Oficinas

Oficina 1

Atividades laboratoriais promotoras de auto-aprendizagens

José Manuel Lopes1,3, Carolina Magalhães1,3, Pedro Pombo1,2,3

1 Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro

2 Departamento de Física

3 Universidade de Aveiro

  

Resumo

As aulas práticas com componente laboratorial, mais conhecidas por aulas experimentais, desempenham um papel muito importante no Ensino da Física. Neste âmbito, foi desenvolvido o modelo de “Aulas Lab”, o qual permite a realização de aulas centradas no ensino experimental da física, baseado em estações laboratoriais. Estas foram implementadas e testadas, durante 3 anos, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro, com turmas provenientes de diversas escolas do 3º Ciclo, Ensino Secundário e Ensino Profissional de várias regiões de Portugal. Neste modelo, a reflexão conceptual, os documentos de apoio e a organização promovem a aquisição de conhecimentos e o desenvolvimento de capacidades nos alunos, permitindo fazer a articulação entre o pensar e o fazer. Os resultados obtidos mostram uma elevada taxa de sucesso.

Nesta oficina apresentam-se atividades laboratoriais promotoras de aprendizagens ativas, colaborativas, envolventes e autónomas na temática eletricidade e dedicadas aos 9º e 10º anos de escolaridade. Os participantes poderão explorar diversas atividades relacionadas com os respetivos currículos. Nestas atividades utilizam-se, sempre que possível, materiais simples e de baixo custo, muitos deles passíveis de reprodução nas escolas. 

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 24

Oficina 2

Atividades laboratoriais sobre o som com a phyphox e o arduino

Albino Rafael Pinto 1, Carlos Saraiva2

 1 Agrupamento de Escolas da Lixa, Felgueiras

2 Agrupamento de Escolas de Trancoso

Resumo

A variedade de sensores, a sua portabilidade e a sua acessibilidade fazem dos telemóveis e das aplicações um excelente recurso digital para ser explorado. Nesta oficina, vamos usar a aplicação phyphox como osciloscópio, podendo ser um ótimo recurso tanto no 8º ano como no 11º ano. Os professores e alunos podem usá-la, para “medir períodos e calcular frequências dos sinais obtidos comparando-os com os valores indicados nos aparelhos que os originam”, tal como é proposto na atividade laboratorial “AL 2.1 – Características do som” que consta no programa de física do 11º ano.

Também iremos explorar o arduino como recurso para determinar, experimentalmente, de forma muito simples, rápida e rigorosa, a velocidade de propagação de um sinal sonoro no ar para uma determinada temperatura e humidade, tratando-se da atividade “AL 2.2 – Velocidade de propagação do som” que faz parte do programa de física do 11º ano.

Material necessário: PC portátil e smartphone.

Nº de formandos por sessão: 20

Oficina 3

AstroPi: Experiências científicas no espaço programadas na sala de aula

Tiago Magalhães

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomica da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

Resumo

O “Astro Pi” é um projeto educacional da agência espacial europeia (ESA) em colaboração com a fundação Raspberry Pi. Este projeto oferece aos alunos do ensino básico e secundário a oportunidade de implementarem uma experiência abordo da estação espacial internacional (ISS).  Através de um computador Raspberry Pi, enviado pela ESA, os alunos escrevem um programa na linguagem de programação Python, que é posteriormente enviado para a ISS, onde se encontra um computador igual. O programa é então executado, com ajuda dos astronautas, e os dados experimentais recolhidos são enviados de volta para a Terra para serem analisados.

Neste workshop, iremos introduzir o computador Raspberry Pi, a linguagem de programação Python e os sensores que estão disponíveis na ISS. Será ainda feita uma simulação de candidatura de forma a compreender os diferentes passos envolvidos neste projeto.

Material necessário: Para participar nesta oficina é recomendado o uso de computador portátil, mas não é obrigatório.

Nº de formandos por sessão: 30

Oficina 4

Eletricidade: um ensaio com metodologias ativas

Ana Rita Mota

Resumo:

Nesta oficina apresentam-se e discutem-se algumas metodologias ativas (atividades de estimativa, aulas invertidas, peer instruction, estações laboratoriais, team and project based approach), aplicadas a conteúdos de eletricidade.

Os professores, reunidos em equipas, terão a oportunidade de explorar e analisar a implementação destas metodologias nas suas aulas.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 20

Oficina 5

Energias renováveis: produção de hidrogénio verde

Arlete Apolinário e Paula Quitério

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomica da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

Resumo

O hidrogénio (H2) tem-se tornado uma solução energética de extrema relevância, devido à necessidade de encontrar uma alternativa para as necessidades energéticas globais e resolver os problemas ambientais associados ao uso dos combustíveis fósseis, representando um combustível limpo e de baixo custo.

Nesta oficina serão abordadas as questões das alterações climáticas bem como as mais recentes e promissoras apostas em energias renováveis. Serão dados exemplos de diversas estratégias de produção de energia verde a partir de recursos sustentáveis e limpos, como a luz solar e a água, com particular enfoque nas células fotoelectroquímicas (PEC) para produzir H2. Serão discutidos também os avanços rápidos na nanotecnologia que permitem o desenvolvimento destas tecnologias. Será feita uma demonstração experimental da construção de uma célula fotoelectroquímica usando luz solar (com a esperança de termos um dia de sol), iremos analisar a fotocorrente no processo de geração de H2.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 20

Oficina 6

Fabricação de sensores flexiveis por métodos de impressão de baixo custo

Ana PIres, Margarida Maia, Joana Silva, André Pereira

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomia da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

Resumo

A electrónica flexivel e necessidade imediata de fazer monitorização constante é um novo desafio para a nossa Sociedade. Este engloba-se no ecosistema da Internet das Coisas ("internet of things") que será acelerada nos próximos anos com a globalização do 5G para toda a população.

Assim neste oficina serão abordadas metodologias simples para a fabricação de sensores capacitivos, resistivos, de impedância, ou medidores de temperatura, utilizando métodos simples de impressão em susbtratos flexivies.

Estes serão caracterizados e determinada a sensibilidade dos sensores produzidos.

Serão discutidos também os processos avançados atualmente implementados no mercado e a prespectiva futura deste tipo de tecnologia.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 24

Oficina 7

O mundo da nanotecnologia: contextualização e aplicação prática

Mariana Rocha, Rui S. Costa, André M. Pereira

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomica da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

A Nanotecnologia é um campo interdisciplinar da Ciência que congrega conhecimento oriundo de várias áreas científicas convencionais tais como a física, química, entre outras. Trata-se de uma tecnologia que teve um desenvolvimento notável nas últimas décadas, dando origem a novos materiais/produtos de base nanotecnológica, alguns já disponíveis no mercado, prevendo-se ainda um crescimento acentuado no fabrico de outros produtos inovadores. Esta evolução exponencial a nível tecnológico foi alcançada devido à exploração dos Nanomateriais, que foram sem dúvida o principal motor para o desenvolvimento verificado nesta área. Estes materiais caracterizam-se por apresentarem dimensões nanométricas, tipicamente entre 1-100 nm, que lhes conferem propriedades distintas dos materiais convencionais (macroscópicos), devido a efeitos de tamanho e de superfície.

Esta oficina encontra-se dividida em duas partes. Primeiramente, será feita uma contextualização do que é a nanotecnologia, tipos de nanomateriais e suas propriedades, bem como a apresentação de vários exemplos, incluindo casos de estudo utilizando vários sistemas nanométricos, sob a forma de palestra. A segunda parte da oficina irá centrar-se numa aula experimental onde será feita a síntese de nanopartículas com propriedades magnéticas e que serão posteriormente utilizadas na tecnologia de descontaminação de águas. Esta oficina tem como principal objetivo proporcionar aos participantes conhecimento que poderá ser passível de ser reproduzido em atividades nas próprias escolas preparatórias e/ou secundárias, uma vez que os materiais utilizados são de baixo custo bem como a execução experimental que apresenta baixa dificuldade.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 25

Oficina 8

Atividades Experimentais por Análise de Vídeo com o Tracker

Marcelo Hahn

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomica da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

Resumo:

Cada vez mais, o vídeo é um recurso familiar para as novas gerações de alunos. A sua utilização conduz a um apropriação de conhecimento global associando a imagem e o som, de uma forma nunca antes explorada. Plataformas multimédia como o YouTube, TikToc ou Instagram, entre muitas outras, permitem a captação e difusão de vídeos de alta qualidade através de dispositivos móveis ao alcance de todos. Então, os professores de Física podem aproveitar este contexto para transformar o vídeo não só para entretenimento, como também como ferramenta para o ensino da Física. Nesta oficina iremos usar o programa Tracker para análise de vídeos, disfrutando das suas ferramentas não apenas para uso científico mas também para efeitos estéticos, associando ciência e arte.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 20

Oficina 9

Campo magnético e nanopartículas magnéticas

Célia Sousa, Sofia Caspaani

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomica da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

O campo magnético e os objetos à nanoescala estão presentes no nosso quotidiano, em particular as nanopartículas magnéticas nas suas variadas aplicações tecnológicas. No entanto algumas unidades e conceitos associados não são intuitivas porque envolvem grandezas não correntes.  Nesta oficina vamos abordar estratégias para explorar a escala nanométrica e compreender a interação do campo magnético com os objetos à nanoescala. Serão apresentados vários exemplos de aplicações de nanopartículas magnéticas desde sistemas de refrigeração até às aplicações em medicina. Será feita uma demonstração experimental de como podemos controlar nanopartículas magnéticas com um campo magnético gerado por um íman.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 25

Oficina 10

A Instrução por Pares na sala de aula

Paulo Simeão Carvalho

Instituto de Física dos Materiais da Universidade do Porto (IFIMUP), Departamento de Física e Astronomica da Faculdade de ciências da Universidade do Porto

Resumo:

A Instrução por Pares ou IpP (também conhecida por Instrução pelos Colegas) é uma metodologia de ensino que visa a participação ativa dos alunos em sala de aula. Ela promove a reflexão individual e coletiva dos alunos, de modo a criar uma atmosfera em que a opinião de todos os alunos conta e todos têm o seu espaço para sustentar as suas ideias. A IpP privilegia os conceitos e a construção do modelo mental de modo significativo, dando aos professores um feedback imediato sobre o progresso na aprendizagem dos alunos. Esta metodologia ficou conhecida nos anos 90 como Peer Instruction e é usada em muitas instituições de ensino. Nesta oficina iremos abordar o método, a construção das questões, a implementação em sala de aula e ainda o registo da participação dos alunos.

Material necessário:

Nº de formandos por sessão: 20