Pronto para a ação?
Recursos
Recursos para descarregar
Recursos tangíveis
Área de trabalho/mesa para cada grupo, quadro branco grande e marcador, papel e lápis, conjunto completo para construção (1-2 conjuntos por classe) que incluem:
- Stand de aprox. 1m de altura
- Barras de ligação
- Micro-metro com saídas de fios eléctricos
- Motor à prova de água de 1.5-volt
- Vareta plástica para ligar o eixo do motor às turbinas (podem ser usadas peças de jogo K'Nex)
- Um balde de água
- Bomba de aquário ou outro tipo de bomba submersível de baixa potência (12 ou 24 watts)
- Um tubo para ligar a bomba ao suporte (aprox. 1m)
- Recomendado! Coloque o balde numa piscina de crianças como esta para evitar que o chão e os estudantes se molhem.
- Trapos e uma esfregona
- omada elétrica/cabos de extensão
- Bases para a turbina que se podem ligar à haste de plástico no eixo do motor (podem ser utilizadas peças de jogo K'Nex)
- Material para a construção das pás:
- Paus de chupa-chupa grandes
- Recipientes de plástico (garrafas, embalagens)
- Tampas e coberturas de embalagem (usadas)
- Materiais para ligação:
- Pistola de cola
- Fita isolante
- Elásticos
- Tesoura
Recursos Humanos
Mais adultos para apoiar as atividades, tais como encarregados de educação ou facilitadores dos espaços de produção ou de oficinas locais.
Preparação
Organizar o apoio de um profissional de um local de fabrico ou de oficinas; com a sua ajuda, preparar os kits de construção.
Objetivos, mensagens & conceitos
Objetivos específicos
- Experimentar construir uma turbina de água para gerar a maior potência possível enquanto se resolvem problemas técnicos.
- Aplicar os princípios científicos aprendidos sobre as turbinas eólicas à construção de turbinas hidráulicas.
Mensagens específicas
- A quantidade de eletricidade gerada por uma turbina de água depende de uma série de fatores - o tamanho, o número e o ângulo das pás em relação ao fluxo da água, e a altura da queda de água acima da turbina.
- A quantidade de energia elétrica que pode ser gerada a partir da água é muito baixa em comparação com outras fontes de energia fóssil
Termos principais
- Energia renovável
- Turbina
Práticas e competências
Práticas STEM
- Construção de explicações e elaboração de soluções
- Desenvolvimento e utilização de modelos
- Usar matemática e pensamento computacional
- Perguntar e definir problemas
- Planear e desenvolver investigação
Competências transversais
- Empatia
- Lidar com a incerteza
- A falha faz parte da aprendizagem
- Trabalho de equipa e colaboração
Competências de gestão
- Planeamento
- Utilização de recursos
Programa de atividade
step 1
Os estudantes vão iniciar a atividade a aprender sobre energia hidroeléctrica e a discutir possíveis desvantagens. Ver recursos para descarregar e ajudar na explicação. Vão tentar fazer ligações entre a água e o vento para ver quais os conhecimentos que são aplicáveis da UA7.
step 2
Seguidamente, trabalham em grupos sobre o desafio de construir a turbina que pode gerar mais electricidade.
- Explicação técnica - apresentar os materiais, dicas sobre como fixar as peças, quanto tempo têm para completar o projeto, e instruções sobre como documentar o seu processo/resultados (foto, desenho do modelo, etc.).
- Medir a produção de acordo com os micro-amperes de corrente elétrica, que (geralmente) corresponde à quantidade de energia elétrica produzida.
- Escrever uma tabela no quadro e preencher com os resultados dos estudantes:
Grupo #1 | Grupo #2 | Grupo #3 | Grupo #4 | |
|---|---|---|---|---|
Teste 1 | XX µA | XX µA | XX µA | XX µA |
Teste 2 | XX µA | XX µA | XX µA | XX µA |
... | ||||
... |
- O que irá afetar a produção de electricidade? Os estudantes devem testar os fatores que aprenderam previamente, e considerar se pode haver outros fatores que não tenham sido pensados.
- Nota - algumas crianças ficam ansiosas com as competições - não deixe de dar um retorno positivo sobre critérios adicionais tais como criatividade, estética, perseverança, melhoria, originalidade, etc.
step 3
Instruções para a construção do protótipo:
- Dividir em grupos
- Planear o modelo, fazer uma tabela de resultados
- Construir o modelo
- Testar
- Registar os resultados
- Conclusões
- Melhorar o modelo / construir um modelo novo
- Repetir….
step 4
Durante o teste, os facilitadores podem ajudar os estudantes a ajustar a cascata e a turbina. Os grupos podem alterar a altura da cascata e ajustar o ângulo até se obter o melhor resultado. O papel do facilitador nesta fase é ajudar os estudantes na parte técnica, e deixá-los chegar aos resultados e conclusões por si próprios.
step 5
Os estudantes preenchem a sua tabela e escrevem os seus melhores resultados (maior intensidade de corrente alcançada) no quadro.
step 6
Apresentar os resultados para determinar qual foi o grupo com maior sucesso. Cada grupo terá 1-2 minutos para apresentar o seu modelo mais bem sucedido e receber um retorno construtivo. Abordar os vários parâmetros e o seu impacto, desafios, surpresas, desilusões, e o que poderá ser melhorado para a próxima vez, recebendo retorno dos estudantes. Perguntas para o debate:
- Há alguma coisa que ainda queira melhorar?
- Teve dificuldades em conseguir que a turbina gerasse eletricidade?
- A altura da queda de água afetou a rotação da turbina? Porquê?
- Acha que toda a energia da água foi convertida em energia elétrica?
- Se encontrou um desafio/problema - como é que o resolveu?
- Em relação ao trabalho de equipa - alguém liderou o grupo, ou todas as decisões foram tomadas em conjunto?
- Ver Apêndice 2 para mais informação.