Edição das 11h17min de 15 de setembro de 2013

Sequência Didática para um Curso sobre Rádio Pirata

O material apresentado nessa página foi desenvolvido durante o curso de Metodologia no Ensino de Física I pelos autores:

• ALAN MAZONI

• CARLOS HONORATO DEUSDARÁ

• FLÁVIO ALBERTO LOPES SOARES

• GUSTAVO YAMASHITA

• TATIANE DE PAULA SUDBRACK

Aula 1 – FUNCIONAMENTO DO RÁDIO (RECEPTOR DE ONDAS)

Objetivo

O objetivo dessa aula é fazer o aluno se familiarizar com o equipamento rádio, suas peças constituintes, para que servem e como elas funcionam. Queremos que o aluno entenda como se dá a recepção das ondas eletromagnéticas, ou como o sinal da emissora chega até o rádio e dele aos nossos ouvidos. Para tanto, o aluno irá desmontar um radio antigo para ver o que há dentro dele e assim conhecer a função de cada peça. Assim o principal objetivo é introduzir ao aluno o conceito que ele irá aprender na 2a aula, que são as ondas eletromagnéticas.

Conteúdo Físico

Como conteúdo físico o docente deverá apresentar aos alunos os conceitos de onda e ondas eletromagnéticas.

Recursos Instrucionais

Por se tratar de uma atividade prática, o professor deverá dispor aos alunos de vários rádios antigos. Pode ser de pilha ou mesmo aqueles antigos a válvula, e nem precisa estar funcionando, basta que tenha todas as peças, é claro. Revistas, jornais e artigos contextualizando a importância do rádio na sociedade, bem como um pequeno filme devem ser usados como recursos motivadores aos alunos.

Motivação

Devemos motivar o aluno para que ele se interesse por uma ciência baseada no seu cotidiano, ou seja, que o conceito físico de onda eletromagnética fique vinculado ao equipamento rádio permitindo assim que o aluno tome contato com uma Física mais prática e cotidiana.

Dinâmica da aula

Instruções ao Docente

Traga rádios velhos para os alunos. Você pode comprar rádios de brinquedos vendidos nas barracas de ambulantes por um custo bem baixo. Não precisa ser muitos rádios, na pior das hipóteses, um só rádio poderá ajudar.

Procure na internet ou no “youtube” qualquer filme com tempo máximo de exibição de 4 minutos que mostre a descoberta do rádio e a importância das comunicações na sociedade atual. Essa seqüência didática já traz alguns filmes, mas o professor poderá escolher outros que ele achar mais contundentes.

Aula 2 – ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Objetivo

Apresentar aos alunos a definição de onda eletromagnética assim como seus princípios físicos e relacionar os usos desta entidade física no cotidiano do aluno tecendo o caminho para a relação e importância das ondas eletromagnéticas com as rádios piratas.

Conteúdo Físico

Definição formal de onda eletromagnética e introdução de conceitos matemáticos básicos utilizados na definição de onda eletromagnética condizentes com o nível de preparo dos alunos.

Recursos Instrucionais

Computador e Data Show ou transparências e retro-projetor.

Motivação

Adquirindo o conhecimento dos conceitos físicos sobre as ondas eletromagnéticas espera-se que os alunos tomem consciência acerca dos eventos preponderantes quanto à geração/criação e transmissão de sinais eletromagnéticos.

Com a ajuda desta formação espera-se que o aluno alcance uma consciência social embasada nestes conhecimentos obtidos e assim possam ter uma opinião melhor definida sobre o tema rádio-pirata.

Dinâmica da Aula

Instruções ao Docente

Como o tema envolve um conceito consideravelmente abstrato, onde não é possível observar diretamente a causa apesar dos efeitos serem facilmente perceptíveis o professor deve tratar com zelo os conceitos de campo magnético e campo elétrico perante os alunos, com estes princípios físicos bem compreendidos a absorção e o processo de ensino-aprendizagem das ondas eletromagnéticas será facilitado.

Ainda associado ao nível de abstração necessário o professor pode perceber durante os momentos de dúvidas uma quantidade considerável de concepções pré-estabelecidas que devem ser sanadas adequadamente.

É desejável introduzir os aspectos matemáticos após a melhor compreensão possível da fenomenologia do assunto possibilitando ao aluno as devidas conexões cognitivas obtendo o melhor aproveitamento da aula.

Aula 3 – RÁDIO PIRATA

Objetivo

Nesta aula o objetivo é fazer com que o aluno entre contato com o termo “rádio pirata”, ou seja, entenda o que é uma rádio pirata e os possíveis problemas que uma rádio pirata pode trazer. Além disso, o professor deverá mostrar para os alunos uma audição para que eles vejam como uma rádio legalizada se apresenta, ou seja, através de seu prefixo ou indicativo de chamada.

Conteúdo Físico

Como já foi feita a introdução do assunto de ondas eletromagnéticas na aula anterior, nessa aula o professor já pode falar sobre o conceito de interferência de ondas.

Recursos Instrucionais

O professor deverá utilizar alguns aparelhos de rádio durante essa aula, para que os alunos procurem no dial do radio possíveis rádios clandestinas.

O docente também pode trazer também uma noticia de jornal para que os alunos entendam os problemas que uma rádio pirata pode causar. Além disso, deve utilizar power point ou giz e lousa para explicar a interferência.

Motivação

Com esta aula queremos que o aluno fique motivado a entender um tema que está ligado com um assunto recorrente do seu dia-a-dia e que envolve ciência-tecnologia-sociedade e além de perceber alguns dos problemas que as novas tecnologias podem trazer.

Dinâmica da Aula

Instruções ao Docente

Nessa aula é interessante que o docente enfatize bem o problema que uma rádio pirata pode trazer quando o seu sinal causa interferência as transmissões entre a torre de comando de um aeroporto e um avião, para isso apresentar o vídeo: http://www.youtube.com/watch?=pgYNYkcHMoE. Além disso, mostrar qual a diferença que existe em uma transmissão de uma rádio legalizada e na transmissão de uma rádio pirata, apresentando o conceito do prefixo da rádio ou indicativo de chamada, utilizando a audição da página seguinte: http://www.centralderadiobrasil.com/produtos.php?idP=155.

O docente deve trazer alguns rádios para os alunos, que estejam funcionando, para que eles procurem no dial do rádio uma possível rádio clandestina. Caso não seja possível terminar a atividade em aula, recomende que eles terminem em casa.

Outro conceito físico importante que deve ser ressaltado nessa aula é o conceito de interferência que será demonstrado experimentalmente na aula 5.

Aula 4 – COMO FUNCIONA UM TRANSMISSOR

Objetivo

Mostrar aos alunos como as ondas eletromagnéticas podem ser criadas

artificialmente pelo homem, quais procedimentos técnicos e soluções tecnológicas

são utilizados para manipular estas ondas possibilitando a transferência de

informação de um ponto a outro do espaço, seu contexto histórico e uma introdução

às implicações sociais desta interação.

Conteúdo Físico

Revisão da caracterização física das ondas eletromagnéticas – a variação no

tempo do campo elétrico e o magnético, frequência, comprimento de onda e energia

e a geração de ondas eletromagnéticas: movimento de cargas elétricas aceleradas;

Campo elétrico e o capacitor;

Corrente elétrica, indução eletromagnética e o indutor;

Aceleração de cargas – introdução à eletrônica – o indutor associado com o

capacitor: os circuitos oscilantes e a ressonância;

Contexto histórico, as primeiras formas de geração de ondas

eletromagnéticas – Hertz, os primeiros transmissores de rádio comerciais – Marconi;

A válvula e o transistor;

Formas modernas de transmissão, ondas longas, médias e curtas, microondas, transmissão em Amplitude Modulada (AM), transmissão em Frequência

Modulada (FM);

Exemplo experimental de um transmissor simples.

Recursos Instrucionais

• Computador e Data Show ou transparências e retro-projetor.

• Receptor de rádio e micro transmissor (ver como construir nos textos

em anexo).

Motivação

Adquirindo o conhecimento dos conceitos físicos sobre as ondas

eletromagnéticas espera-se que os alunos tomem consciência acerca dos eventos

preponderantes quanto à geração/criação e transmissão de sinais eletromagnéticos,

com a ajuda desta formação espera-se que o aluno alcance uma consciência social

17

embasada nestes conhecimentos obtidos e assim possam ter uma opinião melhor

definida sobre o tema rádio-pirata.

18

Dinâmica da Aula

Primeir

Moment

Segund

Moment

Primeiros rádios comerciais, contexto histórico, os  •

pioneiros: Guglielmo Marconi. Brasil nesta história: o

Padre Landell de Moura;

Caracterização das ondas eletromagnéticas:  •

frequência, amplitude, velocidade de propagação e

comprimento de onda;

• Geração de ondas eletromagnéticas por aceleração de

cargas elétricas;

• Introdução à eletrodinâmica e eletrônica: capacitor e

indutor, os circuitos oscilantes – ressonância;

• Formas modernas de transmissão: AM, FM, ondas

curtas, micro-ondas, satélites.

Tempo necessário: 30 minutos

Atividade: Demonstração de um mini transmissor  •

caseiro de rádio, debate entre os alunos sobre o

funcionamento deste.

Tempo total: 40 minutos

Tempo necessário: 10 minutos

Instruções ao Docente

O professor deve se atentar ao fato que diversos assuntos tratados no

momento teórico da aula são realmente inovadores para uma turma do ensino

médio normal, enquanto a caracterização de uma onda eletromagnética nos seus

elementos tradicionais (frequência, amplitude, velocidade de propagação e

comprimento de onda) pode ser encontrada facilmente no currículo tradicional a

proposta prevê a introdução de temas que geralmente só são divulgadas em cursos

técnicos de eletrônica e telecomunicações geralmente com mais tempo disponível e

com foco bem específico.

Neste curso que segue uma abordagem CTS (Ciência, Tecnologia e

Sociedade) o aluno deve receber uma visão abrangente dos conceitos da Física

utilizados na sociedade moderna, assim o aluno deve receber uma visão genérica e

o professor não deve dar um curso de eletrônica em uma aula, mesmo porque isto

é impossível dada a complexidade do assunto, ao invés disso este deve focar em

mostrar aos alunos que existe muita Física nos dispositivos modernos.

19

Ao abordar o tema da geração de ondas eletromagnéticas pela aceleração

de cargas a abordagem anterior permanece válida – omitir detalhes técnicos – em

vista do foco não ser o técnico especificamente e sim a visão generalista do aluno

como cidadão. Neste ponto deve-se tomar cuidado para que os conceitos

envolvidos no processo não provoquem concepções espontâneas principalmente as

associadas à Física Moderna, os assuntos relacionados com a Física Moderna

devem ser tratados de forma rápida devido a este não ser o foco da aula, porém se

houver questionamento por parte dos alunos o professor deve tratá-los rapidamente.

Ao abordar no contexto histórico o padre Landell de Moura entre os pioneiros

da tecnologia do rádio, o professor deve basear-se na ideia de que ao colocar um

personagem histórico brasileiro, que apesar de não ter recebido os créditos pela

invenção do rádio, é um personagem inserido neste processo e consequentemente

leva os alunos a se sentirem próximos da criação por serem conterrâneos do

criador. Algo parecido com a invenção do avião por Santos Dumont, torna o aluno

com a sensação de que não é impossível fazer parte do desenvolvimento desta

tecnologia.