Objetivos (5 - 10 minutos)

1. Compreender o conceito de dilatação volumétrica: Os alunos devem ser capazes de definir o que é a dilatação volumétrica e entender como ela ocorre. Eles devem entender que a dilatação volumétrica é o aumento do volume de um corpo devido ao aumento de sua temperatura.

2. Identificar o coeficiente de dilatação de materiais: Os alunos devem ser capazes de identificar o coeficiente de dilatação linear de diferentes materiais. Eles devem entender que o coeficiente de dilatação linear é uma constante que determina o quanto um material se expande ou se contrai quando sujeito a um aumento ou diminuição de temperatura.

3. Aplicar o conceito de dilatação volumétrica na resolução de problemas práticos: Os alunos devem ser capazes de utilizar as fórmulas e conceitos aprendidos para resolver problemas práticos que envolvam a dilatação volumétrica. Eles devem entender que a dilatação volumétrica é uma propriedade importante para diversas aplicações práticas, como a construção de pontes e edifícios.

Objetivos secundários:

• Desenvolver o pensamento crítico e a habilidade de resolução de problemas: Ao aplicar o conceito de dilatação volumétrica na resolução de problemas, os alunos irão desenvolver habilidades importantes, como o pensamento crítico e a habilidade de resolução de problemas.

• Promover a discussão em grupo e a colaboração: Ao trabalhar em grupos para resolver problemas, os alunos terão a oportunidade de discutir ideias, compartilhar conhecimentos e colaborar uns com os outros.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conceitos prévios: O professor iniciará a aula relembrando conceitos fundamentais relacionados à dilatação, como a dilatação linear. Para isso, fará uma rápida revisão sobre o que é dilatação linear e como ela ocorre. O professor pode fazer uso de exemplos práticos e cotidianos para facilitar o entendimento, como a dilatação de uma barra metálica quando é aquecida. (3 - 5 minutos)

2. Apresentação de situações-problema: O professor apresentará duas situações-problema que envolvam a dilatação volumétrica. Por exemplo, a primeira situação poderia ser: "Se um recipiente contendo água é aquecido, o que acontece com o nível da água? Por quê?". A segunda situação poderia ser: "Por que os trilhos de uma ferrovia são construídos com pequenos espaços entre eles? Como a dilatação volumétrica pode estar relacionada a isso?". O professor incentivará os alunos a pensarem sobre as situações e a formularem hipóteses. (3 - 5 minutos)

3. Contextualização da importância do assunto: O professor explicará que a dilatação volumétrica é uma propriedade importante para diversas aplicações práticas, como a construção de pontes e edifícios. Ele pode citar exemplos reais, como a Ponte Golden Gate, que possui juntas de dilatação para permitir que a estrutura se expanda e se contraia com as variações de temperatura. Além disso, o professor pode mencionar a importância da dilatação volumétrica na vida cotidiana, como no funcionamento de termômetros e termostatos. (2 - 3 minutos)

4. Introdução do tópico de forma atrativa: Para despertar o interesse dos alunos, o professor pode apresentar curiosidades sobre a dilatação volumétrica. Por exemplo, ele pode contar a história de como a dilatação do ar dentro de uma esfera de metal foi usada para demonstrar a existência do vácuo (experimento de Magdeburgo). Outra curiosidade interessante é que a dilatação volumétrica do vidro é usada na fabricação de objetos de vidro, como copos e garrafas, que são moldados enquanto o vidro está quente e depois resfriados rapidamente para evitar que se deformem. (2 - 3 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade de modelagem com massinha de modelar (10 - 15 minutos): O professor irá dividir a turma em grupos de até 5 alunos. Cada grupo receberá uma quantidade de massinha de modelar e dois recipientes de tamanhos diferentes. Os alunos receberão a tarefa de modelar uma quantidade de massinha de forma que ela caiba no primeiro recipiente, mas ao ser aquecida, se expanda e caiba no segundo recipiente. Esta atividade irá ajudar os alunos a visualizarem o conceito de dilatação volumétrica e a entenderem que, ao ser aquecido, o volume de um corpo pode aumentar.

   • Passo 1: Os alunos devem fazer uma previsão de como a massinha irá se comportar ao ser aquecida.

   • Passo 2: Os alunos devem modelar a massinha de forma que ela caiba no primeiro recipiente.

   • Passo 3: Os alunos devem aquecer a massinha e observar o que acontece. Eles devem registrar suas observações.

   • Passo 4: Os alunos devem modelar a massinha de forma que ela caiba no segundo recipiente. Eles devem comparar a massinha antes e depois de ser aquecida e discutir o que aconteceu.

2. Atividade de resolução de problemas (10 - 15 minutos): O professor irá apresentar aos grupos de alunos uma série de problemas que envolvem a dilatação volumétrica. Os problemas podem ser de diferentes níveis de dificuldade, de modo a atender às necessidades de aprendizagem de todos os alunos. Os alunos devem trabalhar em grupo para resolver os problemas. Esta atividade irá ajudar os alunos a aplicarem o conceito de dilatação volumétrica na resolução de problemas e a desenvolverem suas habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas.

   • Passo 1: O professor irá apresentar os problemas para os alunos.

   • Passo 2: Os alunos devem discutir entre si e decidir como irão abordar a resolução dos problemas.

   • Passo 3: Os alunos devem realizar os cálculos necessários para resolver os problemas.

   • Passo 4: Os alunos devem discutir suas soluções e apresentá-las para a turma. O professor irá corrigir as soluções e esclarecer quaisquer dúvidas.

3. Atividade de discussão em grupo (5 - 10 minutos): Após a resolução dos problemas, o professor irá promover uma discussão em grupo sobre as soluções encontradas. O objetivo desta atividade é permitir que os alunos aprofundem seu entendimento sobre a dilatação volumétrica e esclareçam quaisquer dúvidas que possam ter. O professor irá orientar a discussão e fornecer feedback aos alunos.

   • Passo 1: O professor irá conduzir a discussão, incentivando os alunos a compartilharem suas ideias e a argumentarem sobre as soluções encontradas.

   • Passo 2: Os alunos devem discutir em grupo as soluções apresentadas pelos outros grupos e formular perguntas para esclarecer quaisquer dúvidas que possam ter.

Estas atividades irão permitir que os alunos apliquem na prática os conceitos teóricos aprendidos sobre a dilatação volumétrica e desenvolvam suas habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discussão em grupo (5 - 7 minutos): O professor irá reunir todos os alunos em uma grande roda de discussão. Cada grupo terá um tempo máximo de 3 minutos para compartilhar suas soluções ou conclusões sobre as atividades realizadas. Durante as apresentações, o professor deve encorajar os outros alunos a fazerem perguntas e comentários. Esta troca de ideias é crucial para que os alunos possam enriquecer seu entendimento sobre o tema e aprender com as experiências dos outros.

   • Passo 1: O professor irá chamar cada grupo para apresentar suas soluções ou conclusões sobre as atividades realizadas.

   • Passo 2: Durante as apresentações, o professor deve garantir que todos os alunos estejam atentos e interagindo, fazendo perguntas e comentários.

   • Passo 3: Após todas as apresentações, o professor deve fazer um resumo dos principais pontos discutidos e esclarecer quaisquer dúvidas que ainda possam existir.

2. Conexão com a teoria (3 - 5 minutos): Após a discussão em grupo, o professor deve fazer um breve resumo das atividades e discutir como elas se conectam com a teoria da dilatação volumétrica. O professor deve enfatizar os conceitos principais que foram aprendidos e como eles foram aplicados nas atividades. Esta etapa é importante para que os alunos possam consolidar seu entendimento sobre o tema.

   • Passo 1: O professor irá resumir as principais conclusões das atividades realizadas, destacando os conceitos principais que foram aprendidos.

   • Passo 2: O professor deve discutir como os conceitos teóricos foram aplicados nas atividades e como as atividades ajudaram a esclarecer a teoria.

3. Reflexão individual (2 - 3 minutos): Por fim, o professor irá propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que foi aprendido na aula. O professor irá fazer algumas perguntas para guiar a reflexão dos alunos. Por exemplo: "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?" e "Quais questões ainda não foram respondidas?". Os alunos terão um minuto para pensar sobre as perguntas e, em seguida, poderão compartilhar suas respostas com a turma, se desejarem.

   • Passo 1: O professor irá propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que foi aprendido na aula.

   • Passo 2: O professor irá fazer algumas perguntas para guiar a reflexão dos alunos.

   • Passo 3: Os alunos terão um minuto para pensar sobre as perguntas e, em seguida, poderão compartilhar suas respostas com a turma, se desejarem.

Esta etapa de Retorno é fundamental para que os alunos possam refletir sobre o que aprenderam e para que o professor possa avaliar a eficácia da aula e planejar as próximas aulas, se necessário.

Conclusão (5 - 10 minutos)

1. Resumo dos Conteúdos (2 - 3 minutos): O professor reúne os alunos e faz um resumo dos principais conteúdos abordados durante a aula. Ele recapitula o que é dilatação volumétrica, como ela ocorre e a importância do coeficiente de dilatação linear na dilatação de diferentes materiais. O professor também reforça os conceitos aprendidos durante as atividades práticas, tais como a relação entre a temperatura e o volume de um corpo, e como isso se aplica no cotidiano.

2. Conexão da Teoria com a Prática (2 - 3 minutos): Em seguida, o professor faz uma breve discussão sobre como a aula conectou a teoria e a prática. Ele destaca como as atividades práticas, como a modelagem com massinha de modelar, ajudaram os alunos a visualizarem e compreenderem o conceito de dilatação volumétrica. Além disso, o professor reforça como a resolução de problemas permitiu aos alunos aplicarem os conceitos teóricos de forma prática e aprofundarem seu entendimento sobre o tema.

3. Materiais Extras (1 - 2 minutos): O professor sugere materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seus conhecimentos sobre a dilatação volumétrica. Ele pode indicar livros de física, sites educativos e vídeos explicativos. Por exemplo, o professor pode sugerir o experimento de Magdeburgo, que demonstra a dilatação volumétrica do ar, ou um vídeo sobre a dilatação de pontes e edifícios devido às variações de temperatura.

4. Relevância do Assunto (1 - 2 minutos): Por fim, o professor ressalta a importância do assunto para o dia a dia. Ele pode citar exemplos práticos, como o funcionamento de termômetros e termostatos, a dilatação de pontes e edifícios, e até mesmo a fabricação de objetos de vidro. O professor enfatiza que a compreensão da dilatação volumétrica é essencial para entendermos e lidarmos com as variações de volume que ocorrem em diversos materiais quando são aquecidos ou resfriados.

Ao final da aula, os alunos devem ter uma compreensão sólida do conceito de dilatação volumétrica, ser capazes de identificar o coeficiente de dilatação linear de diferentes materiais e de aplicar esses conhecimentos na resolução de problemas práticos. Eles também devem entender a importância da dilatação volumétrica para a vida cotidiana e para diversas aplicações práticas.