Eletromagnetismo no Ensino Médio

Qual é o objetivo deste planejamento?

Todos nós professores de física nos contagiamos, em algum momento de nossas vidas, pela beleza desse estudo.
Essa paixão pela física pode ter acontecido de diferentes maneiras com cada um de nós. É difícil eu descrever os motivos que nos levaram a essa paixão, mas pretendo apresentar um planejamento que dê oportunidade ao seu aluno de também gostar da física através das coisas que ele mesmo vai construir com as próprias mãos para entender o conteúdo da física envolvido.
Não é difícil convencer seu aluno do 3º ano do ensino médio da importância da eletricidade em sua vida e para a humanidade atual, mas é difícil convencê-lo a se interessar pela física que faz parte de um simples apertar de um botão de um aparelho elétrico qualquer.
É difícil encontrar uma forma de levar seu aluno a aprender que, quando ele simplesmente aperta um botão qualquer, ele está fechando um circuito elétrico onde surge uma corrente elétrica, em que bilhões e bilhões de elétrons ao longo de todo o circuito se deslocam num sentido preferencial, indo do pólo negativo para o pólo positivo da fonte de energia.
Acredito que com um planejamento feito com objetivo de colocar o aluno como agente principal da aula, isto é, dar oportunidade para o aluno pensar em soluções, fazer perguntas, criar hipóteses, fazer tentativas com experimentos, elaborar seus próprios modelos, debater suas idéias, construir e até descontruir coisas para observar, podemos levar o nosso aluno a aprender e até mesmo ter prazer em assistir as aulas de física.
Para isso é preciso ter um planejamento com uma meta bem definida e atividades experimentais que contemplem pontos importantes do conteúdo a que queremos chegar.
Precisamos usar as aulas de física para estimular o aluno a entender a física e conhecer melhor o mundo que vivemos.
Apresento o meu planejamento de eletromagnetismo com uma preocupação especial que é a escolha da meta principal do curso. Esta meta serve de eixo do planejamento, e a partir dessa definição fiz escolhas de atividades.

Meta do planejamento: Entender o que é a corrente elétrica e que podemos produzi-la com a pilha e também com campo magnético.

O que o aluno pensa: Para gerar energia elétrica na usina hidroelétrica, precisamos da água, pois é dela que vem a eletricidade.

lº Bimestre: Circuito simples

Objetivo: entender corrente elétrica.

Conteúdo: corrente elétrica. O que é corrente elétrica, como ela acontece e por quê. Materiais condutores e isolantes. Resistência elétrica.

O que o aluno pensa: o aluno acredita que o filamento da lâmpada não faz parte do circuito.
O aluno acredita que passa uma energia (que vem de cada pólo da pilha), de sinais diferentes ou de sinais iguais dentro do fio, que ao se encontrarem na lâmpada, explode e acende a lâmpada.

Atividades

1ª atividade - circuito simples: por que a lâmpada acende?

Objetivo: problematizar com uma questão que motiva o aluno a pensar sobre corrente elétrica. Conhecer o que o aluno pensa para que o professor possa criar conflitos com suas idéias.

2ª atividade com o circuito simples: pilha

Objetivo: compreender a diferença de potencial e o funcionamento da pilha Levar o aluno a perceber a importância da fonte de energia e que existe corrente elétrica dentro da pilha. Levar o aluno a pensar também sobre a movimentação de cargas entre as duas placas da pilha e uma a perda de massa de uma e um aumento de massa da outra placa. Mostrar ao aluno as reações que ocorrem na pilha. Criar uma possibilidade de discutir sobre o circuito fechado no líquido.

3ª atividade: construção do abajur

Objetivo: levar o aluno a manipular matérias de eletricidade e a pensar num circuito simples aberto e fechado para acender a lâmpada.

4ª atividade: potenciômetro ou reostato

Objetivo: Discutir sobre a resistência elétrica.

2º Bimestre: Circuito em série e paralelo.

Objetivo: entender o que acontece com a corrente elétrica e a ddp dos circuitos em série e paralelo.

Conteúdo: associação de resistências em série e paralelo, o multímetro como instrumento de medida no estudo de eletricidade, 1ª Lei de Ohm.

O que o aluno pensa: a corrente elétrica diminui quando passa em cada lâmpada.

Atividades

1ª atividade: construção de circuitos com duas lâmpadas - circuito em série e paralelo

Objetivo: comparar o brilho das lâmpadas e discutir o caminho e a intensidade da corrente elétrica em cada circuito.

2ª atividade (com multímetro): medir corrente, ddp e resistência elétrica nos circuitos da atividade 1

Objetivo: aprender a utilizar o multímetro em cada medida e discutir os valores encontrados.

3ª atividade da Lei de Ohm

Objetivo: fazer as medidas com o multímetro no circuito simples com um resistor para construção do gráfico U x i e perceber seu significado.

3º Bimestre: ímã e campo magnético

Objetivo: entender como podemos perceber a existência do campo magnético e como podemos produzir e variar a intensidade de um campo magnético com a corrente elétrica.

Conteúdo: ímã, polos magnéticos, campo magnético, campo magnético terrestre, linhas de campo, materiais ferromagnéticos, campo magnético gerado por corrente elétrica.

O que o aluno pensa: a agulha da bússola não é um ímã e ela sempre aponta para o norte da Terra.

Atividades

1ª atividade: Construção da bússola

Objetivo: Entender por que a agulha da bússola assume determinada posição.

2ª atividade: Experiência de Oersted

Objetivo: Perceber que existe campo magnético ao redor do fio onde passa corrente elétrica.

3ª atividade: Construção do eletroímã

Objetivo: Perceber que podemos gerar um campo magnético com corrente elétrica.

4º Bimestre: Corrente elétrica gerada com o campo magnético.

Objetivo: Entender como podemos gerar corrente elétrica com a variação do campo magnético.

Conteúdo: corrente elétrica induzida, geradores elétricos, transformação de energia de movimento em eletricidade.

O que o aluno pensa: O aluno "não" espera que possamos gerar corrente elétrica com o campo magnético.

Atividades deste bimestre:

1ª atividade: indução eletromagnética

Objetivo: Perceber a corrente induzida com o uso da bússola.

2ª atividade: construção do motor elétrico
Objetivo: Perceber, através da construção e o funcionamento do motor, a interação entre campos magnéticos.

Conteúdo complementar do 4ºbimestre:

Eletrização - Discutir as diferenças dos fenômenos da eletrização e magnetização.

O que o aluno pensa: O aluno acredita que os fenômenos de eletrização e magnetização têm a mesma natureza.

Atividades extras

1- Apresentação do Filme "Frankenstein"

Objetivo: associar arte com ciência. Destacar o lado humano e a ética na ciência.

Conteúdos: destacar conflitos de uma época e a ciência como descoberta da eletricidade animal feita por Luigi Galvani e explorada por Alessandro Volta, o inventor da pilha, assim como as dificuldades encontradas para construção científica.
Atividade interdisciplinar com português

2- Experiência do eletróforo

Objetivo: Propor esta atividade como desafio para explicar como foi gerada a corrente elétrica.

Avaliação do aluno: Nota máxima 10
Presença:................................ 1,0 (aluno que não falta terá 1,0)
Participação:......................... 1,0 (aluno que participa das atividades 1,0)
Tarefa de casa: ..................1,0 (aluno que realiza todas as tarefas na data marcada 1,0)
Atividade em sala:...............1,0 (aluno que realiza as atividades experimentais em sala com interesse)
Relatório experimental.....2,0 (aluno que entregar relatório experimental completo de uma das atividades do bimestre, em folha sulfite)
Prova individual.....................4,0

Links para as atividades

Circuito simples: por que a lâmpada acende?

Atividade com o circuito simples: pilha

Atividade de Construção da bússola

Atividade: Experiência de Oersted

Atividade de Construção do eletroímã

Atividade da indução eletromagnética

Atividade de construção do motor elétrico