Objetivos

(10 - 15 minutos)

1. Objetivo Principal: Os alunos devem compreender a importância e a aplicabilidade da revisão teórica do conteúdo de experimentos científicos na prática de experimentos, assim como em projetos de pesquisa.

2. Objetivo Principal: Os alunos devem ser capazes de identificar e explicar os componentes fundamentais de um experimento científico, incluindo o método científico, a teoria experimental, o projeto de experimentos, a execução de experimentos, a análise de dados, a replicabilidade e generalização, e a comunicação de resultados.

3. Objetivo Principal: Os alunos devem estar aptos a aplicar a teoria aprendida no planejamento, execução e análise de um experimento científico.

4. Objetivo Secundário: Os alunos devem ser capazes de reconhecer a importância das considerações éticas na condução de experimentos científicos.

5. Objetivo Secundário: Os alunos devem ser capazes de discutir o valor da replicabilidade em experimentos científicos e como isso contribui para a validação e generalização dos resultados.

Introdução

(15 - 20 minutos)

Para começar a aula, o professor deve revisar brevemente o conteúdo da aula anterior, focando no experimento do "Crescimento de fungos". Isso é importante para garantir que os alunos tenham uma base sólida para entender a teoria que será apresentada nesta aula. Neste momento, o professor pode também trazer à discussão quaisquer dúvidas que os alunos possam ter sobre o tema.

Em seguida, o professor deve apresentar duas situações-problema que exigem a aplicação do conteúdo teórico de experimentos. Por exemplo, "Como poderíamos testar a eficácia de diferentes tipos de fertilizantes na taxa de crescimento de plantas?" ou "Como poderíamos investigar a influência de diferentes temperaturas no comportamento de um gás?".

O professor deve então contextualizar a importância do conteúdo teórico de experimentos na vida real. Por exemplo, eles podem mencionar como os experimentos são vitais para o avanço da medicina, tecnologia e ciências ambientais, e como a habilidade de conduzir experimentos precisos e replicáveis é uma competência altamente valorizada em muitos campos de trabalho.

Para ganhar a atenção dos alunos, o professor pode compartilhar algumas curiosidades ou histórias relacionadas a experimentos científicos. Por exemplo, eles podem contar a história da descoberta acidental da penicilina por Alexander Fleming, que ocorreu quando ele estava conduzindo uma série de experimentos em sua laboratório. Ou talvez a história de Galileu Galilei, que realizou uma série de experimentos para entender a física do movimento.

Ao final dessa introdução, os alunos devem ter uma compreensão clara da importância do conteúdo teórico de experimentos e estar ansiosos para aprender mais sobre o tema.

Desenvolvimento

(45 - 55 minutos)

Revisão dos conceitos básicos

(10 - 15 minutos) O professor deve começar revisando os conceitos básicos do método científico e da teoria experimental. Isto pode incluir uma discussão sobre como formular uma hipótese, a importância das variáveis e controles em um experimento, e a necessidade de considerar questões éticas ao realizar experimentos. Além disso, o professor pode discutir brevemente a importância de ser capaz de replicar experimentos e generalizar resultados.

Apresentação da teoria

(15 - 20 minutos) O professor deve, então, apresentar a teoria relacionada ao design de experimentos, à execução de experimentos e à análise de dados. Isto pode incluir discussões sobre como selecionar as ferramentas e técnicas apropriadas para um experimento, como garantir que um experimento seja conduzido de forma segura e controlada, e como coletar e analisar dados de maneira eficaz. O professor pode usar exemplos reais de experimentos para ilustrar estes conceitos.

Atividade prática 1: Projeto de experimento

(10 - 15 minutos) Os alunos serão divididos em pequenos grupos e cada grupo receberá uma das situações-problema apresentadas no início da aula. Cada grupo terá que projetar um experimento para resolver a situação-problema. O professor deve orientar os alunos durante este processo, ajudando-os a identificar as variáveis e controles importantes, a escolher as ferramentas e técnicas apropriadas e a planejar como eles coletarão e analisarão os dados.

Atividade prática 2: Execução de experimento

(15 - 20 minutos) Cada grupo realizará o experimento que projetou. Eles precisarão seguir os procedimentos de segurança, documentar suas ações e coletar dados de maneira consistente. O professor deve monitorar os grupos durante esta atividade, fornecendo orientação e apoio conforme necessário.

Materiais necessários

Para as atividades práticas, os materiais necessários dependerão dos experimentos projetados pelos alunos. No entanto, alguns materiais comuns que podem ser necessários incluem:

• Equipamento de proteção individual (por exemplo, luvas, óculos de proteção)
• Instrumentos de medição (por exemplo, réguas, termômetros)
• Materiais para coleta de dados (por exemplo, cadernos de laboratório, canetas)
• Recursos específicos do experimento (por exemplo, sementes e fertilizantes para um experimento sobre o crescimento das plantas, balões e aquecedores para um experimento sobre o comportamento dos gases)

Ao final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão clara e prática de como a teoria experimental se aplica ao design, à execução e à análise de experimentos. Além disso, eles devem ter tido a oportunidade de praticar estas habilidades através do projeto e execução de seus próprios experimentos.

Retorno

(15 - 20 minutos)

Após a conclusão das atividades práticas, o professor deve conduzir uma discussão em grupo para refletir sobre o que foi aprendido. Isso pode ser feito pedindo aos grupos que compartilhem suas experiências - os desafios que enfrentaram, as soluções que encontraram, e o que aprenderam no processo. O professor deve destacar como as atividades se conectam com a teoria apresentada no início da aula.

Para consolidar o aprendizado, o professor pode propor um exercício de escrita reflexiva. Os alunos receberão um papel e terão um minuto para escrever respostas para as seguintes perguntas:

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

Essa atividade ajuda a reforçar a aprendizagem e oferece ao professor uma visão valiosa sobre quais conceitos podem necessitar de mais revisão ou esclarecimento.

Por fim, o professor deve fornecer uma lista de exercícios relacionados ao conteúdo teórico de experimentos para que os alunos resolvam em casa. Estes exercícios devem abordar a formulação de hipóteses, a identificação de variáveis e controles, a concepção de experimentos, a coleta e análise de dados, e a comunicação de resultados.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão mais profunda das habilidades e conhecimentos envolvidos na realização de experimentos científicos. Eles devem estar prontos para aplicar o que aprenderam em futuros projetos de pesquisa e experimentos.

Conclusão

(10 - 15 minutos)

Para concluir a aula, o professor deve resumir e recapitular os principais pontos que foram abordados. Isso pode incluir um resumo dos conceitos básicos de teoria experimental, a importância do método científico, os elementos cruciais na concepção e execução de um experimento, a análise de dados e a comunicação dos resultados. O professor também deve reiterar a importância da replicabilidade e generalização dos experimentos.

O professor deve, então, explicar como a aula conectou a teoria e a prática. Por exemplo, os alunos aprenderam a teoria experimental e depois aplicaram esse conhecimento ao projetar e executar seus próprios experimentos. Eles também tiveram a oportunidade de analisar seus dados e comunicar seus resultados, o que reforça a importância destas habilidades na prática científica.

Para complementar o entendimento dos alunos sobre o assunto da aula, o professor pode sugerir materiais extras, como vídeos, artigos e livros que aprofundam os conceitos discutidos. Alguns recursos úteis podem incluir vídeos do TED-Ed sobre o método científico, artigos de popularização científica sobre experimentos famosos e livros sobre o design de experimentos.

Por fim, o professor deve destacar a relevância do assunto para o dia a dia dos alunos. A habilidade de conduzir experimentos científicos não é apenas útil para a pesquisa acadêmica, mas também tem aplicações práticas em muitas carreiras e indústrias. Além disso, a compreensão do método científico e da teoria experimental pode ajudar os alunos a se tornarem consumidores mais informados de informações científicas, o que é cada vez mais importante na sociedade moderna.

Ao final desta etapa, os alunos devem ter uma compreensão completa e bem-arredondada do conteúdo teórico de experimentos e estar prontos para aplicar o que aprenderam em futuros estudos e experiências científicas.