Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender o conceito de novos materiais: Os alunos devem ser capazes de definir e reconhecer o que são novos materiais, entendendo como eles se diferenciam dos materiais tradicionais. Além disso, devem entender a importância desses novos materiais na sociedade e na evolução das tecnologias.

2. Identificar exemplos de novos materiais: Os alunos devem ser capazes de identificar exemplos de novos materiais em seu ambiente, como plásticos reforçados, nanotubos de carbono, materiais bioinspirados, entre outros. Eles devem ser capazes de explicar as características e propriedades desses materiais que os tornam "novos".

3. Entender a contribuição das novas tecnologias para a humanidade: Os alunos devem ser capazes de discutir como as novas tecnologias melhoraram a vida humana em diferentes aspectos, como saúde, transporte, comunicação, entre outros. Eles devem entender que muitas dessas tecnologias só foram possíveis graças aos avanços nos materiais utilizados.

Objetivos Secundários

• Incentivar a pesquisa e a curiosidade científica: Com o tópico de novos materiais e tecnologias, o professor deve buscar estimular nos alunos a vontade de pesquisar e explorar mais sobre o tema, incentivando a curiosidade científica e o pensamento crítico.

• Desenvolver habilidades de comunicação e argumentação: Durante as discussões em sala de aula, os alunos terão a oportunidade de desenvolver suas habilidades de comunicação e argumentação, defendendo suas ideias e opiniões sobre o tema. Isso contribui para a formação de cidadãos mais críticos e participativos.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conteúdos prévios: O professor deve começar a aula fazendo uma breve revisão de conceitos prévios que são essenciais para o entendimento do tema, como o conceito de material, suas propriedades e classificações. Além disso, pode ser útil relembrar os alunos sobre a importância das tecnologias na sociedade moderna e como elas têm evoluído ao longo do tempo. (3 - 5 minutos)

2. Situações-problema: O professor pode apresentar duas situações-problema para despertar o interesse dos alunos e contextualizar o tema da aula. Por exemplo:

   • "Como os carros elétricos funcionam e por que eles são mais eficientes que os carros a combustão interna?" (Nesse caso, o professor pode explicar que os carros elétricos dependem de baterias de alta performance, que são possíveis graças ao uso de novos materiais, como o grafeno.)
   • "Por que os smartphones estão cada vez mais finos, leves e resistentes?" (Aqui, o professor pode explicar que isso é resultado do uso de novos materiais, como as ligas metálicas e os polímeros, que possuem propriedades mecânicas superiores aos materiais tradicionais.) (5 - 7 minutos)

3. Contextualização: O professor deve então contextualizar a importância dos novos materiais e tecnologias, explicando como eles estão presentes em nosso dia a dia e como têm impactado a sociedade e a vida das pessoas. Pode-se discutir, por exemplo, sobre a importância dos novos materiais na medicina (próteses, implantes, medicamentos de liberação controlada), na indústria (materiais mais leves e resistentes, redução de custos energéticos) e na comunicação (smartphones, internet, satélites). (2 - 3 minutos)

4. Introdução ao tópico: Por fim, o professor deve introduzir o tópico de novos materiais e tecnologias, explicando que a aula se concentrará em entender o que são esses materiais, quais são suas características e propriedades, e como eles têm contribuído para a evolução das tecnologias. Pode ser útil compartilhar algumas curiosidades ou histórias relacionadas ao tema para despertar a curiosidade dos alunos. Por exemplo, o professor pode mencionar que o grafeno, um dos materiais mais promissores da atualidade, foi descoberto acidentalmente em 2004, rendendo o Prêmio Nobel de Física em 2010. (3 - 5 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Teoria (10 - 12 minutos): O professor deve iniciar a parte de teoria explicando o que são novos materiais e como eles se diferenciam dos materiais tradicionais. Deve ser enfatizado que os novos materiais são desenvolvidos para atender a necessidades específicas e que suas propriedades podem ser adaptadas e controladas durante a sua fabricação. Além disso, o professor deve apresentar alguns exemplos de novos materiais, como os plásticos reforçados, os nanotubos de carbono, os materiais bioinspirados, entre outros, e discutir suas características e aplicações.

   1. Definição de novos materiais: O professor deve explicar que os novos materiais são aqueles que possuem propriedades e características que não são encontradas nos materiais tradicionais. Eles podem ser desenvolvidos a partir de novas combinações ou arranjos de átomos, ou podem ser produzidos por meio de técnicas avançadas de fabricação.

   2. Características dos novos materiais: O professor deve discutir algumas características comuns aos novos materiais, como a resistência, a leveza, a flexibilidade, a condutividade, entre outras. Deve ser enfatizado que essas características podem ser ajustadas e controladas durante a fabricação do material, permitindo que ele seja adaptado para uma ampla gama de aplicações.

   3. Exemplos de novos materiais: O professor deve apresentar alguns exemplos de novos materiais e discutir suas aplicações. Por exemplo, pode-se falar sobre os plásticos reforçados, que são utilizados na fabricação de carros, aviões e equipamentos esportivos devido à sua alta resistência e leveza. Pode-se também falar sobre os nanotubos de carbono, que possuem uma resistência mecânica superior à do aço e uma condutividade elétrica similar à do cobre, e que têm aplicações promissoras na indústria aeroespacial, na eletrônica e na medicina.

2. Discussão (5 - 7 minutos): Após a explicação da teoria, o professor deve promover uma discussão em sala de aula para aprofundar o entendimento dos alunos. O professor pode fazer perguntas como:

   1. "Vocês conseguem pensar em outras características que os novos materiais podem possuir?" (O objetivo aqui é fazer os alunos refletirem sobre as possibilidades e limitações dos novos materiais.)

   2. "Como os novos materiais que discutimos podem ajudar a resolver problemas do mundo real?" (Ao responder a essa pergunta, os alunos estarão aplicando o conhecimento teórico de maneira prática e contextualizada.)

3. Atividade prática (5 - 6 minutos): Finalmente, o professor deve propor uma atividade prática para consolidar o aprendizado dos alunos. A atividade pode consistir em identificar e descrever exemplos de novos materiais em seu ambiente, como por exemplo, o plástico reforçado presente em um carro, ou o material bioinspirado que permite que um gecko ande pelas paredes. Os alunos devem ser incentivados a observar as características desses materiais e a pensar sobre como eles contribuem para a funcionalidade do objeto em questão. O professor deve circular pela sala, auxiliando os alunos e tirando dúvidas. Ao final da atividade, o professor deve promover uma discussão em grupo para que os alunos compartilhem suas descobertas e reflexões.

Retorno (10 - 12 minutos)

1. Revisão e Reflexão (5 - 6 minutos): O professor deve iniciar esta etapa fazendo uma breve revisão dos conceitos principais abordados durante a aula. Isso pode ser feito por meio de perguntas direcionadas aos alunos, como:

   1. "O que são novos materiais e como eles se diferenciam dos materiais tradicionais?"
   2. "Quais são algumas características dos novos materiais que discutimos e como elas podem ser úteis em aplicações reais?"
   3. "Quais exemplos de novos materiais conseguimos identificar em nosso ambiente?"
   4. "Como os novos materiais contribuem para a evolução das tecnologias?"

   O objetivo desta etapa é fazer com que os alunos reflitam sobre o que aprenderam e sejam capazes de expressar, com suas próprias palavras, os conceitos e ideias discutidos durante a aula. O professor deve encorajar os alunos a participar ativamente, fazendo perguntas, compartilhando suas opiniões e ideias, e relacionando o que aprenderam com suas experiências e conhecimentos prévios.

2. Conexão com a Prática (2 - 3 minutos): O professor deve então propor que os alunos reflitam sobre como o que aprenderam se conecta com o mundo real. Isso pode ser feito por meio de perguntas como:

   1. "Como os novos materiais que discutimos estão presentes em nosso dia a dia?"
   2. "Como eles têm contribuído para a melhoria de diferentes aspectos de nossa vida, como saúde, transporte, comunicação, entre outros?"

   O objetivo desta etapa é fazer com que os alunos percebam a relevância e a aplicabilidade dos conceitos aprendidos, e que compreendam que a ciência e a tecnologia estão intrinsecamente ligadas à nossa vida cotidiana.

3. Reflexão Final (3 - 4 minutos): Para concluir a aula, o professor deve propor que os alunos reflitam, por um minuto, sobre as seguintes perguntas:

   1. "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?"
   2. "Quais questões ainda não foram respondidas?"

   Após um minuto de reflexão, os alunos devem ser convidados a compartilhar suas respostas com a classe. O professor deve valorizar todas as contribuições e, se houver perguntas não respondidas, deve se comprometer a abordá-las em aulas futuras ou a orientar os alunos na busca por respostas.

4. Feedback e Encerramento (1 minuto): Por fim, o professor deve agradecer a participação e o esforço de todos, e encorajar os alunos a continuar explorando o tema fora da sala de aula. O professor deve também solicitar feedback sobre a aula, perguntando o que os alunos mais gostaram e o que poderia ser melhorado. Isso contribui para o aprimoramento do professor e do plano de aula, e para o engajamento dos alunos no processo de aprendizagem.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo dos Conteúdos (2 - 3 minutos): O professor deve começar a Conclusão da aula resumindo os principais pontos discutidos. Isso inclui uma recapitulação do conceito de novos materiais, suas características e exemplos, bem como a importância das novas tecnologias para a humanidade. O professor pode, por exemplo, retomar os exemplos de situações-problema apresentados na Introdução e explicar como os novos materiais discutidos seriam a solução para esses problemas.

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações (1 - 2 minutos): Em seguida, o professor deve destacar como a aula conectou a teoria, a prática e as aplicações. Deve ser enfatizado que a teoria fornece o entendimento básico sobre os novos materiais, a atividade prática permite aos alunos observar esses materiais em ação e as aplicações mostram como esses materiais são usados para melhorar a vida das pessoas.

3. Materiais Extras (1 - 2 minutos): O professor deve então sugerir alguns materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seu conhecimento sobre o tema. Isso pode incluir livros, artigos, documentários, websites, entre outros. Por exemplo, o professor pode sugerir o livro "Materiais do Futuro" de Rodrigo Ferrão de Paiva Martins, que explora diversos aspectos dos novos materiais e suas aplicações.

4. Relevância do Assunto (1 minuto): Finalmente, o professor deve resumir a importância do assunto para o dia a dia dos alunos. Deve ser destacado que os novos materiais e tecnologias estão presentes em quase todos os aspectos de nossa vida, desde os telefones que usamos até os carros que dirigimos. Além disso, os avanços nesse campo têm o potencial de resolver muitos dos desafios que a humanidade enfrenta, como a escassez de recursos, a poluição e as doenças. Portanto, entender e apreciar esses materiais e tecnologias é essencial para ser um cidadão informado e ativo no mundo moderno.