Conjunto SPIKE™ Prime

Indo Para Cima

Faça um gráfico do consumo de energia para obter energia potencial.

30-45 min.
Avançado
6º ao 8º ano
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Prepare-se para o Ensino Híbrido

(Antes da aula)

  • Caso você ache necessário, planeje uma aula usando o guia de introdução no aplicativo. Isso ajudará a familiarizar você e seus alunos com SPIKE Prime.

  • Não deixe de assistir ao vídeo da aula nesta página.

  • Leia o material do aluno para esta aula no link desta página ou no Aplicativo SPIKE.

  • Você pode querer considerar:

    • Escolher as ferramentas certas e o lugar certo. Por exemplo, assistir vídeos, ler um livro didático ou se preparar para uma experiência prática pode ser facilmente feito em casa. Realizar o experimento e coletar dados "práticos" é mais fácil em um ambiente de sala de aula.
    • Utilizando uma variedade de ferramentas e permitindo uma ampla diferenciação. Isso aumentará o engajamento de seus alunos e melhorará os resultados de aprendizado.
    • Fornecendo vários métodos de colaboração virtual. Aqui estão alguns exemplos:
      • Videoconferência
      • Blogs, bate-papos ou recados na parede
      • Versões digitais de planilhas estudantis
    • Adaptar o fluxo da aula para levar em conta o fato de não ser um ambiente de sala de aula durante toda a aula. Há um exemplo de fluxo de aula abaixo.
  • Aqui estão outras maneiras de adaptar o fluxo de aula às necessidades do seu aluno:
    • Faça seus alunos assistirem aos vídeos descrevendo o que eles estão prestes a fazer. Você pode direcioná-los para o Aplicativo SPIKE ou usar a URL da planilha do aluno.
    • Use qualquer outro material que você já tenha preparado sobre o tema.
    • Personalize o Livro do Aluno Inventor para que seus alunos preparem sua experiência de aprendizado e reflitam sobre suas descobertas. (ver Recursos Adicionais)
    • Use o Resumo da Lição (uma visão geral da lição fácil de usar para impressão de 1 página) para inspirar seus alunos com um desafio aberto. (ver Recursos Adicionais)

Envolver

(Antes da Aula (20 Min.))

  • O tema desta lição é a transferência de energia. Seus alunos aprenderão que, para que um ciclista mantenha uma velocidade constante (ou seja, energia cinética constante) ao subir ladeiras (ou seja, para ganhar energia potencial), ele ou ela precisa inserir energia. Esta lição usa um modelo de bicicleta elétrica. Sua energia virá de um aumento no consumo de energia de seu motor. Em uma situação da vida real, essa energia viria de um esforço extra do ciclista.
  • Use vários materiais para envolver seus alunos no tema da transferência de energia.

Iniciar uma discussão

Comece uma discussão fazendo perguntas relacionadas à lição. Aqui estão algumas sugestões:

  • O que acontecerá com sua velocidade quando subir uma ladeira?
  • Que tipo de energia você ganha enquanto sobe?
  • O que você precisa fazer para manter um nível de energia consistente em sua bicicleta (seu sistema)?
    Por que acha que é esse o caso?

Faça com que seus alunos escrevam seus pensamentos como uma hipótese.

Explorar

(Na aula, 30 min.)

  • Instrua seus alunos a construir uma bicicleta inteligente que possa registrar o consumo de energia do motor e o ângulo de uma inclinação. Eles podem criar seus próprios modelos, ou seguir as instruções de construção no aplicativo para construir o modelo de Bicicleta Inteligente.
  • Peça aos seus alunos para experimentarem seus modelos em uma superfície plana usando o programa sugerido no Aplicativo SPIKE.
  • Diga-lhes para olharem o gráfico e documentarem o que estão vendo:
    • Como eles podem explicar a explosão nos valores de potência do motor quando o movimento começa?
    • Por que as duas linhas traçadas têm a aparência que têm?

Explicar

(Na Aula, 45 min.)

  • Faça com que seus alunos repitam o experimento usando uma inclinação, que eles podem criar usando a caixa SPIKE Prime e uma prancha.
  • Peça aos seus alunos que expliquem como o motor da bicicleta inteligente está adicionando energia para manter uma velocidade constante.
  • Peça que expliquem a relação entre o consumo de energia do motor e o ângulo da inclinação.
  • Diga-lhes para exportar seus dados como um arquivo CSV, para que eles possam manipulá-los em outros softwares, se desejarem.

Elaborar

(Depois da Aula, 25 min.)

  • Se seus alunos ainda tiverem acesso aos seus Conjuntos Prime SPIKE, que completem as tarefas do Aplicativo SPIKE, para elaborar com aprendizado prático, por exemplo:
    • Desafie seus alunos a criar seus próprios caminhos. Peça-lhes para criar caminhos que incluam uma superfície plana, e ladeiras para cima e para baixo.
    • Incentive-os a desenhar como eles acham que o gráfico do consumo de energia do motor será. Então peça para eles fazerem a bicicleta correr pelo caminho para ver se estavam certos.
  • Se seus alunos não tiverem acesso aos seus conjuntos, faça-os preencher o Caderno de Alunos Inventores ou indicar uma das atividades de extensão sugeridas abaixo. A maioria das atividades de extensão pode ser feita usando os dados coletados durante a sessão prática
  • Facilite uma sessão de compartilhamento na qual seus alunos trocam seus pensamentos e resultados deste experimento. Isso pode ser feito usando qualquer método/ferramenta que seja mais eficiente (ou seja, presencial ou online).

Estimar

  • Dê feedback sobre o desempenho de cada aluno.
  • Você pode utilizar a rubrica de avaliação fornecida para simplificar o processo.

Oportunidades de Avaliação

Lista de Verificação de Observação do Professor
Estabeleça uma escala que atenda às suas necessidades, por exemplo:

  • Concluído parcialmente
  • Concluído completamente
  • Além do esperado

Use os seguintes critérios de sucesso para avaliar o progresso dos seus alunos:

  • Os alunos podem programar um dispositivo para registrar dados em um gráfico de linha.
  • Os alunos podem interpretar os valores provenientes do gráfico de linha.
  • Os alunos podem explicar a transferência de energia usando termos apropriados.

Autoavaliação
Faça com que cada aluno escolha a peça que ele/ela acha que melhor representa seu desempenho.

  • Azul Eu posso colocar dados num gráfico usando o programa fornecido no aplicativo.
  • Amarelo Posso criar meu próprio gráfico de linha e explicar meus resultados.
  • Roxo Criei novas experiências sozinho.

Avaliação dos Participantes

Incentive seus alunos a darem feedback aos outros:

  • Pedindo que um aluno classifique o desempenho de um colega usando a escala de peças coloridas acima.
  • Pedindo que eles apresentem feedback construtivo uns aos outros para que possam melhorar o desempenho de seu grupo durante a próxima aula. Esta é uma ótima oportunidade para usar ferramentas de videoconferência ou ferramentas de postagem em blogs em um cenário de ensino híbrido.
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Diferenciação

Simplifique esta aula:

  • Tomando tempo para descrever com seus alunos o que é uma proporção direta.
  • Pedindo aos seus alunos que deem exemplos de uma proporção direta de sua vida diária.

Leve esta aula ao próximo nível:

  • Pedindo aos seus alunos para construir suas próprias bicicletas inteligentes
  • Desafiando seus alunos a criar seus próprios protocolos científicos e decidir quais valores eles vão acompanhar e como eles vão fazê-lo
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Dicas

Dicas de Montagem

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Dicas de Programação
Usando o modo download
Esta lição foi projetada para ser reproduzida no Modo download, mas também pode ser reproduzida no Modo Transmissão em tempo real. O Modo download permite uma maior taxa de amostragem de coleta de dados pelo Hub. Isso significa que o Gráfico de Linha tem uma resolução melhor. Também significa que o conjunto de dados deve ser importado após a paralisação do programa.

Usando o Bloco de Parar para transferir automaticamente os conjuntos de dados
O uso deste bloco encerrará seu programa e acionará automaticamente um upload dos conjuntos de dados coletados do Hub para o seu dispositivo quando conectado via bluetooth.

SPIKE PRIME Science Stop Block - en

Programa Principal

SPIKE Prime Science This is Uphill - Step03 - pt-br

Dicas de dados científicos

Aqui está um exemplo dos dados que os alunos podem esperar deste experimento.

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Extensões

Extensão de Matemática

Para incorporar o desenvolvimento de habilidades matemáticas:

  • Faça com que seus alunos percebam que os dois valores grafados durante esta aula são registrados ao longo do tempo (ou seja, ângulo ao longo do tempo e potência do motor ao longo do tempo)
  • Faça com que seus alunos realizem manipulações de dados para traçar o gráfico da potência do motor sobre o ângulo da inclinação, tanto manualmente quanto usando ferramentas online.

Observação: Isso**exigirá mais tempo.

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Extensão de Linguagem e Literatura

Para incorporar o desenvolvimento de habilidades de artes linguísticas:

  • Cada aluno deverá escrever um diário de pesquisa científica, documentando suas hipóteses e conclusões como um cientista faria.
  • Cada aluno deverá escrever um artigo de jornal relatando uma grande descoberta científica. Peça a eles para documentar os protocolos científicos usados, como um jornalista faria.
  • Forneça exemplos de artigos de jornais científicos e revistas de pesquisa científica. Peça aos alunos para comparar os dois e documentar suas observações.

Observação: Isso exigirá tempo adicional.

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Conexões com carreiras

Os alunos que gostaram dessa aula podem ter interesse em explorar estas carreiras:

  • Ciências da Saúde
  • Educação e Treinamento
  • Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática
  • Transporte, Distribuição e Logística

Suporte ao Professor

Os alunos irão:

  • Realizar um experimento que ilustra a transferência de energia, da energia elétrica para a potencial

Conjunto SPIKE Prime LEGO® Education

  • Dispositivo com o aplicativo SPIKE LEGO Education instalado
  • Uma prancha ou algo do gênero para criar uma inclinação

BNCC
EM13MAT301
Resolver e elaborar problemas do cotidiano, da Matemática e de outras áreas do conhecimento, que envolvem equações lineares simultâneas, usando técnicas algébricas e gráficas, com ou sem apoio de tecnologias digitais.

BNCC
EM13MAT302
Construir modelos empregando as funções polinomiais de 1º ou 2º graus, para resolver problemas em contextos diversos, com ou sem apoio de tecnologias digitais.

BNCC
EM13MAT401
Converter representações algébricas de funções polinomiais de 1º grau em representações geométricas no plano cartesiano, distinguindo os casos nos quais o comportamento é proporcional, recorrendo ou não a softwares ou aplicativos de álgebra e geometria dinâmica.

BNCC
EM13MAT405
Utilizar conceitos iniciais de uma linguagem de programação na implementação de algoritmos escritos em linguagem corrente e/ou matemática.

BNCC
EM13MAT406
Construir e interpretar tabelas e gráficos de frequências com base em dados obtidos em pesquisas por amostras estatísticas, incluindo ou não o uso de softwares que inter-relacionem estatística, geometria e álgebra.

BNCC
EM13CNT101
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

BNCC
EM13LP12
Selecionar informações, dados e argumentos em fontes confiáveis, impressas e digitais, e utilizá-los de forma referenciada, para que o texto a ser produzido tenha um nível de aprofundamento adequado (para além do senso comum) e contemple a sustentação das posições defendidas.

BNCC
EM13LP30
Realizar pesquisas de diferentes tipos (bibliográfica, de campo, experimento científico, levantamento de dados etc.), usando fontes abertas e confiáveis, registrando o processo e comunicando os resultados, tendo em vista os objetivos pretendidos e demais elementos do contexto de produção, como forma de compreender como o conhecimento científico é produzido e apropriar-se dos procedimentos e dos gêneros textuais envolvidos na realização de pesquisas.

Material do aluno

Planilha do Aluno

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