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1. Introdução
A atividade da construção da bússola
é uma atividade experimental introdutória para o estudo do
magnetismo. Serve para explorar a magnetização dos materiais,
como utilizar a bússola, perceber o campo magnético da Terra,
discutir sobre os pólos norte e sul magnéticos da Terra e
de um ímã.
2. Público-Alvo
Esta atividade pode ser aplicada aos alunos do ensino
fundamental ou médio, pois não necessita de um conhecimento
prévio. O meu procedimento foi escrito para alunos do Ensino Médio.
3. Materiais necessários
Faz parte da tarefa dada aos alunos que eles escolham
os materiais que usarão para fazer uma bússola. Os alunos
devem usar sua criatividade e materiais acessíveis no dia-a-dia.
Podem pesquisar na internet ou na biblioteca como é feita essa construção
e quais os materiais a serem utilizados.
Um ímã é essencial, para magnetizar o material que
usarão como bússola (que será uma agulha, clipe ou
qualquer outro material ferromagnético). O próprio ímã
poderia ser a bússola, se os alunos conseguirem resolver o problema
de fazê-lo girar livremente.
Alguns outros materiais poderiam ser, por exemplo, agulha, rolha, círculo
com os pontos cardeais, água, pote pequeno onde caiba a agulha e
rolha, ou então suporte e barbante, etc.
4. Cronograma
A construção da bússola propriamente
dita será feita em casa por duplas de alunos. Então, será
necessária uma parte de uma aula para que o professor explique a
atividade que farão.
Após a apresentação da bússola pelos alunos,
para a etapa de discussão dessa atividade, serão necessárias
duas aulas.
5. Conteúdos
Os conteúdos importantes tratados nesta atividade
são os pontos cardeais, magnetização dos materiais,
campo magnético da Terra e de um ímã, pólos
magnéticos e geográficos da Terra e pólo magnético
de um ímã.
OBS. Poderia ser tratado também o conteúdo específico
de formas de magnetização dos materiais e a explicação
do porquê acontecer dessa forma, assim como a questão da estrutura
da matéria dos materiais magnéticos. No meu planejamento,
e o que eu quis especificamente nessa aula foi falar de como podemos usar
a bússola e como ela pode sentir os pólos de um ímã.
Esse outro conteúdo, mais aprofundado, foi planejado para uma aula
posterior.
6. Pré-requisitos
A realização da atividade requer um conhecimento
básico do aluno sobre os pontos cardeais.
7. Objetivos
O objetivo é que o aluno manipule materiais de
fácil acesso que tem em sua casa para construir um instrumento como a bússola; pelas escolhas do aluno o professor pode perceber quais as concepções; é bom perguntar porque ele escolheu e porque pensa que vai funcionar. É importante
que ele possa utilizá-la para perceber o que acontece
no espaço à sua volta, isto é, um instrumento que consegue
"enxergar coisas" que seus olhos não enxergam e desse modo
despertar curiosidade para elaborar perguntas e respostas sobre o comportamento
desse instrumento em diferentes situações. O objetivo também
é entender por que a agulha da bússola se movimenta e fica
estável em determinada posição, reconhecer a bússola
como um instrumento que percebe o campo magnético e que é
atraído pelos pólos magnéticos da Terra e de um ímã,
materiais magnéticos e não magnéticos e formas de magnetização.
8. Expectativas Conceituais:
Os alunos apresentam as seguintes concepções
espontâneas sobre a bússola:
- Não acreditam serem capazes de construir uma bússola
com materiais tão simples.
- Quando magnetizam uma agulha para construir a bússola, não
enxergam a agulha magnetizada como um ímã.
- Acreditam que a agulha da bússola vai sempre indicar para
o norte, mas essa indicação se parece confusa para o aluno
quando ele percebe que a agulha tem duas extremidades. O aluno não
sabe qual das extremidades é o pólo norte e não tem
justificativa.
- Não percebem a interferência de materiais magnéticos
próximos da bússola quando precisam perceber a indicação
da agulha para o norte.
- Pensam que o pólo norte é a mesma coisa que pólo
norte geográfico e pólo norte magnético.
- Apresentam a concepção que o pólo norte fica
na região dos pólos da Terra; assim como o pólo sul
fica no pólo sul da Terra.
- A bússola serve apenas para indicar o pólo norte e
sul da Terra e não serve para determinar os pólos de um ímã.
Devemos pedir aos alunos que percebam qual é a orientação
da maior parte das agulhas das bússolas dos alunos e perguntar por
que as agulhas têm esse comportamento, para encaminhar uma discussão.
Os alunos deverão dar uma explicação para a orientação
da agulha da bússola e professor deve interferir lembrando que a
agulha magnetizada se torna um ímã, e apresenta o comportamento
de atração, quando os pólos são diferentes,
e repulsão, quando os pólos são iguais.
9. Procedimento
A proposta principal desta atividade é a construção
da bússola pelos próprios alunos e que eles percebam como
podemos utilizá-la.
É interessante que a construção da bússola seja
feita em dupla, pois é interessante a interação entre
os alunos da dupla e a troca de idéias entre eles.
Os alunos deverão ser orientados a pesquisar sobre a construção
da bússola através de livros ou pesquisa na internet.
Nesta construção ele deverá perceber que precisa de
uma agulha, clipes ou material magnético para magnetizar (isto é,
ele deve avaliar tipos de material que podem se tornar ímãs,
enquanto que existem outros materiais que não podem ser magnetizados,
por exemplo, plástico, alumínio). Sabemos que os materiais
magnéticos são somente o ferro, o níquel, o cobalto
e algumas ligas que contêm esses elementos, devido a certas propriedades
magnéticas dos átomos desses materiais, que poderão
ser discutidas com os alunos se for interessante para o professor.
A partir da escolha do material correto a ser magnetizado, o aluno deverá
seguir um procedimento para magnetizar o material, o que significa torná-lo
um ímã. Poderá fazê-lo de diferentes maneiras,
desde aproximar de um ímã e deixar certo tempo, ou mesmo,
passar diversas vezes um ímã próximo da agulha, sempre
num determinado sentido.
Se os alunos são do ensino
médio e estudaram corrente elétrica, é interessante
discutir por que existem materiais que são magnetizados e outros
não.
Para isso é interessante lembrar que no modelo atômico
da matéria, onde existem os elétrons, que são
partículas negativas e se movem em torno do núcleo do
átomo. Nesse momento cada elétron passa a constituir
uma "corrente elétrica", que circula em torno do
núcleo.
Essa movimentação dos elétrons dá origem
a um efeito magnético, ou mesmo, formam imãzinhos com
pólos norte e sul. Em vários átomos esses efeitos
somados resultam em um comportamento de um "imãzinho"
em cada átomo.
Em outros casos os efeitos se cancelam completamente, então
o átomo é chamado não magnético. Um corpo
qualquer que é constituído por um número muito
grande de átomos com esse comportamento nunca vai se constituir
um ímã, logo, é um material não magnético.
Se por outro lado, um material com grande número de átomos
que apresentam comportamento magnético e não se anulam,
pois têm a disposição das orientações
de seus pequenos "ímãzinhos" desordenada,
esse material pode ser magnetizado, o que significa orientar esses
imãzinhos para que fiquem com uma orientação
praticamente igual, e são os materiais magnéticos.
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O material magnetizado deverá ter uma livre
movimentação para indicar uma determinada direção.
O aluno poderá fazer este procedimento de diferentes maneiras,
desde colocando o material magnetizado sobre uma fina camada de rolha
sobre a superfície da água dentro de um recipiente, ou mesmo
colocar a agulha suspensa por uma linha e fixá-la em um ponto.
O aluno deverá construir os pontos cardeais e perceber como pode
utilizá-los com o material magnetizado (agulha).
É importante o professor ter algumas perguntas orais elaboradas
para fazer aos alunos no dia da atividade, que estejam diretamente relacionadas
com o objetivo da aula.
Quando os alunos constroem alguma coisa eles gostam de falar sobre ela
e contar como construíram, as dificuldades, as idéias, os
imprevistos que aconteceram durante a construção, quais
os materiais que utilizaram, o que observaram, como explicam o que observaram,
logo todos querem falar sobre a sua atividade construída em casa
e em dupla.
10. Descrição da aula
Fiz uma fileira de carteiras paralela à lousa,
e pedi que colocassem todas as bússolas sobre as carteiras, para
que pudéssemos ver melhor cada uma delas e comparar o que estava
acontecendo com as agulhas das mesmas.
Os alunos apresentaram e davam explicações sobre algum comportamento
diferente de alguma bússola.
Eu fui introduzindo as perguntas, conforme eu percebi o encaminhamento
das discussões durante as apresentações das bússolas.
Não entregaram nada por escrito, apenas falaram, e muito.
11. Possíveis problemas/Dicas
importantes
É interessante que o professor estimule o
aluno para construir a bússola através de consulta na internet,
oriente os passos dessa construção e que faça o aluno
perceber que é em sala de aula, com os colegas e professor, que
terá oportunidade para conhecer melhor o fenômeno que envolve
a bússola, através de observações, questionamentos,
comparações, perguntas e respostas.
Nesta atividade com a bússola construída pelo próprio
aluno, é importante deixá-lo perceber o que acontece com
a agulha; o professor deve ter paciência para aguardar o aluno observar
e comparar a orientação da agulha da sua bússola
com as dos colegas da sala e perceber se existe alguma influência
de algum material magnético próximo que altere a direção
da agulha. Devemos deixar o aluno apresentar propostas de solução
para uma situação inesperada e pedir ajuda dos outros alunos
da sala.
Sugerimos também que o professor procure construir uma bússola
antes de realizar a atividade com os alunos, tanto para ter maior previsibilidade
quando a possíveis dificuldades, dúvidas, perguntas, como
para ter bem definido seu objetivo com esta atividade, isto é,
o que o professor quer que os alunos observem e aprendam com esta atividade.
12. Comentários Finais
Logo que a atividade é apresentada para os alunos, eles não
demonstram grande interesse, pois acreditam que já saber tudo que
envolve a bússola. Vão demonstrando certo interesse na medida
em que começam a se envolver com construção da bússola.
Os materiais necessários são simples e todos têm com
facilidade em suas casas. O interesse aumenta para perceber o que acontece
com o material magnetizado e qual a explicação para o que
estão observando, isto é, porque a posição
da agulha é sempre a mesma e em todas as bússolas.
É uma aula motivadora, pois como é uma construção
simples, a maioria dos alunos faz suas bússolas com muita criatividade,
de diferentes maneiras. O resultado final desta atividade é positivo,
pois a participação é geral dos alunos, fazem muitas
perguntas, procuram encontrar respostas em diferentes situações,
fazem hipóteses, enfim, é uma aula onde todos aprendem juntos
inclusive o professor.
Algumas bússolas que meus alunos fizeram em 2007
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