ponto interessante pós estudo dessa parte da sequência de ensino será
o fato de os estudantes se depararem com o conhecimento de algumas das agências
internacionais que ajudam a população mundial a entender as mudanças climáticas
através do aquecimento do planeta com o passar dos anos, principalmente a partir do
período da Revolução Industrial com o surgimento significativo das máquinas
térmicas. O IPCC (siga em inglês) – Painel Intergovernamental sobre as Mudanças
Climáticas é uma dessas agências que apresenta dados estimativos sobre o aumento
da temperatura média da Terra.
146
8 Questões Ambientais Internacionais
Com o intuito de fazer com que os estudantes tenham a oportunidade de
participar de maneira mais ativa nas discussões das aulas relacionadas ao estudo
científico da problemática Aquecimento Global, foi sugerido a leitura de outro artigo,
disponível na plataforma Khan Academy, que trata sobre as “Questões Ambientais
Internacionais”. Trata-se de material que relata situações do aquecimento global e
suas possíveis consequências para com o clima na Terra.
A intenção foi a de proporcionar aos estudantes um contexto sobre o
aquecimento global e sua propagação além das fronteiras nacionais, a biodiversidade
e as chamadas externalidades que ultrapassam fronteiras, dependendo de acordos a
níveis internacionais para a regressão do problema.
O material encontra-se disponível no endereço <https://bit.ly/3iJVuDn>, onde
foi apresentado para os estudantes com integração à Sala de Aula Google Física onde
o professor é o administrador.
A seguir, nas imagens 37 e 38, artigo sobre “Questões Ambientais
Internacionais”, disposto nos ambientes Google Sala de Aula Física e Khan Academy.
Vale sempre recordar que a Khan Academy pode atuar de forma compartilhada ao
Google Sala de Aula, o que facilita bastante o planejamento das aulas por parte do
educador.
Figura 37 – Questões ambientais internacionais / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
147
Figura 38 – Questões ambientais internacionais / Khan Academy
Fonte: Khan Academy. Disponível em: <https://bit.ly/3iJVuDn>
As questões propostas para os estudantes, questões de revisão e de
pensamento crítico, encontram-se disponíveis no link acima citado como parte
integrante do artigo sobre “Questões ambientais internacionais”.
9 Cinema Filme Documentário “Seremos História?” Google Meet
9.1 Cinema – Filme Documentário / Seremos História?
Após o ensino aprendizagem no estudo das questões ambientais
internacionais, até em forma de complementar o que discutiram em sala de aula com
o professor, foi ofertado aos estudantes um momento cinematográfico com a
exposição do Filme Documentário - “Seremos História? ”. Filme estrelado por
Leonardo DiCaprio e dirigido por Fisher Stevens.
O cinema foi planejado para ocorrer em turno oposto ao que os alunos
estudam, com solicitação de autorização dos pais (e/ou responsáveis) dos estudantes
para assistirem. Na oportunidade, para transparecer um momento de lazer alinhado à
possibilidade de os estudantes colherem mais conhecimento sobre o fenômeno do
aquecimento global, os estudantes receberam pipoca e suco (refrigerante). Vale
ressaltar a importância de definir de forma antecipada a organização do espaço, local
onde será realizado o cinema, tais como, cadeiras, data show, caixa de som,
enfatizando a necessidade de o cinema demandar espaço considerável.
O filme pode ser obtido via compra ou aluguel através das plataformas Apple
Itunes, Amazon ou Google Play. Tem duração de aproximadamente uma hora e
148
quarenta minutos, e forma que foi sugerida a exibição do filme a partir das 19:00 H,
para um público de aproximadamente 45 estudantes. Como o cinema documentário
foi proporcionado a estudantes com faixa etária de 14 a 15 anos, e no período da
noite, o compromisso com o horário foi fundamental. O planejado foi o de que até no
máximo às 21 H do dia que foi realizado o cinema, os alunos deveriam se dirigir para
suas residências, o que aconteceu. Evidentemente, que, seria fundamental a
discussão sobre o que compreenderam do filme, além de exporem a mensagem que
o mesmo deixou, logo após o seu encerramento. Como ficaria muito tarde para essa
conversa com os estudantes, o autor do trabalho propôs essa interação no dia
seguinte através de um outro recurso do Google para Educação, o Google Meet que
será abordado na próxima seção.
O filme documentário “Seremos História? ”, expõe as consequências do
aquecimento global provocado pelo homem e as medidas que vêm sendo definidas e
realizadas para a sua diminuição. Apresenta, também, uma mensagem preocupante
sobre a evolução das condições climáticas na Terra, e o que poderia ser feito para a
reversão de um futuro ambiental ameaçado. A intenção por parte do professor foi a
de despertar nos estudantes o impacto social e uma visão do quão é fundamental a
participação do jovem nos debates relacionados ao meio ambiente e clima na
comunidade em que está inserido.
A figura 39 exibe a sinopse do filme documentário.
Figura 39 – Filme Documentário I: “Seremos História? ”
Fonte: Do autor.
149
A figura 40 ilustra o espaço organizado para o cinema e a figura 41 os
estudantes perfilados acompanhando a exibição do documentário.
Figura 40 – Espaço organizado Cinema Filme Documentário
Fonte: Do autor.
Figura 41 – Estudantes assistindo o Documentário
Fonte: Do autor.
9.2 Google Meet Documentário
O extinto Google Hangouts Meet foi uma ferramenta do Google para
Educação que facilitava o intercâmbio entre grupos de reuniões, estudos, etc., através
de vídeo-chamadas com considerável número de pessoas, participando
simultaneamente de uma mesma chamada ou encontro para um determinado fim.
Baseado neste recurso, foi proposta a discussão do filme documentário
“Seremos História? ”, no dia seguinte ao cinema, também no período da noite, às 19
H em uma “videoconferência” com a participação de quatro estudantes, definidos em
comum acordo ao término do cinema no dia anterior. Aproveitando o Google Chat, o
150
professor registrou o compromisso de os estudantes escolhidos, estarem atentos com
a responsabilidade de se organizarem quanto às suas participações na vídeochamada.
Outro ponto importante para ressaltar trata-se sobre a utilização desse
recurso em notebook ou desktop.
Sendo assim, o diálogo professor – estudantes acontecerá a distância, ou
seja, educador e alunos estarão em suas residências discutindo a respeito da
mensagem proposta pelo filme documentário aos telespectadores.
9.3 Google Meet – Passo a passo
Vejamos o passo a passo sobre a utilização deste recurso do Google.
Após acessar a página do Gmail e ter realizado seu login, seja com a conta e-
Nova ou Gmail, no campo dos aplicativos do Google (aqueles nove pontinhos situados
no canto direito alto da tela), localiza-se o Meet. Após clicar no ícone destinado a esse
recurso, o professor será encaminhado para a página principal do Meet onde
convidará os participantes (alunos) para a reunião via vídeo-chamada. O professor
colocará o tema da reunião e encaminhará convites para os estudantes através dos
seus e-mails e-Nova ou Gmail. Logo a seguir (figura 42) os procedimentos iniciais para
o convite dos que farão parte da reunião.
Figura 42 - Google Meet Passo I
Fonte: Do autor.
O professor clica em “Participar/iniciar reunião” (figura 43) para definir o tema
da videoconferência conforme imagem na sequência.
151
Figura 43 – Google Meet Passo II
Fonte: Do autor.
No espaço em branco o professor digita o nome do encontro. Como sugestão,
“Filme Documentário”, “Seremos História? ”, “Mudanças Climáticas”, “Aquecimento
Global”, etc., já que o conteúdo do filme abrange todas as temáticas mencionadas,
além de conscientizar a população sobre a necessidade urgente de cuidarmos da
nossa casa, nosso habitat, a Terra. Ver figura 44.
Figura 44 – Google Meet Passo III
Fonte: Do autor.
O estudante receberá um e-mail na sua conta institucional e-Nova ou Gmail
sendo convidado para participar da vídeo-chamada. Observação: é de fundamental
importância que o professor convide os participantes para a reunião/encontro com um
pouco de antecedência. Exemplo: se o diálogo a respeito do filme documentário foi
152
agendado para as 19 H, já a partir das 18:30 H o professor já pode convidar os
estudantes, visando testes preliminares sobre o áudio do microfone, vídeo, conexão
de internet, etc., enfim, para uma aula promissora sem interrupções, muito menos
imprevistos.
A partir daqui, começa o diálogo professor / estudantes sobre o filme
documentário. Algumas sugestões de temas que podem ser abordados no debate:
Sobre a obra em si, enfatizando sua produção e direção;
Provocação da possibilidade de formar mais adeptos às causas do combate
ao aquecimento global;
A Biodiversidade na Terra;
A visão das várias personalidades e autoridades diplomatas na discussão
sobre as mudanças climáticas provocadas pelo aquecimento da temperatura
da Terra;
Visão reflexiva dos estudantes levando em conta quanto o protagonista do
documentário, Leonardo DiCaprio, se deparou com as consequências das
mudanças climáticas quando estava participando da filmagem do filme “O
Regresso”. O gelo de uma região do Canadá onde ocorria as gravações foi
derretido;
A liberação do excesso do dióxido de carbono (CO2) e a ação humana como
um dos principais motivos do aquecimento global;
Algumas ações que poderiam minimizar os impactos ambientais provocados
pelo aquecimento global;
As Conferências do Clima / O que foi acordado? O que já foi feito? Se ainda
não foi feito, o por quê?
Estes e outros questionamentos podem ser levantados para os estudantes
durante a reunião, acompanhando de forma atenta a visão e pensamento crítico de
cada um. A seguir imagem da reunião remoto professor-estudantes na figura 45.
153
Figura 45– Professor-Estudantes / Debate Educativo Filme Documentário
Fonte: Do autor.
Os estudantes que foram escolhidos para participarem da reunião / vídeochamada
se encarregarão, em sala de aula, de explanarem para os outros colegas o
que foi debatido com o professor sobre o filme documentário. Na oportunidade o
professor poderá colher mais opiniões dos outros alunos em novo debate.
10 Atividade Experimental / Efeito Estufa
Para a conclusão do estudo das temáticas Termometria, Calorimetria e
Aquecimento Global, foi planejado uma atividade experimental sobre “Efeito Estufa,
Dióxido de Carbono, Aquecimento Global e Oceanos”. O procedimento da prática foi
extraído do livro “Temas atuais em Mudanças Climáticas para os Ensinos
Fundamental e Médio” dos organizadores Pedro Roberto Jacobi, Edson Grandisoli,
Sonia Maria Viggiani Coutinho, Roberta de Assis Maia e Renata Ferraz de Toledo, de
2015.
Jacobi & Col. (2015, p. 102) ilustram o objetivo e materiais da atividade
experimental assim:
Objetivo: Ilustrar a capacidade de CO2 de absorver calor, em uma atividade
experimental. Favorecer a compreensão a respeito da correlação entre o
aumento da CO2 na atmosfera pelas ações humanas e o aquecimento global.
Estabelecer correlações entre o aquecimento global e a capacidade dos
oceanos em sequestrar carbono atmosférico. Materiais: Vinagre de cozinha.
Bicarbonato de Sódio. Bexigas (balões) de festa, tamanho 6. Uma garrafa
PET de 600 ml. Termômetros: 4 para cada grupo de 4-5 estudantes. Duas
garrafas de vidro transparentes, de boca de pequeno diâmetro (onde caiba a
boca da bexiga). Pode ser de qualquer tipo. O importante é que sejam
idênticas. Luz do sol (bancada/mesa ensolarada próxima a uma janela, por
exemplo) ou uma lâmpada ou luminária incandescente. Caso você não tenha
materiais suficientes para formar grupos, você pode fazer uma demonstração
dialogada.
154
Em relação às duas turmas que forma selecionadas para a aplicação desse
trabalho educativo, e, também por conta dos materiais que foram obtidos de forma
limitada foi realizada para cada turma a demonstração debatida do experimento. Os
estudantes participaram de forma ativa da aula prática o que a deixou mais
interessante e dinâmica.
O objetivo, materiais e desenvolvimento da experimentação, foi encaminhado
para todos os estudantes via Google Sala de Aula Física (figura 46), de forma
antecipada. Foi solicitado pelo professor a necessidade da leitura das informações
sobre a atividade prática que seria desenvolvida em sala de aula para debate
professor-alunos. Alguns estudantes contribuíram na obtenção de alguns dos
materiais que foram utilizados no experimento.
Figura 46 – Atividade Experimental / Google Sala de Aula Física
Fonte: Do autor.
A seguir (figura 47), os materiais que foram utilizados na experimentação.
Figura 47 – Materiais Atividade Experimental
Fonte: Do autor.
155
O desenvolvimento da atividade experimental se deu mediante uma revisão
prévia sobre Efeito Estufa que foi estudado na sequência didática em aulas anteriores.
Através do vídeo da Khan Academy – “Como a Mudança Climática afeta a
Biodiversidade? Efeito Estufa” (ver figura 48), o professor realiza um reforço de
aprendizagem enfatizando em especial o fenômeno do Efeito Estufa e sua
intensificação em virtude do aumento na atmosfera dos chamados “gases do Efeito
Estufa”.
Figura 48 – Revisão Efeito Estufa
Fonte: Do autor.
Conforme o que diz Jacobi & Col. (2015, p. 102) sobre a introdução quanto a
atividade experimental:
1. Retome com os alunos o que é o efeito estufa e aproveite para aprofundar
explicações sobre o fenômeno. Pergunte se eles já viram ou estiveram dentro
de uma estufa de vegetação. Se eles não conhecem uma estufa, você pode
perguntar se já estiveram dentro de um carro que ficou estacionado em sol
pleno por muito tempo. Por que o ar do interior de uma estufa ou do interior
de um carro estacionado no “sol quente” é mais quente do que o ar que está
do lado de fora? A energia térmica proveniente do sol passa através do vidro
e fica retida dentro da estufa, aquecendo o ar presente em seu interior, que
fica muito mais quente do que do lado de fora. Convide os alunos para fazer
um experimento que ilustra a capacidade do CO2, um gás de efeito estufa, de
absorver calor (radiação infravermelha). A atmosfera age como um cobertor:
aquece a Terra, mantendo o calor concentrado próximo à superfície.
O professor poderá colher os conhecimentos prévios dos estudantes pós
exposição dos questionamentos que foram sugeridos para, de forma posterior,
averiguar os resultados comparando-os com as indagações iniciais da turma.
A seguir o passo a passo da experimentação seguindo as instruções de Jacobi
& Col. (2015, p. 103):
2. Inicie o experimento colocando 2 termômetros dentro de cada garrafa de
vidro e deixe-as reservadas. 3. Coloque 300 ml de vinagre na garrafa PET
pequena e 4 colheres de chá de bicarbonato de sódio dentro de uma bexiga
vazia. 4. Prenda a boca da bexiga na boca da garrafa e, lentamente, faça com
que todo o bicarbonato que está dentro da bexiga caia dentro da garrafa. O
156
contato do bicarbonato com o vinagre vai resultar em uma reação química,
na qual um dos produtos é o CO2. A bexiga irá inflar com o CO2. 5. Retire
cuidadosamente a bexiga, evitando que esvazie. 6. Cuidadosamente prenda
a boca da bexiga na boca de uma das garrafas de vidro e pressione a bexiga,
forçando a entrada de CO2 para dentro da garrafa. 7. Faça um nó na bexiga
(próximo da boca), ou amarre-a com um cordão, de forma que a garrafa fique
vedada, com o CO2 em seu interior. 8. Tampe a outra garrafa de vidro (que
estará com gases na concentração natural da atmosfera) e ponha ambas
expostas à luz solar ou bem próximas a uma lâmpada incandescente de 100
W. 9. Peça aos alunos que anotarem as temperaturas marcadas pelos
termômetros que estão dentro das garrafas a cada 20 minutos. (50 min. são
suficientes para absorver diferenças entre as duas garrafas, note que essa
diferença é muito variável dependendo da intensidade da fonte luminosa, da
temperatura ambiente, da espessura das garrafas, da quantidade de CO2 que
você conseguiu transferir para a garrafa, etc.). 10. Enquanto aguardam,
converse sobre os resultados esperados e exiba os vídeos sugeridos como
materiais de apoio. Dialoguem a respeito. 11. Após o tempo de observação,
conversem sobre os resultados obtidos. Foi observada alguma diferença
entre a temperatura da garrafa cheia de ar “normal” e a garrafa cheia de CO2?
Por quê? Estimule os alunos a compartilharem o que eles sabem e o que
estão aprendendo sobre o efeito estufa. 12. Retome o diálogo sobre os vídeos
assistidos e incentive-os a estabelecer correlações entre o aquecimento
global intensificado pelas ações humanas e o papel dos oceanos na
regulação do clima da Terra. Como o aquecimento global pode afetar a
capacidade dos oceanos sequestrarem carbono e regularem o clima
terrestre?
A figura 49 ilustra a sequência dialogada da experimentação com a turma do
2º ano Técnico em Informática A.
Figura 49 – Sequência de Imagens Atividade Experimental I
Fonte: Do autor.
157
O professor na passagem da atividade experimental destinada à reação
química entre bicarbonato de sódio (função química sal) e vinagre (função química
ácido) apresentou no quadro branco a equação química que forma, além de outras
substâncias, o CO2.
A figura 50 ilustra a sequência dialogada da experimentação com a turma do
2º ano Técnico em Informática B.
Figura 50 – Sequência de Imagens Atividade Experimental II
Fonte: Do autor.
158
Registradas as temperaturas nos intervalos de tempos sugeridos pelos
estudantes o professor as expõem em tabela demonstrativa conforme opção de
modelo apresentado na tabela 1.
Tabela 1– Tempo X Temperatura / Garrafas
Tempo (intervalo
em min)
Temperatura garrafa “ar normal”
(º C)
Temperatura garrafa CO 2
(º C)
0
Após 20 min
Após 40 min
Após 50 min
X
X
Fonte: Do autor.
Em termos estimativos espera-se que as temperaturas na garrafa de CO2,
com o passar do tempo, sejam maiores que às da garrafa com “ar normal”, devido a
capacidade de o dióxido de carbono absorver ondas eletromagnéticas (seja pelo sol,
ou lâmpada), convertendo-as em ondas de calor.
Questionamentos que poderão surgir posterior às observações e coleta de
dados sobre as temperaturas dos dois recipientes:
O processo do fenômeno natural do efeito estufa como aquecedor da Terra;
Processo de propagação de calor por radiação térmica;
Energia Térmica;
Importância do efeito estufa natura para a vida na Terra;
Causas e consequências do aumento dos gases do efeito estufa (em
especial o CO2) na atmosfera intensificando o efeito estufa.
A queima de combustíveis fósseis alinhada à atividade antrópica tendo como
consequência o aumento de CO2 e outros gases;
Contribuição dos oceanos na retenção de CO2 que é lançado pelo homem
na atmosfera, alinhada ao fato da preocupação do aumento da temperatura
nos oceanos provocando sua acidez reduzindo sua capacidade de recolher
o gás citado.
Os questionamentos dos estudantes que ocorreram antes, durante e pós
experimentação, assim bem como o debate educativo e construtivo com o professor,
estão apresentados no capítulo 6 – Resultados Obtidos e Discussão, que trata sobre
os resultados do produto educacional nesta dissertação.
159
11 Questionários - Avaliando a Aprendizagem dos Estudantes
Conforme visto no capítulo 4, o Google Formulários se constitui como um
recurso educacional onde é possível realizar provas, pesquisas, questionários, enfim,
trata-se de uma ferramenta muito útil para averiguar os resultados atingidos ou
alcançados por um determinado grupo que está sendo diagnosticado ou avaliado.
Para finalizar a sequência de ensino foi investigado o conhecimento adquirido
dos estudantes nas duas turmas onde o produto educacional foi aplicado. Foi
requerido aos estudantes para responderem de forma individual dois formulários /
questionários investigativos para detectar o alcance da aprendizagem sobre os temas
abordados (Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global) e sobre os recursos do
Google e da Khan Academy que foram utilizados no processo.
Os estudantes receberam em seus e-mails e-Nova ou Gmail o convite para
participarem de duas pesquisas / questionários, uma sobre a utilização da
metodologia adotada em se tratando do trabalho realizado sobre os recursos
educativos do Google e da plataforma Khan Academy e outro sobre os conteúdos de
termometria, calorimetria e aquecimento global ensinados na sequência de ensino.
Os alunos receberam através da caixa de entrada do e-mail de cada um, os
seguintes convites ilustrados na figura 51 a seguir.
Figura 51 – Convite Google Formulários / Questionários
Fonte: Do autor.
O estudante será direcionado para a página destinada a cada um dos
questionários ao clicar em “preencher formulário”. Essa atividade deverá ser realizada
em sala de aula de forma individual na sala laboratório de informática, ou com a
utilização de Chromebooks, ou, por fim com a utilização dos celulares dos alunos.
160
Para responder, cada questionário, o estudante terá 25 min que devem ser
cronometrados pelo professor. Os resultados são obtidos automaticamente pelo
Google Formulários ao término da realização do questionário por parte da turma. Tais
resultados poderão ser analisados tanto do ponto de vista global da turma, como
também a partir da parte individual, onde o professor poderá averiguar com exatidão
se a aprendizagem ocorreu ou se foi satisfatória levando-se o aspecto global das
turmas.
As figuras 52 e 53 ilustram os estudantes das turmas 2º A e 2º B,
respectivamente, respondendo os questionamentos com a utilização dos
Chromebooks.
Figura 52 – Estudantes respondendo os questionários I
Fonte: Do autor.
Figura 53 – Estudantes respondendo os questionários II
Fonte: Do autor.
161
Os questionários sobre essa atividade final encontram-se disponíveis no
Apêndice C (sobre os aplicativos e plataformas online) e Apêndice D (sobre
Termometria, Calorimetria e Aquecimento Global). O retorno da aprendizagem por
parte dos estudantes é discutido no Capítulo 6 – Resultados e Discussões.
12 Referências Bibliográficas.
DUARTE, Cleiton. Calorimetria: Introdução – Brasil Escola. Disponível em:
<https://bit.ly/2AOPlEY>. Acesso em: 17 de outubro de 2019.
DUARTE, Cleiton. Calor Sensível / Calorimetria – Brasil Escola. Disponível em:
<https://bit.ly/2ChrMoH>. Acesso em: 06 de novembro de 2019.
JOAB, Silas. Calor – Brasil Escola. Disponível em: <https://bit.ly/2ZUrhZz>. Acesso
em: 05 de junho de 2019.
JACOBI, Pedro Roberto; GRANDISOLI, Edson; COUTINHO, Sônia Maria Viggiani;
MAIA, Roberta de Assis; TOLEDO, Renata Ferraz de. Temas atuais em mudanças
climáticas: para os ensinos fundamental e médio. 1ª Edição. São Paulo. IEE-USP.
2015.
Khan Academy. Questões Ambientais Internacionais – Khan Academy. Disponível
em: <https://bit.ly/3iJVuDn>. Acesso em: 16 de abril de 2019.
Khan Academy. SCIENCES, Califórnia Academy of. Como a mudança climática
afeta a biodiversidade? – Khan Academy. Disponível em: <https://bit.ly/38SrOzD>.
Acesso em: 13 de abril de 2019.
O Incrível Pontinho Azul. Escalas termométricas - diferentes formas de medir a
temperatura. Disponível em: <https://bit.ly/3251sJ5>. Acesso em: 14 de março de
2019.
SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Universo da Física 2. Hidrostática,
Termologia, Óptica. 2ª edição. São Paulo. Editora Atual. 2005.
SOUTO, Ana Lúcia. Calor e Temperatura – Khan Academy. Disponível em:
<https://bit.ly/2ZcUS1c>. Acesso em: 09 de abril de 2019.
SOUTO, Ana Lúcia. Efeito Estufa – Khan Academy. Disponível em:
<https://bit.ly/3gGZYbX>. Acesso em: 13 de abril de 2019.
YAMAMOTO, Kazuhito; FUKE, Luiz Felipe. Física para o Ensino Médio.
Termologia, Óptica e ondulatória. 4ª Edição. São Paulo. Editora Saraiva. 2016.
ZABALLA, Antoni. A Prática Educativa. Como ensinar. 1ª edição. Porto Alegre.
Editora Artmed. 1998.
162
Apêndice B – Conhecimentos Prévios Aquecimento Global
Questões
1. Você como estudante acharia importante e interessante explorar o Tema
Aquecimento Global?
( ) Sim
( ) Não
( ) Talvez
( ) Indiferente
2. O que você sabe sobre Aquecimento Global?
( ) Pouca coisa.
( ) Muita coisa.
( ) Absolutamente nada.
3. O Aquecimento Global é:
( ) Benéfico para o Planeta Terra.
( ) Prejudicial para o Planeta Terra.
( ) Não sei responder.
4. Aquecimento Global tem relação com qual dos temas a seguir?
( ) Efeito Estufa.
( ) Não sei responder.
( ) Mudanças Climáticas.
5. Sobre Efeito Estufa...
( ) fenômeno natural prejudicial para a vida na Terra.
( ) fenômeno natural benéfico para a vida na Terra.
( ) Não sei responder.
6. Para entendermos o aquecimento global é importante conhecermos a história do
clima, ou seja, as mudanças climáticas ao longo dos anos. Você concorda com essa
afirmação?
( ) Sim.
( ) Não.
( ) Não sei responder.
( ) Talvez.
163
Apêndice C – Questionário Recursos G Suíte e Khan Academy
Questões
1. Os recursos do Google for Education utilizados em aula (Google Sala de Aula,
Google Chat, Google Formulários e Google Meet) e a plataforma Khan Academy,
ajudaram a organizar melhor suas tarefas nas aulas sobre Termometria e
Calorimetria do Componente Curricular Física?
( ) Sim.
( ) Não.
( ) Médio.
2. Foi possível o professor enviar feedback, mesmo fora do ambiente físico de sala
de aula, através dos recursos do Google for Education e da Plataforma Khan
Academy, ou seja, no momento da dúvida gerada por parte do estudante essas
ferramentas tonaram o intercâmbio, mesmo à distância, entre professor-aluno mais
eficaz?
( ) Sim.
( ) Não.
( ) Médio.
3. O professor de Física criou uma turma específica no Google Sala de Aula e na
Khan Academy com o objetivo de distribuir tarefas, enviar comentários e ver tudo em
um único espaço? *
( ) Sim.
( ) Não.
4. O professor explicou como o estudante poderia utilizar esses recursos nas aulas
de Física?
( ) Sim, deixou bem claro a forma de utilização dos recursos.
( ) Sim, mas não deixou muito claro a forma de utilização dos recursos.
( ) Não.
5. Como um todo, durante todo o transcorrer das atividades proporcionadas pelo
professor nesses ambientes educacionais nas aulas de Física, você acha que:
( ) Os recursos, como um todo, não me chamaram a atenção. Não me senti
motivado para realizar as tarefas.
( ) Os recursos , como um todo, me chamaram a atenção. Me senti motivado para
realizar as tarefas. ( ) Indiferente.
164
Apêndice D – Questionário Temperatura, Calor e Aq. Global
Questões
1. Temperatura é:
( ) definida como a medida da energia de movimento ou agitação dos átomos e/ou
moléculas que compõem um corpo, seja ele um sólido, líquido ou gás.
( ) a energia térmica transferida entre dois sistemas ou corpos (sejam eles gases,
líquidos ou sólidos) devido a uma diferença de temperatura existente entre eles.
( ) as duas anteriores estão corretas.
( ) não sei responder.
2. Calor é:
( ) definido como a medida da energia de movimento ou agitação dos átomos e/ou
moléculas que compõem um corpo, seja ele um sólido, líquido ou gás.
( ) a energia térmica transferida entre dois sistemas ou corpos (sejam eles gases,
líquidos ou sólidos) devido a uma diferença de temperatura existente entre eles.
( ) as duas anteriores estão corretas.
( ) não sei responder.
3. Sobre Equilíbrio Térmico pode-se afirmar que:
( ) corresponde a soma das energias cinéticas decorrentes da agitação das
partículas que constituem a matéria.
( ) é o estado em que a temperatura compartilhada pelos corpos, depois de cessada
a transferência de calor entre eles, é idêntica.
( ) não sei responder.
( ) as duas anteriores estão corretas.
4. Em relação às escalas termométricas trabalhadas em sala de aula, Celsius,
Fahrenheit e Kelvin, a última é usada com frequência na pesquisa científica, também
denominada escala absoluta, cuja unidade de medida é o Kelvin (símbolo K) e é
medida de temperatura adotada no SI (Sistema Internacional de Unidades). Essa
afirmativa é:
( ) Verdadeira.
( ) Falsa.
5. Em cada escala termométrica, o intervalo entre os dois pontos fixos é assim
dividido:
( ) Celsius - 100 partes ; Fahrenheit - 180 partes ; Kelvin - 100 partes.
165
( ) Celsius - 100 partes; Fahrenheit - 100 partes; Kelvin - 180 partes.
( ) Celsius - 180 partes; Fahrenheit - 100 partes; Kelvin - 100 partes.
6. Se na escala Celsius houver uma variação de temperatura de 20ºC, então qual
será a variação correspondente na escala Kelvin? *
( ) 100 K.
( ) 20 K.
( ) 0 K.
( ) 273 K
7. Por que o Efeito Estufa é importante para a manutenção da vida tal qual a
conhecemos na Terra? *
( ) Porque é a forma que a Terra tem para manter sua temperatura constante.
( ) Porque ele ajuda a manter a temperatura na superfície da Terra numa faixa
adequada a vida.
( ) As duas anteriores estão incorretas.
( ) As duas anteriores estão corretas.
8. O processo de propagação de calor que se caracteriza na qual a energia (térmica)
se transmite através de ondas eletromagnéticas, onde a velocidade das ondas é
extremamente elevada em vários meios materiais, como o ar, o vidro, a água,
propagada principalmente por raios infravermelhos é conhecida como:
( ) Condução Térmica.
( ) Convecção Térmica.
( ) Irradiação ou Radiação Térmica.
( ) Nenhuma das anteriores.
9. Os raios infravermelhos ficam retidos dentro de uma estufa de plantas porque:
( ) eles não propagam mais pelo ar quente.
( ) a convecção evita que eles sejam irradiados.
( ) o vidro dificulta a sua passagem, impedindo que saia da estufa.
( ) não existe vácuo no interior da estufa.
10. Os principais gases que contribuem para o aumento do efeito estufa são:
( ) Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido Nitroso (N2O),
Clorofluorcabonetos (ou CFCs), Ozônio (O3).
( ) Oxigênio (O2), Hidrogênio (H2), Hélio (He2), Dióxido de Carbono (CO2).
( ) Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4), Oxigênio (O2), Hidrogênio (H2).
( ) Metano (CH4), Oxigênio (O2), Hidrogênio (H2), Óxido Nitroso (N2O).
166
11. O Efeito Estufa é fundamental para a vida na Terra, pois é através dele que o
planeta mantém sua temperatura constante. Nos últimos anos, a concentração de
dióxido de carbono (CO2) na atmosfera tem aumentado intensificando o Efeito
Estufa favorecendo e influenciando, com o passar dos anos, o aquecimento global.
Esse aumento se deve:
( ) a um fenômeno natural que aumenta a concentração desse gás na atmosfera.
( ) à utilização de petróleo, gás e carvão e à destruição de florestas tropicais em
especial devido a atividades alotrópicas (provocadas pelo homem).
( ) As duas anteriores estão incorretas.
( ) As duas anteriores estão corretas.
167
Anexo A – Efeito Estufa
Efeito Estufa – extraído de Khan Academy. Disponível em
<https://bit.ly/3gGZYbX>.
“Quando a radiação solar atinge nosso planeta ocorrem três fenômenos: parte dela
é refletida e retorna para o espaço, parte é absorvida pelos oceanos e pela superfície terrestre
e parte é retida pelos gases que compõe a atmosfera. A radiação retida principalmente pelo
gás carbônico, metano, óxido nitroso e pelo vapor de água causa o chamado efeito
estufa. Esse fenômeno é natural e fundamental para manutenção da vida na Terra, mas
efeitos antrópicos têm aumentado a quantidade desses gases e consequentemente causado
um aquecimento global. Criado por Ana Lucia Souto.”
Introdução
Por volta de 1800, Joseph Fourier levantou pela primeira vez a possibilidade
de que os gases da atmosfera poderiam reter o calor recebido do Sol exatamente da
mesma forma que o vidro de uma estufa. Dessa comparação foi cunhado o nome
efeito estufa.
Hoje podemos também comparar esse efeito com o aquecimento sofrido por
um carro deixado completamente fechado sob o Sol. Os vidros das janelas produzem
o efeito estufa ao deixarem a luz e o calor do Sol entrarem, ao mesmo tempo em que
reduzem o fluxo de calor para fora do carro. O resultado é que o interior do carro fica
muito mais quente do que ficaria se estivesse com os vidros todos abertos.
Na Terra o efeito estufa eleva a temperatura em torno de 23°C. Sem ele a
temperatura média da superfície do planeta estaria bem abaixo de 0°C e o planeta
estaria na era do gelo.
Hoje existem provas que mostram que o dióxido de carbono absorve calor sob
a forma de radiação infravermelha, atuando como um cobertor que segura o calor na
atmosfera impedindo que ele volte ao espaço.
De forma a manter o equilíbrio energético, a temperatura na superfície do
planeta e nas camadas mais baixas da atmosfera aumenta até que a energia total
irradiada pelo planeta seja igual à energia recebida do Sol. Assim, quanto maior for a
concentração de dióxido de carbono na atmosfera, maior será a temperatura da
superfície do planeta.
Esta é a boa notícia. A má é que o aquecimento provocado pelo efeito estufa
está aumentando, seja por causas naturais como alterações na radiação solar e nos
movimentos orbitais da Terra ou como consequência das atividades humanas.
O principal efeito antrópico está associado à utilização de combustíveis
fósseis, como o petróleo e o carvão, pois suas queimas liberam dióxido de carbono.
Esse problema é ainda agravado pela destruição e diminuição de boa parte
das florestas e áreas verdes, que através da fotossíntese transformam o dióxido de
carbono em oxigênio.
No último século, com a Revolução Industrial e o aumento das atividades
agropecuárias, a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera aumentou 30% e
pesquisas mostram que ela continua a subir em uma taxa de aproximadamente 0,5%
ao ano.
O aquecimento global e as alterações climáticas associadas a esse aumento
podem ser fatais para várias espécies de animais e vegetais, inclusive para os seres
humanos.
Gases do efeito estufa
Segundo matéria divulgada no site da Cetesb/SP, os principais gases que
contribuem para o aumento do efeito estufa são:
1. Dióxido de Carbono ou CO2 - Responsável por cerca de 60% do efeito
estufa. É emitido na queima de combustíveis fósseis (carvão mineral,
petróleo, gás natural, turfa), nas queimadas e desmatamentos, que
destroem reservatórios naturais e sumidouros, que têm a propriedade de
absorver o CO2 do ar.
2. Metano ou CH4– Responsável por 15 a 20% do efeito estufa. É o
componente primário do gás natural; também é produzido por bactérias no
aparelho digestório do gado, nos aterros sanitários, plantações de arroz
inundadas, na mineração e queima de biomassa.
3. Óxido nitroso ou N2O– Participa com cerca de 6% do efeito estufa. É
liberado por microrganismos do solo. A concentração desse gás teve um
enorme aumento devido ao uso de fertilizantes químicos, à queima de
biomassa, ao desmatamento e às emissões de combustíveis fósseis.
4. Clorofluorcarbonetos ou CFCs – Responsáveis por até 20% do efeito
estufa, os clorofluorcarbonos são utilizados em geladeiras, aparelhos de
ar condicionado, isolamento térmico e espumas, como propelentes de
aerossóis, além de outros usos comerciais e industriais. Esses gases
reagem com o ozônio na estratosfera, decompondo-o e reduzindo a
camada de ozônio que protege a vida na Terra dos raios ultravioletas.
5. Ozônio ou O3 – Contribui com 8% para o aquecimento global. É formado
na baixa atmosfera, sob estímulo do Sol, a partir de óxidos de nitrogênio e
hidrocarbonetos produzidos em usinas termoelétricas, pelos veículos, pelo
uso de solventes e pelas queimadas.
O vapor d'água presente na atmosfera também absorve parte da radiação
emanada pela Terra e é um dos maiores contribuintes para o aquecimento natural.
Apesar de não ser produzido em quantidade significativa nas atividades humanas,
considera-se que, com o aquecimento global, haverá mais evaporação da água e, por
conseguinte, um aumento de sua participação no aumento do efeito estufa.
Alterações antrópicas
Muitas atividades humanas emitem grandes quantidades de dióxido de
carbono, um dos principais gases relacionado ao efeito estufa.
Com o aumento da espessura desta camada na atmosfera, uma quantidade
maior de calor será retida, o que provocará um aumento, tanto da temperatura da
atmosfera quanto dos oceanos em um fenômeno conhecido como aquecimento
global.
São várias as consequências do aquecimento global e algumas delas já
podem ser sentidas em diferentes partes do planeta. Entre elas, citamos:
A elevação do nível do mar devido ao derretimento das calotas polares, o que
pode ocasionar o desaparecimento de ilhas e cidades litorâneas;
O aumento da frequência de ocorrência de eventos climáticos extremos como,
por exemplo, tempestades tropicais, inundações, ondas de calor, seca, nevascas,
furacões, tornados e tsunamis. Todos esses eventos possuem grande poder de
destruição para populações humanas e ecossistemas naturais, podendo ocasionar
inclusive a extinção de espécies de animais e de plantas.
O Brasil contribui em muito com o aumento do efeito estufa e o aquecimento
global por dois motivos:
A utilização de combustíveis fósseis como principal fonte energética, cuja
demanda aumenta constantemente;
O alto índice de desmatamento e de queimadas.
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As florestas e os ecossistemas naturais são grandes reservatórios e
sequestradores de carbono por sua capacidade de realizar fotossíntese. Porém,
quando acontece um incêndio florestal ou uma área é desmatada, o carbono é
liberado para a atmosfera, contribuindo para o efeito estufa e o aquecimento global.
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Anexo B – Questões Ambientais Internacionais
Questões Ambientais Internacionais – extraído de Khan Academy.
Disponível em <https://bit.ly/3iJVuDn>.
“Este artigo trata do aquecimento global e suas possíveis consequências no
clima e para os ecossistemas terrestres. ”
Uma perspectiva internacional sobre questões ambientais
Vários países ao redor do mundo perceberam os benefícios da proteção do
meio ambiente. Infelizmente, mesmo se vários países tomassem medidas individuais
para a resolução de suas questões ambientais, isso não garantiria a solução de certos
problemas ambientais que ultrapassam fronteiras nacionais.
Por exemplo, pense no aquecimento global: isoladamente nenhuma nação
pode reduzir suficientemente a emissão de dióxido de carbono e outros gases a ponto
de resolver tal questão. O problema é tão grande que, para resolvê-lo, é necessária a
cooperação entre os países a fim de encontrar soluções efetivas.
Outro exemplo é o desafio de preservar a biodiversidade, o leque de material
genético animal e vegetal. Ainda que uma nação isoladamente possa proteger a
biodiversidade dentro de suas fronteiras, nenhuma nação pode, sozinha, proteger a
biodiversidade ao redor do mundo.
Aquecimento global e biodiversidade são exemplos de externalidades
internacionais—externalidades que cruzam fronteiras nacionais e não podem ser
resolvidas por uma única nação atuando isoladamente.
Como deveriam ser as regulações ambientais internacionais?
Reunir as nações do mundo para abordar questões ambientais requer um
conjunto difícil de negociações entre países com diferentes níveis de renda e
diferentes conjuntos de prioridades. Se países como China, Índia, Brasil e México,
entre outros, estão desenvolvendo suas economias queimando vastas quantidades
de combustível fóssil ou devastando florestas e habitats selvagens, países de alta
renda não conseguem, atuando isoladamente, reduzir a emissão de gases do efeito
estufa.
Apesar disso, países de baixa renda, com alguma exasperação
compreensível, salientam que países de alta renda não possuem autoridade moral
para lhes passar sermão sobre a necessidade de colocar a proteção do meio ambiente
à frente do crescimento econômico. Afinal, países de alta renda têm sido
historicamente os principais emissores de gases do efeito estufa devido à queima de
combustíveis fósseis. É difícil dizer a alguém que vive em um país de baixa renda -
onde faltam alimentação, saúde e educação adequadas - que se deve sacrificar uma
melhora em sua qualidade de vida por um ambiente mais limpo.
Se países de alta renda querem que países de baixa renda reduzam a
emissão de gases do efeito estufa, eles deveriam pagar parte dos custos decorrentes
disso. Talvez alguns desses pagamentos possam acontecer no setor privado. Por
exemplo, alguns turistas de países ricos poderiam pagar generosamente por férias
próximas a tesouros naturais em países de baixa renda, ou talvez algumas das
transferências de recursos poderiam ocorrer através da disponibilização de
tecnologias de controle de poluição para países mais pobres.
Os detalhes práticos de como um sistema internacional deve parecer e como
deve ser operado globalmente são demasiadamente complexos. Parece altamente
improvável que alguma forma de governo global conseguiria impor um detalhado
sistema de comando-e-controle ao redor do mundo. Consequentemente, uma
abordagem descentralizada e orientada para o mercado pode ser a única maneira
prática de gerenciar questões internacionais como aquecimento global e
biodiversidade.
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Anexo C – Aula Prática-Atividade Experimental
Efeito estufa, CO2, aquecimento global e os oceanos – Disponível em:
JACOBI, Pedro Roberto; GRANDISOLI, Edson; COUTINHO, Sônia Maria Viggiani;
MAIA, Roberta de Assis; TOLEDO, Renata Ferraz de. Temas atuais em mudanças
climáticas: para os ensinos fundamental e médio. 1ª Edição. São Paulo. IEE-USP.
2015. Págs. 102 a 103.
Objetivo: Ilustrar a capacidade do CO2 de absorver calor, em uma atividade
experimental. Favorecer a compreensão a respeito da correlação entre o aumento de
CO2 na atmosfera pelas ações humanas e o aquecimento global. Estabelecer
correlações entre o aquecimento global e a capacidade dos oceanos em sequestrar
carbono atmosférico.
Materiais:
• Vinagre de cozinha.
• Bicarbonato de sódio.
• Bexigas (balões) de festa, tamanho 6.
• Uma garrafa PET de 600 ml.
• Termômetros: 4 para cada grupo de 4-5 estudantes.
• Duas garrafas de vidro transparentes, com boca de pequeno diâmetro (onde caiba
a boca da bexiga). Pode ser de qualquer tipo. O importante é que sejam idênticas.
• Luz do sol (bancada/mesa ensolarada próxima a uma janela, por exemplo) ou uma
lâmpada ou luminária incandescente.
• Caso você não tenha materiais suficientes para formar grupos, você pode fazer uma
demonstração dialogada.
Desenvolvimento:
1. Retome com os alunos o que é o efeito estufa e aproveite para aprofundar
explicações sobre o fenômeno. Pergunte se eles já viram ou estiverem dentro de uma
estufa de vegetação. Se eles não conhecem uma estufa, você pode perguntar se já
estiveram dentro de um carro que ficou estacionado em sol pleno por muito tempo.
Por que o ar do interior de uma estufa ou do interior de um carro estacionado no “sol
quente” é mais quente do que o ar que está do lado de fora? A energia térmica
proveniente do sol passa através do vidro e fica retida dentro da estufa, aquecendo o
ar presente em seu interior, que fica muito mais quente do que do lado de fora.
Convide os alunos para fazer um experimento que ilustra a capacidade do CO2, um
gás de efeito estufa, de absorver calor (radiação infravermelha). A atmosfera age
como um cobertor: aquece a Terra, mantendo o calor concentrado próximo à
superfície.
2. Inicie o experimento colocando 2 termômetros dentro de cada garrafa de vidro e
deixe-as reservadas.
3. Coloque 100 ml de vinagre na garrafa PET pequena e 4 colheres de chá de
bicarbonato de sódio dentro de uma bexiga vazia.
4. Prenda a boca da bexiga na boca da garrafa e, lentamente, faça com que todo o
bicarbonato que está dentro da bexiga caia dentro da garrafa. O contato do
bicarbonato com o vinagre vai resultar em uma reação química, na qual um dos
produtos é o CO2. A bexiga irá inflar com o CO2.
5. Retire cuidadosamente a bexiga, evitando que esvazie.
6. Cuidadosamente prenda a boca da bexiga na boca de uma das garrafas de vidro e
pressione a bexiga, forçando a entrada do CO2 para dentro da garrafa.
7. Faça um nó na bexiga (próximo da boca), ou amarre-a com um cordão, de forma
que a garrafa fique vedada, com o CO2 em seu interior.
8. Tampe a outra garrafa de vidro (que estará com gases na concentração natural da
atmosfera) e ponha ambas expostas à luz solar ou bem próximas a uma lâmpada
incandescente de 100W.
9. Peças aos alunos que anotem as temperaturas marcadas pelos termômetros que
estão dentro das garrafas a cada 20 minutos. (50 min. são suficientes para observar
diferenças entre as duas garrafas, note que essa diferença é muito variável
dependendo da intensidade da fonte luminosa, da temperatura ambiente, da
espessura das garrafas, da quantidade de CO2 que você conseguiu transferir para a
garrafa, etc.).
10. Enquanto aguardam, conversem sobre os resultados esperados e exiba os vídeos
sugeridos como materiais de apoio. Dialoguem a respeito.
11. Após o tempo de observação, conversem sobre os resultados obtidos. Foi
observada alguma diferença entre a temperatura da garrafa cheia de ar “normal” e a
garrafa cheia com CO2? Por quê? Estimule os alunos a compartilharem o que eles
sabem e o que estão aprendendo sobre o efeito estufa.
12. Retome o diálogo sobre os vídeos assistidos e incentive-os a estabelecerem
correlações entre o aquecimento global intensificado pelas ações humanas e o papel
dos oceanos na regulação do clima da Terra. Como o aquecimento global pode afetar
a capacidade dos oceanos sequestrarem carbono e regularem o clima terrestre?
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