Efeito de Estufa: O bom ou o mau da fita? - Guião professor

Aceite para publicação em 21 de fevereiro de 2022

Proposta didática com recurso a simuladores Efeito de Estufa – O bom ou o mau da fita?

Guião Professor

Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

ÍNDICE Pág.

1. INTRODUÇÃO ----------------------------------------------------------------------------------------- 3 1.1 Enquadramento da atividade 1.1.1 Enquadramento curricular ----------------------------------------------------------------- 3 1.1.2 Sugestões para a exploração da atividade -------------------------------------------- 4 2. EXEMPLOS DE RESPOSTA/ CORREÇÃO DAS TAREFAS -------------------------------------- 6 3. FICHA TÉCNICA -------------------------------------------------------------------------------------- 12

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Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

1. INTRODUÇÃO A atividade proposta denomina-se “Efeito de Estufa – O bom ou o mau da fita?”, tem como objetivo estudar este fenómeno enquanto fator condicionante do aparecimento e desenvolvimento da vida na Terra, bem como as causas e consequências do seu aumento. Assim, propõe-se uma atividade que visa a exploração de um simulador que permite estudar um fenómeno não recriável em sala de aula. Esta proposta vai ao encontro de várias aprendizagens essenciais da disciplina de Ciências Naturais do 8º ano e requer um trabalho colaborativo com a disciplina de Físico-química. Considera-se como pré-requisito o conhecimento da natureza da luz e das principais regiões do espetro eletromagnético, estudados na disciplina de Físico-química. É ainda possível estabelecer pontos de ligação com outras disciplinas como Matemática, História, Geografia, Português, Inglês, Tecnologias de Informação e Comunicação, e Cidadania e Desenvolvimento, abrindose a possibilidade de desenvolvimento de um trabalho de projeto ou da elaboração de um guião com uma abordagem multidisciplinar.

1.1. Enquadramento da atividade 1.1.1. Enquadramento curricular Público-alvo: alunos do 8º ano do 3º ciclo do ensino básico Área curricular disciplinar: Ciências da Natureza A atividade proposta, desenvolvida em grupo, requer a capacidade de análise, pensamento lógico, capacidade de argumentação e opinião crítica, contribuindo para o desenvolvimento das seguintes áreas de competência (Perfil dos Alunos à Saída da Escolaridade Obrigatória): Raciocínio e resolução de

problemas;

Pensamento

crítico;

Relacionamento

interpessoal;

Desenvolvimento pessoal e autonomia; Bem-estar, saúde e ambiente; Saber científico, técnico e tecnológico.

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Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

1.1.2. Sugestões para a exploração da atividade Entende-se que o simulador proposto permite abordagens e aprendizagens diferentes, mas complementares do tema, através da manipulação de diferentes variáveis independentes, como sugerido na tabela abaixo.

Absorção de fotões

Camadas de vidro

Efeito de Estufa

Separador

Variáveis independentes

- Concentração de gases de efeito de estufa (GEE) - Número de nuvens.

- Nº de camadas - Quantidade de GEE

- Tipo de radiação - Gases atmosféricos

Aprendizagens - Verificar a evolução da composição da atmosfera desde a última glaciação até aos dias de hoje; - Relacionar as alterações na composição da atmosfera com o aumento do efeito de estufa; - Compreender a importância do efeito de estufa; - Concluir sobre as consequências do aumento do efeito de estufa.

- Definir efeito de estufa; - Inferir sobre a importância do efeito de estufa; - Apresentar conclusões válidas a partir da análise e interpretação de dados fornecidos.

- Analisar criticamente as conclusões; - Identificar o tipo de radiação responsável pelo efeito de estufa; - Identificar os gases de efeito de estufa; - Apresentar conclusões válidas a partir da análise e interpretação de dados fornecidos.

O simulador (O Efeito de Estufa) proposto para esta atividade encontra-se em https://phet.colorado.edu/pt/; sugere-se a procura em “Simulações Traduzidas” ou em “procura”, através do nome “O Efeito de Estufa”. (https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/greenhouse/latest/greenhouse.h tml?simulation=greenhouse&locale=pt) Relativamente a requisitos de software, é necessária uma versão atualizada de Java; corre em ambiente Microsoft Windows (XP/Vista/7/8.1/10), 4

Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

Macintosh (OS X 10.9.5 ou anterior) e Linux. Embora bastante intuitivo, requer um conhecimento prévio de modo a poder aproveitar todas as potencialidades do simulador e a fazer os ajustes necessários considerando quer os objetivos de aprendizagem quer as especificidades dos alunos.

• Proposta de exploração Sugere-se a realização de trabalho colaborativo entre alunos, com a formação de grupos de trabalho, com constituição a definir pelo professor de acordo com o perfil da turma e os meios tecnológicos disponíveis.

O simulador apresenta três separadores; a ordem de exploração dos separadores pode ser alterada de acordo com os objetivos de aprendizagem definidos pelo professor, podendo haver separadores não explorados. Neste guião sugere-se a exploração pela ordem: Camadas de Vidro - Absorção de fotões – Efeito de Estufa.

• Duração O guião do aluno encontra-se dividido em quatro partes, sendo que a parte dois está dividida em várias tarefas. A duração da tarefa dependerá de fatores particulares de cada turma e da intenção pedagógica do professor, entre outros. No entanto, sugere-se a discussão alargada à turma do trabalho desenvolvido pelos diferentes grupos, em cada parte do guião/conjunto de tarefas, conforme tabela abaixo.

Parte 0: As vossas ideias…

Discussão 1

Parte 1: Conheçam o simulador!

Discussão 2

Tarefa 1A: Pesquisem Tarefa 1B: Interpretem Parte 2: Explorem o simulador!

Discussão 3

Tarefa 1C: Concluam Tarefa 2A: Pesquisem Tarefa 2B: Interpretem

Discussão 4

Tarefa 1C: Concluam

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Tarefa 3A: Pesquisem Tarefa 3B: Interpretem

Discussão 5

Tarefa 1C: Concluam Parte 3: Afinal…

Discussão 6

2. EXEMPLOS DE RESPOSTA/ CORREÇÃO DAS TAREFAS Parte 0: As vossas ideias…

Texto Pretende-se identificar conhecimentos prévios, pelo que não há respostas certas ou erradas.

Vídeo Espera-se que os alunos identifiquem aspetos positivos e negativos, em conformidade com a informação veiculada pelo vídeo.

Parte 1: Conheçam o simulador!

Considera-se importante certificar-se que a utilização do simulador é compreendida, nomeadamente no que diz respeito à necessidade de “reiniciar” antes de qualquer atividade.

Parte 2: Explorem o simulador!

Tarefa 1A: Pesquisem Tabela I – Registo de Resultados Nº de camadas de vidro

Movimento dos fotões Luz visível Infravermelhos

0

De cima para baixo

De baixo para cima

1

Conseguem atravessar o vidro

Nem todos conseguem atravessar o vidro

2

…

…

3

…

…

Temperatura superficial (ºC)

6

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Considera-se importante que os alunos refiram: - Relativamente aos fotões de luz visíveis: que se deslocam de cima para baixo, em direção à superfície da terra; aquando da adição de camadas de vidro, devem fazer referência à passagem através do vidro.

- Relativamente os fotões de radiação infravermelha: que se deslocam em sentido contrário aos de radiação visível; aquando da adição de camadas de vidro, devem fazer referência ao facto de nem todos atravessarem as camadas de vidro.

- A temperatura superficial registada pode diferir entre grupos de trabalho, dependendo do manuseamento instrumento de medição de tempo utilizado (sugerese temporizador do telemóvel)

Tarefa 1B: Interpretem - Gráfico

Variação da temperatura superficial 16

14

Temperatura superficial (ºC)

14

12

12 10 8 6 4 2

0

0 -2

181 -4

281

391

-4 -6

Número de camadas de vidro

Considera-se importante chamar a atenção dos alunos para os elementos que constituem o gráfico: Título, identificação das variáveis nos eixos, unidades de medida e a escala selecionada para indicação de valores a representar.

- Relação entre o número de camadas de vidro e a temperatura superficial.

A resposta deve traduzir um raciocínio do tipo “Se…então” Exemplo de resposta 1: Se número de camadas de vidro aumentar, então a temperatura superficial aumenta também.

Exemplo de resposta 2: Quanto maior for o número de camadas de vidro, maior a temperatura superficial.

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Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

- Explicação para a relação.

A explicação deve fazer referência ao comportamento dos fotões de radiação infravermelha nomeadamente no que diz respeito à reflexão pelas camadas de vidro e à absorção pela superfície terrestre.

Tarefa 1C: Concluam 1.

A definição deve referir os seguintes tópicos: - Localização do fenómeno - O que é que acontece - Porque é que acontece Exemplo de resposta: O Efeito de estufa é um fenómeno que acontece na atmosfera e que permite reter a radiação infravermelha devido aos gases que a constituem.

Nota: Nesta altura, através do simulador, ainda não é possível distinguir entre gases com e sem efeito de estufa.

2.

A decisão deverá ser “vidros duplos” 2.1.

Na explicação devem estar presentes os seguintes tópicos: - A relação entre o número de camadas de vidro e a retenção de energia - O benefício ambiental relativo à não necessidade de usar fontes alternativas de produção de energia

Tarefa 2A: Pesquisem Tabela II – Registo de Resultados Constituintes da atmosfera

Nome da molécula

CH4

Vibração e emissão (sim ou não)

Nº de fotões infravermelhos

Fotão visível

Fotão infravermelho

emitidos

Metano

Não

Sim

Variável

CO2

Dióxido de carbono

Não

Sim

Variável

H2O

Água

Não

Sim

Variável

N2

Azoto

Não

Não

_______

O2

Oxigénio

Não

Não

_______

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Tarefa 2B: Interpretem - Explicação para os resultados obtidos com os fotões visíveis.

Na explicação devem estar presentes os seguintes tópicos: - Causa da vibração - Raciocínio inerente Exemplo de resposta: a vibração das moléculas deve-se à absorção da radiação; se as moléculas não vibram quando atingidas pela radiação visível é porque não absorvem este tipo de radiação.

- Explicação para os resultados obtidos com os fotões infravermelhos.

Na explicação devem estar presentes os seguintes tópicos: - Causa da vibração - Raciocínio inerente - Explicação para a desigualdade de resultados obtidos com diferentes moléculas Exemplo de resposta: a vibração das moléculas deve-se à absorção da radiação; se as moléculas vibram quando atingidas pela radiação infravermelha é porque não absorvem este tipo de radiação. No entanto, nem todas as moléculas têm capacidade para absorver a radiação infravermelha.

Tarefa 2C: Concluam 1.

Radiação infravermelha 2.

Não 2.1 Na explicação devem estar presentes os seguintes tópicos: - gases que não vibram/emitem radiação infravermelha Exemplo de resposta: o azoto e o oxigénio não absorvem a radiação infravermelha e, consequentemente não a emitem. Assim, não contribuem para o efeito de estufa.

3.

Metano 3.1.

Na explicação devem estar presentes os seguintes tópicos: - Relação entre quantidade de vibração e o número de fotões emitidos

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- Consequência do número de fotões emitidos - Referência à molécula que apresentou maior número de vibrações.

Exemplo de resposta: As moléculas de gases com efeito de estufa absorvem e emitem fotões infravermelhos; quanto maior for o número de fotões emitidos maior será o efeito de estufa;

Tarefa 3A: Pesquisem Tabela III – Registo de Resultados Gases constituintes da atmosfera ppm Total (ppm) CO2 CH4 N2O ______ ______ ______ ______

Simulação Sem gases

Temperatura superficial (ºC) Variável

Glaciação

180

0,380

0,215

181

Variável

1750

280

0,730

0,270

281

Variável

Hoje

388

1,843

0,317

391

Variável

Tarefa 3B: Interpretem - Quantidade total de gases com efeito de estufa - Ver tabela - Gráfico que relacione a variação da quantidade total de gases com temperatura superficial ao longo da história da Terra.

Temperatura superficial (ºC)

Variação da temperatura superficial ao longo da história da Terra 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6

181 Glaciação

281

391

1750

Hoje

Gases com Efeito de Estufa (ppm)

Ver referência feitas para gráfico anterior

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Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

- Relação entre a quantidade de gases com efeito de estufa e a temperatura superficial da Terra.

A resposta deve traduzir um raciocínio do tipo “Se…então” Exemplo de resposta 1: Se a quantidade de gases com efeito de estufa aumenta, então a temperatura superficial aumenta também.

Exemplo de resposta 2: Quanto maior for a quantidade de gases com efeito de estufa, maior a temperatura superficial.

- Gás constituinte da atmosfera terrestre que mais aumentou ao longo da história da Terra.

A resposta deverá ser CH4 Esta resposta tem por base a relação entre valores de cada componente Exemplo: Dióxido de carbono – 388/180= 2,1(5) Metano – 1,843/0,380= 4,85 Óxido nitroso – 0,317/0,215= 1,47

Tarefa 3C: Concluam 1. aumentando 2. aumentando 3.

3.1.

Resposta variável 4.

A resposta deve contemplar os aspetos positivos do efeito de estufa; a referência a aspetos negativos deve decorrer do aumento dos gases com efeito de estufa.

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3. FICHA TÉCNICA Título:

Efeito de Estufa – bom ou mau da fita?

Autores:

Cristiana Maria Freire de Oliveira

Imagens:

phet.colorado.edu

Publicação:

Aceite para publicação em 21 de fevereiro de 2022

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