Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender a Propagação de Calor: O professor deve assegurar que os alunos entendam o conceito de propagação de calor, incluindo os diferentes modos de propagação (condução, convecção e radiação). Os alunos devem ser capazes de distinguir entre os diferentes modos e identificar exemplos de cada um.

2. Identificar Situações de Propagação de Calor no Dia a Dia: Os alunos devem ser capazes de aplicar o conhecimento adquirido para identificar situações de propagação de calor em seu ambiente, tanto natural quanto artificial. Isso ajudará a fortalecer a conexão entre a teoria e a prática.

3. Resolver Problemas Relacionados à Propagação de Calor: Os alunos devem ser capazes de aplicar as leis da termodinâmica para resolver problemas práticos relacionados à propagação de calor. Isso inclui calcular a taxa de transferência de calor e a mudança de temperatura em um sistema.

   • Objetivos Secundários:

     1. Promover a Participação Ativa dos Alunos: O professor deve incentivar a participação ativa dos alunos por meio de discussões em grupo e resolução de problemas em equipe.

     2. Estimular a Aprendizagem Autônoma: A aula invertida fornece uma oportunidade para os alunos se envolverem em sua própria aprendizagem, permitindo que eles explorem o conteúdo antes da aula e usem a aula para esclarecer dúvidas e aprofundar seu entendimento.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de Conceitos Prévios: O professor começará relembrando os conceitos de energia e temperatura, que são fundamentais para o entendimento do tópico. Ele pode fazer perguntas para avaliar o conhecimento prévio dos alunos sobre esses conceitos e esclarecer quaisquer mal-entendidos. (2 - 3 minutos)

2. Situação-Problema 1: Aquecendo a Casa: O professor apresentará uma situação em que uma pessoa quer aquecer sua casa no inverno. Ele pode perguntar aos alunos: "Como o calor é transferido de um cômodo para outro na casa?" e "Quais são os métodos possíveis de transferência de calor aqui?" Isso ajudará a introduzir o conceito de propagação de calor de maneira contextualizada. (3 - 4 minutos)

3. Situação-Problema 2: Cozinhando a Comida: O professor apresentará outra situação em que uma pessoa está cozinhando a comida em uma panela. Ele pode perguntar aos alunos: "Por que a comida cozinha mais rápido se aumentarmos o fogo?" e "Como o calor é transferido da chama do fogão para a panela e, em seguida, para a comida?" Isso levará os alunos a pensar sobre a propagação de calor em um contexto mais prático. (3 - 4 minutos)

4. Contextualização da Importância do Tópico: O professor explicará que a propagação de calor é um fenômeno que ocorre constantemente ao nosso redor e é crucial para muitos processos e tecnologias que usamos diariamente. Ele pode mencionar exemplos como a climatização de edifícios, a refrigeração de alimentos, o funcionamento de motores, entre outros. (2 - 3 minutos)

5. Introdução do Tópico: O professor introduzirá o tópico da propagação de calor, explicando que existem diferentes maneiras pelas quais o calor pode se propagar. Ele pode usar um exemplo para ilustrar cada modo de propagação: "Quando você coloca uma colher de metal em uma xícara de café quente, a colher esquenta rapidamente. Isso ocorre porque o calor é transferido do café para a colher por condução." (2 - 3 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade 1: Jogo de Adivinhação de Propagação de Calor (8 - 10 minutos)

   • O professor irá preparar previamente cartões com situações cotidianas que envolvem a propagação de calor. Exemplos: um ferro de passar roupa, um pote de água fervendo, um aquecedor, um forno, uma lâmpada, uma mão tocando um cubo de gelo, etc.
   • Os alunos serão divididos em grupos de até 5 pessoas. Cada grupo receberá um conjunto de cartões.
   • O objetivo do jogo é que o grupo identifique qual é o modo de propagação de calor presente em cada situação (condução, convecção ou radiação). Eles devem discutir em grupo e tentar chegar a um consenso. Se não conseguirem, poderão usar seus dispositivos móveis para pesquisar e aprender mais sobre o assunto.
   • Ao final do tempo determinado, cada grupo apresentará uma situação e sua respectiva resposta para a classe. O professor irá corrigir se necessário e fornecerá feedback.
   • Esta atividade permitirá que os alunos apliquem o que aprenderam de maneira lúdica e colaborativa, reforçando a compreensão dos conceitos.

2. Atividade 2: Experimento de Propagação de Calor (10 - 12 minutos)

   • O professor irá fornecer os materiais necessários para o experimento: uma barra de metal, um pedaço de tecido, um secador de cabelo e um termômetro.
   • Cada grupo receberá o mesmo conjunto de materiais.
   • O professor irá explicar que o objetivo do experimento é observar e registrar a propagação de calor em diferentes materiais e situações.
   • O professor orientará os alunos a realizarem o experimento, que consiste em:
     1. Colocar o termômetro no início da barra de metal e anotar a temperatura inicial.
     2. Aplicar calor na outra extremidade da barra usando o secador de cabelo e registrar o tempo e a temperatura a cada minuto.
     3. Repetir o processo usando o tecido no lugar da barra de metal.
   • Os alunos registrarão os dados e farão uma análise em grupo, discutindo sobre a diferença de propagação de calor entre os materiais.
   • No final, cada grupo apresentará suas observações e conclusões para a classe. O professor irá reforçar os conceitos aprendidos e corrigir quaisquer mal-entendidos.

3. Atividade 3: Resolução de Problemas (2 - 3 minutos)

   • Para encerrar a fase de Desenvolvimento, o professor irá propor um problema de resolução de calor para cada grupo. O problema pode envolver a determinação da taxa de transferência de calor em uma situação específica, ou a previsão de como a temperatura de um sistema irá mudar após a aplicação de calor.
   • Os grupos terão alguns minutos para discutir e propor uma solução. Eles apresentarão suas soluções para a classe e o professor irá fornecer feedback e esclarecer quaisquer dúvidas restantes.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Compartilhamento da Solução dos Problemas: O professor deve solicitar que cada grupo compartilhe a solução para o problema de resolução de calor que foi proposto. Cada grupo terá até 3 minutos para apresentar. Durante as apresentações, o professor deve incentivar a participação de todos os alunos, fazendo perguntas para garantir a compreensão e reforçar os conceitos. (3 - 4 minutos)

2. Discussão em Grupo: Após todas as apresentações, o professor deve promover uma discussão em grupo. Ele pode pedir aos alunos que comparem as soluções apresentadas e discutam as estratégias que cada grupo usou para resolver o problema. Isso ajudará a reforçar a compreensão dos alunos sobre o tópico e promoverá a habilidade de pensar criticamente. (2 - 3 minutos)

3. Conexão com a Teoria: O professor deve então fazer a conexão entre as atividades práticas realizadas durante a aula e a teoria apresentada no início. Ele pode relembrar os diferentes modos de propagação de calor e como eles foram observados durante o jogo de adivinhação e o experimento. Isso ajudará a solidificar o entendimento dos alunos sobre o tópico. (1 - 2 minutos)

4. Reflexão Individual: Para concluir a aula, o professor deve propor que os alunos dediquem um minuto para refletir individualmente sobre o que aprenderam. Ele pode fazer perguntas como: "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?" e "Quais questões ainda não foram respondidas?". Os alunos podem anotar suas reflexões, se desejarem. O professor pode coletar as anotações para avaliar o entendimento da turma e identificar quaisquer áreas que possam precisar de revisão em aulas futuras. (1 minuto)

5. Feedback e Encerramento: O professor deve encerrar a aula agradecendo a participação dos alunos e dando um breve resumo dos principais pontos abordados. Ele pode também informar sobre o próximo tópico a ser estudado. Para finalizar, o professor deve solicitar feedback dos alunos sobre a aula, incentivando-os a compartilhar o que gostaram, o que acharam desafiador e quaisquer sugestões que possam ter para melhorar as futuras aulas. (1 minuto)

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo da Aula: O professor deve recapitular os principais pontos abordados durante a aula. Ele pode relembrar os diferentes modos de propagação de calor - condução, convecção e radiação - e como eles foram observados nas situações apresentadas no jogo de adivinhação e no experimento. Além disso, o professor deve reforçar a aplicação desses conceitos na resolução de problemas práticos, como foi feito na atividade de resolução de problemas. (2 - 3 minutos)

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações: O professor deve explicar como a aula conectou a teoria, a prática e as aplicações. Ele pode destacar como o conhecimento teórico sobre a propagação de calor foi aplicado para entender as situações cotidianas apresentadas no jogo de adivinhação. Além disso, o professor deve ressaltar como o experimento prático permitiu aos alunos observar e registrar a propagação de calor em diferentes materiais e situações. Por fim, o professor deve reforçar a importância desses conceitos na resolução de problemas reais relacionados à propagação de calor. (1 - 2 minutos)

3. Materiais Complementares: O professor deve sugerir materiais de estudo complementares para os alunos que desejam aprofundar seu entendimento sobre o tópico. Isso pode incluir livros, sites, vídeos educativos e aplicativos de simulação. Alguns exemplos podem ser:

   • Livro: "Física Térmica: Exercícios Resolvidos e Propostos" de Paulo T. C. Freire
   • Vídeo: "O que é condução, convecção e radiação?" no canal "Ciência Todo Dia"
   • Aplicativo: "Jogos de Física - Calor" (disponível na App Store e no Google Play) (1 - 2 minutos)

4. Aplicação do Tópico no Dia a Dia: Por fim, o professor deve reforçar a importância da propagação de calor em nosso dia a dia. Ele pode mencionar exemplos práticos, como a climatização de edifícios, a refrigeração de alimentos, o funcionamento de motores, entre outros. Além disso, o professor deve encorajar os alunos a observarem o mundo ao seu redor e identificarem mais exemplos de propagação de calor em seu ambiente. (1 minuto)

5. Encerramento da Aula: O professor deve encerrar a aula agradecendo a participação ativa dos alunos, reforçando a importância do estudo contínuo e lembrando-os sobre o próximo tópico a ser estudado. Ele pode também informar que estará disponível para esclarecer quaisquer dúvidas que os alunos possam ter após a aula. (1 minuto)