Objetivos

(10 - 15 minutos)

Objetivo Principal

1. Desenvolver uma compreensão clara e abrangente dos fundamentos da ciência experimental, incluindo sua natureza, princípios e práticas, bem como o papel crucial que desempenha na evolução da ciência e do conhecimento humano.

Objetivos Secundários

2. Desenvolver habilidades de observação científica, permitindo aos alunos fazer observações precisas, cuidadosas e detalhadas, e notar sutilezas, padrões, anomalias ou irregularidades em dados ou fenômenos.

3. Fomentar a habilidade de formular hipóteses testáveis baseadas em observações, que podem ser usadas como base para a experimentação.

4. Desenvolver habilidades de projeto experimental, incluindo a seleção de variáveis apropriadas, a definição de controles adequados e a identificação de formas de coletar e analisar dados.

5. Promover habilidades de medição e uso de instrumentos, capacitando os alunos a selecionar e usar instrumentos de medição e observação e coletar dados precisos e replicáveis.

6. Desenvolver habilidades de análise de dados e interpretação, permitindo aos alunos processar e interpretar dados coletados, fazer sentido deles e tirar conclusões significativas.

7. Reforçar habilidades de comunicação científica, capacitando os alunos a comunicar seus procedimentos, dados e conclusões de maneira clara, precisa e transparente.

8. Inculcar a importância da ética em ciência experimental, ensinando aos alunos a importância da conduta ética, incluindo o respeito à integridade dos dados, a honestidade na apresentação de resultados e a consideração das implicações éticas de seu trabalho.

9. Desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas, incentivando os alunos a questionar constantemente, avaliar criticamente procedimentos e resultados, identificar problemas e encontrar soluções.

10. Desenvolver habilidades de flexibilidade e adaptabilidade, ensinando aos alunos a se adaptar a circunstâncias inesperadas, ajustar seus experimentos quando necessário e estar abertos a novas ideias e métodos.

Introdução

(15 - 20 minutos)

Para começar, o professor deve relembrar os alunos dos fundamentos básicos do método científico, que já foram estudados anteriormente. Esses incluem conceitos como a definição de uma pergunta de pesquisa, a formulação de uma hipótese, a realização de um experimento para testar a hipótese, a análise dos dados coletados e a formulação de uma conclusão.

Em seguida, o professor pode apresentar duas situações-problema que exemplificam a aplicação da ciência experimental. Por exemplo, a primeira situação pode ser a tentativa de descobrir por que uma planta está murchando, apesar de ser regularmente regada e estar em um ambiente com sol adequado. A segunda situação pode envolver a tentativa de descobrir por que um carro não está funcionando, apesar de ter combustível e uma bateria funcionando.

Em seguida, o professor deve contextualizar a importância da ciência experimental, explicando que ela é a base de praticamente todas as descobertas e avanços científicos. Pode-se citar exemplos de grandes descobertas científicas que foram feitas através da ciência experimental, como a estrutura do DNA ou a teoria da relatividade.

Para ganhar a atenção dos alunos, o professor pode introduzir algumas curiosidades ou histórias interessantes relacionadas à ciência experimental. Por exemplo, pode-se contar a história de como Galileu Galilei usou experimentos para desafiar a visão aristotélica de que objetos mais pesados caem mais rápido do que objetos mais leves. Outra história interessante pode ser a de como Louis Pasteur usou experimentos para refutar a teoria da geração espontânea e desenvolver a teoria dos germes da doença.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão clara da importância e aplicação da ciência experimental, bem como um interesse e curiosidade renovados pelo assunto.

Desenvolvimento

(50 - 60 minutos)

Revisão dos Conhecimentos Anteriores

(10 - 15 minutos)

A sessão de desenvolvimento começa com uma revisão dos conhecimentos anteriores necessários para entender a ciência experimental. O professor deve relembrar os elementos do método científico e como eles se aplicam à ciência experimental. Os alunos também devem ser lembrados das habilidades de observação e como elas são usadas para coletar dados. Além disso, o professor deve revisar conceitos de ética na ciência, como honestidade, integridade dos dados e consideração das implicações do trabalho científico.

Apresentação da Teoria

(10 - 15 minutos)

Em seguida, o professor deve apresentar a teoria necessária para entender a ciência experimental. Isso inclui a explicação de como formular uma hipótese com base em observações, como projetar um experimento para testar a hipótese, como coletar e analisar dados, e como chegar a uma conclusão com base nos dados. O professor deve também discutir a importância de replicar experimentos para verificar os resultados e como interpretar os dados de maneira crítica e objetiva.

Atividades Práticas

(20 - 30 minutos)

Depois de apresentar a teoria, o professor deve propor duas atividades práticas para os alunos observarem a teoria em funcionamento.

Atividade 1: Experimento de Dissolução de Sal

Nesta atividade, os alunos irão projetar e realizar um experimento para testar a hipótese de que a temperatura da água afeta a rapidez com que o sal se dissolve. Eles precisarão de três copos de água (frio, morno e quente), sal e cronômetros. Eles deverão fazer suas observações, coletar e analisar dados, e formular uma conclusão. Isso irá ajudá-los a entender os conceitos de variáveis dependentes e independentes, bem como a importância de controlar variáveis.

Atividade 2: Experimento de Crescimento de Plantas

Nesta atividade, os alunos irão projetar e realizar um experimento para testar a hipótese de que a luz afeta o crescimento das plantas. Eles precisarão de algumas plantas pequenas, luzes de crescimento (ou uma janela com luz solar direta), e um lugar escuro para crescer as plantas. Eles irão medir o crescimento das plantas ao longo do tempo, coletar e analisar os dados, e formular uma conclusão. Isso irá ajudá-los a entender os conceitos de experimento controlado e não controlado, e a importância da replicação em experimentos.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão clara da teoria da ciência experimental e como ela é aplicada na prática. Eles também devem ter desenvolvido habilidades práticas em observação, formulação de hipóteses, projeto experimental, coleta e análise de dados, e formulação de conclusões.

Retorno

(20 - 25 minutos)

Durante o retorno, a ideia é reforçar o aprendizado obtido durante a aula e identificar quaisquer lacunas de conhecimento que possam ainda existir.

Discussão em Grupo e Revisão

(10 - 15 minutos)

O professor pode começar essa etapa dividindo a classe em pequenos grupos e pedindo a cada grupo para discutir o que eles aprenderam durante a aula. Eles devem então apresentar suas discussões para a classe. Durante essas apresentações, o professor deve fazer perguntas para verificar o entendimento dos alunos e corrigir quaisquer equívocos.

Em seguida, o professor deve rever os conceitos e habilidades principais que foram ensinados durante a aula, destacando como eles foram aplicados nas atividades práticas. Isso deve ajudar a consolidar os conhecimentos e habilidades adquiridos e mostrar aos alunos como a teoria e a prática da ciência experimental estão interligadas.

Respostas Rápidas

(5 - 10 minutos)

Em seguida, o professor deve pedir aos alunos que escrevam em um papel, em um minuto, respostas para duas perguntas:

1. Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?
2. Quais questões ainda não foram respondidas?

Isso fornecerá ao professor um feedback rápido sobre o que foi efetivamente aprendido e quais conceitos podem precisar de reforço em aulas futuras.

Exercícios para Casa

(5 minutos)

Finalmente, para consolidar o aprendizado e permitir que os alunos pratiquem as habilidades adquiridas, o professor deve fornecer uma lista de exercícios sobre a ciência experimental para que os alunos resolvam em casa. Esses exercícios podem envolver a formulação de hipóteses, o design de experimentos para testá-las, a coleta e análise de dados e a formulação de conclusões.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão sólida dos conceitos e habilidades da ciência experimental e estar prontos para aplicá-los em suas próprias investigações científicas.

Conclusão

(5 - 10 minutos)

Para finalizar a aula, o professor fará um resumo dos principais pontos discutidos durante a aula. Isso incluirá uma recapitulação dos fundamentos da ciência experimental, a importância das habilidades de observação, a formulação de hipóteses, projetos experimentais, habilidades de medição e uso de instrumentos, análise de dados e interpretação, comunicação de resultados, ética em ciência experimental, pensamento crítico e resolução de problemas, e flexibilidade e adaptabilidade.

O professor fará conexões entre a teoria e a prática, destacando como as atividades práticas realizadas durante a aula demonstraram a aplicação dos princípios e conceitos da ciência experimental na resolução de problemas do mundo real.

Em seguida, o professor pode sugerir alguns materiais adicionais para os alunos que desejem aprofundar seus conhecimentos sobre o assunto. Isso pode incluir a leitura de livros de referência, artigos científicos, assistir a documentários, ou realizar mais experimentos em casa.

Por fim, o professor irá enfatizar a importância do aprendizado da ciência experimental para a vida diária dos alunos. Isso pode incluir a aplicação dessas habilidades na resolução de problemas do dia a dia, a compreensão dos princípios científicos que regem o mundo ao nosso redor, e a capacidade de fazer perguntas críticas e buscar respostas baseadas em evidências.

No final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão clara e abrangente do que aprenderam durante a aula, como podem aplicar esses conhecimentos em suas vidas, e onde podem buscar mais informações se estiverem interessados em aprender mais.