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O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOSDA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE
2009
Produção Didático-Pedagógica
Versão Online ISBN 978-85-8015-053-7Cadernos PDE
VOLU
ME I
I
SANTA ELENI PAULINO
CADERNO PEDAGÓGICO
APUCARANA 2010
SANTA ELENI PAULINO
Figura 1
INSERÇÃO DA TEMÁTICA ASTRONOMIA NA FORMAÇÃO CONTINUADA DE PROFESSORES DE CIÊNCIAS: UM
RELATO DE EXPERIÊNCIA
Produção Didática-Pedagógica - Caderno Pedagógico apresentada ao Departamento de Biologia da Universidade Estadual de Londrina, como requisito do Programa de Desenvolvimento (PDE, 2010) da Secretaria de Estado da Educação do Paraná, sob a orientação: Profª Ms Tania A. Silva Klein
APUCARANA
2010
2
SUMÁRIO
1 IDENTIFICAÇÃO ............................................................................................ 1.1 TEMA: ASTRONOMIA NA FORMAÇÃO DOCENTE ................................................ 1.2 TÍTULO: INSERÇÃO DA TEMÁTICA ASTRONOMIA NA FORMAÇÃO CONTINUADA DE
PROFESSORES DE CIÊNCIAS: UM RELATO DE EXPERIÊNCIA...................................... 2 APRESENTAÇÃO........................................................................................... 3 INTRODUÇÃO ...............................................................................................
4 OBJETIVOS ................................................................................................... 4.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................. 5 UNIDADE 1...................................................................................................... 5.1 PROBLEMATIZAÇÃO......................................................................................... 5.1.1 ATIVIDADE: PROBLEMATIZANDO..................................................................... 6 UNIDADE 2 ..................................................................................................... 6.1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA ASTRONOMIA – UNIVERSO .................................... 7 UNIDADE 3 .....................................................................................................
7.1 ESTRELAS, COMO SÃO FORMADAS? ................................................................ 7.1.1 ATIVIDADE: ORIGEM DO UNIVERSO ............................................................... 8 UNIDADE 4 ..................................................................................................... 8.1 SISTEMA SOLAR ............................................................................................. 8.1.1 ATIVIDADE: MONTAGEM DE MURAL SOBRE SISTEMA SOLAR ........................ 8.1.2 ATIVIDADE: MAPAS CONCEITUAIS .................................................................. 9 UNIDADE 5 MOVIMENTOS DA TERRA ................................................................ 9.1 ATIVIDADE 1 CONSTRUÇÃO DE UM MODELO DE SISTEMA SOLAR EM ESCALA........ 9.1.2 ATIVIDADE CARACTERÍSTICAS DOS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR.................. 10 UNIDADE 6 ESFERA CELESTE ........................................................................
10.1 EQUINÓCIOS E SOLSTÍCIOS ........................................................................... 10.2 ATIVIDADE EXPERIMENTAL MOVIMENTOS DE ROTAÇÃO TRANSLAÇÃO E
ESTAÇÕES DO ANO .............................................................................................. 10.3 COMPLEMENTAR: PALESTRA ..........................................................................
4 4 4 5 7 9 9 10 10 12 14 14 22 22 25 26 26 27 28 29 32 34 35 37 40 43
3
11 UNIDADE 7 CONSTRUÇÃO DE INSTRUMENTOS SIMPLES DE OBSERVAÇÃO..........
12 UNIDADE 8 ................................................................................................... 12.1 INTERPRETAÇÃO DE TEXTO – POEMA VIA LÁCTEA - OLAVO BILAC .................... 13 UNIDADE 9 ................................................................................................... 13.1 OBSERVAÇÕES VIRTUAIS DO CÉU NO HEMISFÉRIO SUL: UMA VIAGEM PELO CÉU. 13.2 ATIVIDADE COMPLEMENTAR: VISITA MONITORA AO OBSERVATÓRIO E
PLANETÁRIO ........................................................................................................ 14 UNIDADE 10 ................................................................................................. 14.1 ENSINO DO SISTEMA SOLAR SOB A PERSPECTIVA DA APRENDIZAGEM
SIGNIFICATIVA. ..................................................................................................... 14.2 ATIVIDADE COMPLEMENTAR .......................................................................... REFERÊNCIAS.................................................................................................. REFERÊNCIAS DE SITES ................................................................................
ANEXOS ............................................................................................................ APÊNDICE ........................................................................................................
45 47 47 49 49 50 52 52 54 55 57 60 65
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1 IDENTIFICAÇÃO
Professora PDE autora: Santa Eleni Paulino
Escola de Atuação: Colégio Estadual Professor Izidoro Luiz Cerávolo – Ensino
Fundamental Médio e Educação Profissional
Área de Estudos: Ciências
NRE: Apucarana
Orientadora: Professora Mestre Tânia A. Silva Klein
IES vinculada: Universidade Estadual de Londrina
Produção Didático-Pedagógica: Caderno Pedagógico
Relação interdisciplinar: Geografia, História e Matemática.
Público de Intervenção: Professores de Ciências da rede Pública Estadual
Escola de Implementação: Colégio Estadual Professor Izidoro Luiz Cerávolo –
Ensino Fundamental Médio e Educação Profissional
Endereço: Rua: Elídio Stábile n°379 - Bairro: 28 de Janeiro
Fone: (43) 3423-1299 - E-mail: [email protected]
CEP: 86800-130
Apucarana – Paraná
1.1 TEMA:
ASTRONOMIA NA FORMAÇÃO DOCENTE
1.2 TÍTULO: Inserção da temática Astronomia na formação continuada de
professores de Ciências: Um relato de experiência
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2 APRESENTAÇÃO
A Produção Didática Pedagógica referente ao projeto desenvolvido no PDE
2009 consiste na produção de um Caderno Pedagógico, destinado a professores de
escolas públicas que atuam nas séries finais da educação básica (6º ao 9º ano),
sobre o tema Astronomia.
Os conteúdos selecionados para compor esse caderno pedagógico foram
selecionados de forma a facilitar sua implementação e utilização pelos professores
em seu trabalho de sala de aula.
O desenvolvimento da unidade será sob a ótica das teorias educacionais que
sustentam as Diretrizes Curriculares da Educação Básica – Ciências do Paraná; que
defende a incursão pela história da ciência que permite identificar que não existe um
único método científico, mas a configuração de métodos científicos que se
modificaram com o passar do tempo.
As unidades do caderno iniciam com uma abordagem problematizadora de
forma que tanto os professores quanto os alunos sintam a necessidade do
conhecimento científico para resolver os problemas apresentados em sala de aula. A
aprendizagem significativa permeará as conceituações e atividades pedagógicas
desse trabalho.
O problema principal da aprendizagem consiste na aquisição de um corpo organizado de conhecimentos e na estabilização de idéias interrelacionadas que constituem a estrutura desse conhecimento. O problema, pois, da aprendizagem em sala de aula está na utilização de recursos que facilitam a captação da estrutura conceitual do conteúdo e a sua integração a estrutura cognitiva do aluno, tornando
o material significativo. (AUSUBEL, apud MOREIRA, 2009. p.47).
A aprendizagem necessita da construção de uma rede de significados ligados
ao objeto de estudo, partindo dos conhecimentos prévios do alunado que ao longo
do processo educativo necessita elaborar conceitos escolares sobre o
conhecimento.
O que torna fundamental a utilização de diferentes encaminhamentos
metodológicos para ampliar e atender as diversas formas de aprender de cada
indivíduo.
6
Em Astronomia a observação é fundamental na elaboração das leis, teorias e
conceitos que fundamentam essa ciência.
Aristóteles, discípulo de Platão, um empirista achava que sem a observação
não se chegava à verdade. A ciência atual é impulsionada pela observação. As
asserções devem ser sustentadas por evidências, compartilhadas e comprovadas
por outros cientistas. (IMPEY, 2009, Pág. 29)
A metodologia da observação de acordo com as diretrizes curriculares precisa
fazer parte do trabalho docente, pois como afirmou Platão há tantos séculos atrás a
importância da observação até hoje ela ainda é usada na Ciência.
A observação, a experimentação e a abordagem problematizadora
aproximam o objeto de estudo do estudante tornando a aprendizagem mais
significativa, fato que motivou a produção do caderno pedagógico com atividades
envolvendo esses aspectos metodológicos para o ensino de Astronomia em
ciências.
7
3 INTRODUÇÃO
A finalidade desse trabalho é desenvolver um estudo sobre o conteúdo
estruturante Astronomia através de um mini-curso para professores que atuam em
escolas públicas do Paraná. As pesquisas apontaram que muitos docentes que
lecionam ciências no ensino fundamental apresentam uma lacuna em sua formação
sobre os conteúdos de Astronomia, o que despertou o interesse para a escolha do
tema do projeto PDE - Programa de Desenvolvimento Educacional.
A Astronomia é tão antiga quanta as civilizações que se desenvolveram na
Terra, pode ter surgido quando os humanos perceberam que com ela poderiam
melhor se orientar em suas excursões de caça ou na busca de alimentos. Também
dela fizerem uso para contar o tempo construir seus calendários e melhor se orientar
na prática da agricultura escolhendo a estação do ano mais adequada para o plantio
e colheita, garantindo alimentação ao grupo familiar. Foi indispensável às grandes
navegações marítimas, impulsionou as viagens de longa duração e ajudou, na
ampliação do comércio e das relações interculturais.
É uma Ciência que esteve presente em todo processo sócio histórico da
humanidade e até hoje continua a contribuir com a ciência, tecnologia e o
desenvolvimento.
Apesar de toda sua importância ela pouco esteve presente no currículo das
escolas brasileiras. Relatos de Langhi e Nardi, 2009 apontam que o ensino de
Astronomia ainda não se consolidou no currículo de Ciências. Há evidências de
dificuldades no seu ensino devido a fatores como a sua recente inclusão no currículo
de ciências, a partir da aprovação da Lei de Diretrizes e Bases nº. 9394 de 1996; a
ausência ou baixa carga horária da disciplina nos cursos de formação inicial de
professores, erros conceituais de alguns livros didáticos, insegurança dos docentes
para ministrar esses conteúdos, pouca formação continuada específica do tema,
ausência do conteúdo em alguns livros didáticos.
Para que a Astronomia se efetive de fato no currículo e tenha assegurada a
qualidade no ensino-aprendizagem é necessário romper com algumas situações
apresentadas.
É fundamental que o professor detenha conceitos básicos da matéria de
ensino e compreenda como estão estruturados para desempenhar com competência
a sua função docente.
8
A situação descrita tornou o desafio para o desenvolvimento desse projeto
que será desenvolvido através de encontros periódicos a partir das reflexões sobre
conceitos trabalhados em sala de aula e troca de experiência sobre as práticas
docentes.
Às atividades serão trabalhadas buscando unir a teoria e a prática com
objetivo de dar um significado para o professor possibilitando que a concepção
teórica que embasa o projeto ―a aprendizagem significativa‖, possa ser utilizada em
sua sala de aula contribuindo para um ensino de ciências mais dinâmico e motivador
para os alunos.
As metodologias da problematização, observação, atividades experimentais
auxiliam o ensino/aprendizagem, considerando o conhecimento prévio do alunado e,
mas buscando se aproximar o máximo possível do conhecimento científico escolar.
As sugestões apresentadas podem e devem ser ampliadas e planejadas pelo
professor em consonância com o Projeto Político Pedagógico da instituição onde
atua e com seu Plano de Trabalho Docente que irá atender as necessidades da
turma onde estará ensinando.
É fundamental que o professor assegure o ensino e a aprendizagem dos
conceitos básicos que sustentam o estudo da Astronomia e problematize e reflita
com os estudantes os possíveis erros conceituais presentes na mídia, no saber
popular e até mesmo em alguns livros didáticos.
Por ser a Astronomia um conhecimento amplo e o público alvo desse caderno
pedagógico professores dos anos finais do Ensino Fundamental, (6º ao 9º ano), será
feito um recorte e os temas a ser abordados nessa produção são:
Origem do Universo
Sistema Solar
Terra e seus movimentos
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4 OBJETIVOS
Apresentar e analisar com os professores encaminhamentos metodológicos
envolvendo os conceitos básicos sobre a história da Astronomia, as principais
teorias da origem do universo, o sistema solar o planeta Terra e seus movimentos.
4.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar as principais teorias sobre o surgimento do Universo;
Identificar os planetas do sistema solar e conhecer seus principais movimentos
envolvendo princípios da mecânica celeste.
Compreender a posição espacial do planeta Terra e seus movimentos
relacionados a dia e noite e estações do ano.
Construir instrumentos simples para observação do céu.
Realizar atividades práticas de observação para explicar os fenômenos celestes
como dia e noite, estações do ano, equinócios e solstícios.
10
5 UNIDADE 1
5.1 PROBLEMATIZAÇÃO
Figura 2
Ao observar essa imagem do telescópio Hubble e rever a história da
humanidade desde as civilizações antigas que olhavam o céu e seus fenômenos
sem instrumentos e ao analisar a Astronomia hoje, impulsionada pelos grandes
avanços científicos sob o olhar dos potentes telescópios: ―nossos olhos para o
Universo”, somos instigados a questionar:
É comum nos deparar com vários questionamentos de alunos em sala de
aula e até de pessoas que gostam de olhar o céu; são perguntas que fazem parte do
imaginário humano desde os primórdios da presença do homem na Terra;
11
Como o Universo surgiu?
Como nascem as estrelas?
O planeta Terra é único no Universo?
Quantos movimentos a Terra realiza? Como eles acontecem?
QUADRO I
Solução de problemas é, sem dúvida, um método válido e prático de
procurar evidências de aprendizagem significativa. (Moreira, 2009, p. 24)
O ensino de Astronomia é tradição nos currículos das escolas públicas?
É importante para os alunos do Ensino Fundamental, compreender os
fenômenos físicos, químicos e biológicos que envolvem o surgimento do
Universo e do planeta em que vivemos?
Compreender como acorre o dia e a noite as estações do ano e a influência
desses fenômenos nos sistemas biológicos para a preservação da vida no
planeta?
QUADRO 2
A preocupação dos professores é tentar responder a essas questões
utilizando os conhecimentos científicos traduzidos para um saber escolar que
possibilite aproximar os estudantes da ciência de uma forma pedagógica, partindo
do seu conhecimento prévio, o dito saber popular, mas rompendo com os mitos e
preconceitos.
A reportagem do jornal Folha de São Paulo aqui apresentada é uma
possibilidade de trazer informações atualizadas para a sala de aula, e provocar os
alunos a problematizar e questionar.
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Reportagem Folha de São Paulo
11/08/2010 - 17h30
Hubble capta imagem de galáxia a 320 milhões de anos-luz da Terra A NASA (agência espacial americana) divulgou nesta terça (11) imagens da
galáxia espiral NGC 4911, no aglomerado de galáxias Coma.
NASA
Figura 3 – imagem feita pelo telescópio Hubble mostra galáxia NGC 4911 no aglomerado de Coma, a 320 mil de anos-luz da Terra.
As imagens foram obtidas pelo telescópio espacial Hubble. NGC 4911 está a 320 milhões de anos-luz da Terra e contém círculos de
poeira e gás próximos do seu centro. Os círculos aparecem recortados contra aglomerados de estrelas recém-
nascidas e nuvens de hidrogênio. A boa qualidade da imagem, obtida de uma galáxia tão longínqua, está
relacionada à alta resolução das câmeras do Hubble e a uma longa exposição.
QUADRO 3
Na historia da Astronomia houve marcos que contribuíram para
descobertas e elaboração de novas teorias após a invenção das
lentes, telescópios e da radioastronomia.
13
Atualmente na era digital as mídias se constituem num importante recurso de
ensino/aprendizagem, e em astronomia o filme tem um destaque especial, pois,
pode apresentar através de imagens de telescópios ou de computação gráfica
fenômenos e detalhes do Universo impossíveis de observar pela grande maioria da
população, inclusive alunos e professores.
O filme “A origem do Universo fácil de entender” –parte2. Legendado, com
o tempo de duração de 09 minutos, pode ser encontrado no endereço:
http://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_15818&
v=mv8wYmnEOtc&feature=iv) e se constitui em um interessante material áudio
visual que pode ser utilizado das mais variadas formas, tais como informação
complementar ou para iniciar uma unidade através da problematização.
Para esse filme podemos problematizar e explorar questões como:
Figura 4
Informações e dados complementares poderão ser encontrados no endereço
http://hubble.stsci.edu Esse site apresenta parte da astronomia vista pelo telescópio
Hubble. As características especiais são as páginas voltadas para o telescópio
propriamente dito, os planetas, as estrelas, as galáxias, o universo e além do
universo observável. Outros filmes também estão disponíveis nesse endereço.
☼ Estrela pode morrer? Elas têm ciclo de vida?
☼ Qual a origem dos elementos químicos: hidrogênio e hélio?
☼ Somos poeira das estrelas?
☼ Os astrônomos têm como calcular a idade das estrelas?
☼ Como ocorreu o resfriamento do Universo?
14
6 UNIDADE 2
6.1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA ASTRONOMIA - UNIVERSO
A ASTRONOMIA é a ciência que estuda os astros e mais genericamente, todos os objetos e fenômenos celestes. Etimologicamente, astronomia provém do grego astron, "astro", isoladamente considerado ou como um sistema de estrelas, uma constelação, conexo com o grego aster, "astro" ou "estrela" isoladamente considerados.
Rogério Mourão
Em ciências utilizam-se modelos para representar idéias, conceitos leis e
teorias, e na Astronomia foram elaborados vários modelos cosmológicos para
explicar os fenômenos que aconteciam com os astros. Ao longo da história da
ciência à medida que novas descobertas aconteciam os antigos modelos foram
substituídos por novos, que melhor explicassem os fenômenos observados e
descritos, exemplificando; teoria da Terra plana, geocêntrica, heliocêntrica entre
outras.
Desde os tempos primitivos o homem contemplou o céu e questionou: De
onde viemos? Como surgiu o Universo? São questões filosóficas, científicas e
religiosas que povoavam a mente do homem que diante de tantas dúvidas precisava
de uma resposta para os seus porques que explicasse o metafísico e desse sentido
a sua existência. Tentando responder a todas essas questões astrônomos, físicos,
matemáticos e outros cientistas buscaram uma forma de resolver tantas dúvidas, ao
longo da história da ciência surgiram às teorias para tentar explicar como surgiu o
Universo.
As mais difundidas são a do Criacionismo, Estado Constante, Universo
Pulsante, Grande Explosão ou do Big Bang e Universo Inflacionário. Em ciências
vivemos a provisoriedade, um conceito científico permanece até que seja elaborado
outro que melhor explique o fenômeno, o mesmo ocorre com as teorias sobre a
origem do Universo.
TEORIA CRIACIONISTA
Aparece com várias visões de acordo com as diversas culturas e religiões.
Surgiram nos primórdios da civilização a partir da necessidade em encontrar uma
justificativa para a existência de tudo que existe.
15
As teorias Criacionistas aparecem representadas ou descritas em ritos e
textos sagrados ou religiosos de várias culturas.
TEORIA DO ESTADO CONSTANTE
Segundo essa teoria nunca houve explosão, o universo sempre esteve em
expansão, ela vai contra os postulados da física moderna que afirma, ‖A matéria ou
a energia não podem ser criadas ou destruídas, mas transformadas‖, como
comprovou Einstein, que em sua teoria afirma; a matéria pode ser transformada em
energia, fato comprovado pelas experiências das explosões nucleares.
Fica a dúvida, como essa teoria se sustenta se a matéria e a energia não
podem ser criadas do nada.
TEORIA DO UNIVERSO PULSANTE
Defende que a matéria é eterna, não teve início nem fim, sempre existiu.
Aceita que o Universo sempre está em expansão, mas em um determinado
instante, diminuirá e começará a se contrair, ficando tão denso que explodirá
novamente, para reiniciar nova expansão e assim sucessivamente.
TEORIA DO BIG-BANG
No Início o termo Big Bang significou explosão e foi sir Fred Hoyle, que usou
esse termo ―big bang‖ como uma crítica ao modelo, mas com o tempo ele se
firmou. Na realidade o correto é a expressão ―expansão do Universo‖ e não
explosão.
A teoria do Big-Bang foi descrita em 1927, em um artigo do astrônomo belga
Georges Lemaître, o qual afirmava que toda a matéria do Universo estava
concentrada em um único lugar: o ovo cósmico, átomo primordial.
O big Bang é na realidade uma das idéias mais vigorosas de toda a ciência,
com a verificação experimental remontando a um microsegundo depois do evento da
criação. É muito dificil explicar qualquer outro modo de expansão e as micro-ondas
que o banham. (IMPY, 2009, p. 51).
A figura apresentada é um modelo que tem a intenção de representar a
expansão do Universo desde o instante 0 (zero) ao Universo que se pode observar
hoje.
16
Figura 5
Na década de 1940 um grupo de cientista liderados por Geoge Gamov
deduziu que o Universo teria surgido após uma grande explosão resultante da
compressão de energia, para chegar a esta conclusão utilizaram conhecimentos de
outros cientistas como a teoria da Relatividade de Albert Einstein que mostrava a
equivalência entre matéria e energia (E = m.c²); Willen de Sitter astrônomo holandês
que em 1917 demonstrou de forma teórica que o Universo está em expansão,ainda
dessa decáda, Friedmann-Robertson-Walker apresenta um modelo de expanção do
Universo baseado na teoria da Relatividade Geral. Edwin Hubble, enuncia em 1929
sua famosa lei segundo a qual a velocidade com que uma galáxia se afasta de nós
está relacionada com a sua distância até nós, e, portanto, com o tempo. Esta foi a
primeira evidência da expansão do Universo.
Herman, Gamow e Alpher propõem a Teoria do Big-Bang em 1950 (nome
sugerido por Hoyle para o evento que dá início ao Universo).
A Teoria do Big-Bang admite que o Universo tem uma idade limite, da ordem
entre 13,7 a 15 bilhões de anos e, portanto, existe um instante inicial em que o
Universo foi criado.
17
Segundo essa teoria, no primeiro instante havia uma fabulosa quantidade de
energia e localizada em uma esfera de diâmetro inferior a 1cm, denominada ovo
cósmico ou singularidade.
Segundo a qual no primeiro milionésimo de segundo (t = 0), toda essa energia, em
rápida expansão, criou o Universo que se dilatou e se resfriou uniformemente. Os
fenômenos químicos e físicos e a redução imediata da temperatura e as sucessivas
transformações de energia liberada pelas reações químicas formou partículas
cósmicas os (quarks) e as antipartículas (antiquarks) gerou também grande
quantidade de energia em forma de fótons.
A redução rápida de temperatura determinou as sucessivas transformações
da energia liberada que se materializou na forma de partículas, a matéria e a
antimatéria que se aniquilavam, gerando uma quantidade enorme de energia na
forma de fótons e obedecendo à equação de Einstein: E = m.c².
O excesso de matéria em relação à antimatéria deu origem ao Universo em
que hoje vivemos.
O universo continuou se resfriando, os quarks começaram a se fundir,
originando os prótons e nêutrons, ao ser concluída a fusão os quarks desaparecem.
Os prótons e nêutrons podem-se transmutar entre si e passam a coexistir com
elétrons e fótons, mas com a queda da temperatura, os prótons não podem mais se
transmutar, o que não ocorre em relação aos nêutrons. É por esse motivo que ainda
existem, até hoje, quatro vezes mais prótons do que nêutrons.
Com a temperatura suficientemente baixa os elétrons começaram a se
associar aos prótons para formar os átomos de hidrogênio
Ocorreram as reações de fusão dos núcleos: 25% dos núcleos de hidrogênio
transformaram-se em hélio; um milésimo por cento foi transformado em deutério e
menos de um milionésimo por cento em lítio.
Todos esses elementos chamados leves o deutério e o hélio, foram formados
na fornalha cósmica que era o universo nos primeiros instantes de seu surgimento,
quando a temperatura atingiu aproximadamente um bilhão de graus semelhante a
uma fusão nuclear. A seguir outros elementos como átomos de oxigênio, carbono,
foram sintetizados, dando origem a outros elementos químiicos. As reações
químicas continuam a acontecer com a morte e explosão das estrelas em eventos
chamados super novas, as altíssimas temperaturas atingidas nesse processo
18
possibilitam a produção desses elementos químicos através de reações nucleares
denominadas nucleossíntese.
Segundo Magalhães O Universo nem sempre foi igual ao que vemos hoje; ele
está em contínua expansão, as galáxias quanto mais longe de nós mais rápido se
afastam e ao observamos quasares e galáxias em formação ( com, por exemplo, o
telescópio espacial Hubble) distantes bilhões de anos-luz de nós, estamos na
verdade vemos o Universo como ele era no passado, diferente de como ele é hoje.
O Universo é dinâmico inclusive já existem teorias de que a expanssão está
desacelerando, se for um fato, poderá então chegar um momento que deixará de
existir?
Figura 6 - Imagem do nascimento de estrelas a 12 bilhões de anos-luz da
Terra Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Big_Bang Acesso 18 jun. 2010
19
UNIVERSO INFLACIONÁRIO OU COSMOLOGIA INFLACIONÁRIA
Criada na década de 80 por Alan Guth, com contribuiçõs de Paul Steinhardt,
Andrei Linde, Stephen Hawking, A. A. Starobinsky, e outros. Apresentam essa teoria
como forma de resolver alguns problemas sem respostas encontradas na teoria do
Big-Bang que apesar de ser a mais difundida está sendo questionada por alguns
cientistas por não ser capaz de explicar fenômenos cosmológicos como do
horizonte, da planaridade e monopólos magnéticos.
A teoria do Universo Inflacionário apresenta argumentos de que o Universo
em seus primeiros instantes de criação passou por um superesfriamento muito
rápido que elevou a dimensão do horizonte e tornou a região homogênea, afirmam
também que o cosmos é constituído por uma sopa de ―plasma‖ sem átomos, nem
elétrons, nem galáxias, mas que ao atingir uma densidade máxima, explode num
Big-Bang, originando o chamado ―Universo Bolha‖. Segundo essa teoria não houve
um único Big- Bang, mas inúmeros e que cada um deu origem a um Universo Bolha,
semelhante a este que conhecemos e vivemos.
Em ciências as teorias são elaboradas para explicar fenômenos da natureza,
mas precisam ser comprovadas, mas de acordo com as Diretrizes Curriculares, a
ciência não revela a verdade, mas propõem modelos explicativos construídos a
partir da aplicabilidade do método científico, são construções humanas que
permitem interpretações de fenômenos da natureza. São construidos em um
determinado contexto histórico, num cenário socio-econômico, tecnológico, cultural,
religioso, ético e político, nisso reside a sua provisoriedade, a ciência é dinâmica,
portanto as leis, modelos e teorias devem ser compreendidos â luz do momento
histórico que foram construídos.
Para um aprofundamento incluímos o gráfico apresentado pela Revista
SCIENTIFIC AMERICAN que fornece dados importantes sobre a constituição do
Universo e a partir deles é possível desenvolver pesquisas com nossos alunos de
acordo com a série ou ano para qual será proposto o trabalho, que poderá ser um
primeiro passo para explorar os conteúdos estruturantes de Astronomia, Matéria e
Energia,
20
Fonte: www.sciam.com.br – Acesso 30 de jul. 2010.
PARA SABER MAIS SOBRE A ORIGEM DO UNIVERSO CONSULTE:
Quadro 4
CONSTITUIÇÃO DO COSMO
O principal ingrediente do Universo é a energia escura, que consiste na constante
cosmológica, ou no campo quântico conhecido como quintessência. Os outros
ingredientes são a matéria escura, composta por partículas exóticas elementares, a
matéria convencional (a não luminosa e a visível) e uma pequena quantidade de
radiação.
Gráfico 1 Revista SCIENTIFIC AMERICAN - Brasil - Edição Especial - N° 1, página 45.
Fonte de consulta: Livro 1 - Guia de Astronomia
Autor: RIDPATH, IAN Editora: Jorge Zahar No Guia de Astronomia, o autor inglês Ian Ridpath, reuniu informações completas sobre a história da Astronomia, a formação do Sistema Solar, as constelações e os desafios da cosmologia no início do século XXI. Livro 2: A Dança do Universo Autor: MARCELO GLEISER Editora: Companhia de Bolso - Ano: 2006 - Edição: 1 No livro: A Dança do Universo, o físico brasileiro Marcelo Gleiser, professor de
física e astronomia do Dartmouth College e pesquisador premiado no Brasil e nos Estado Unidos, numa linguagem clara apresenta versões de diversas culturas para o mistério da Criação, e uma explicação da ciência moderna para a origem do Universo. Pela obra o autor recebeu o prêmio Jabuti 1998 de Melhor Ensaio e Biografia.
21
FIGURA 7
Veja o filme:
“FIM do UNIVERSO”
Endereço:
http://www.youtube.com/watch?v=gHD2gQmA
Segundo algumas teorias sobre a origem do Universo,
“TUDO QUE TEM UM COMEÇO SUPÕE-SE TER UM FIM”.
Que concepção científica tem a respeito dessa afirmação?
Amplie seus conhecimentos e elabore uma síntese sobre o assunto:
22
7 UNIDADE 3
7.1 ESTRELAS, COMO SÃO FORMADAS?
O mistério de como é a formação das estrelas, começa a ser desvendado,
pois há muito tempo se sabe como funciona a morte de uma estrela de grande
massa, mas como elas nascem ainda se tem muitas dúvidas.
O telescópio Hubble fotografando o Universo tem contribuído muito com as
pesquisas mostrando grande número de imagens inéditas. Em novembro de 1995,
fotografou mais de 150 estrelas em formação em uma pequena região chamada
nebulosa de Orion, localizada na constelação de mesmo nome e fácil de identificar,
pois a referência a essa constelação são as Três Marias que são observadas no
hemisfério Sul durante o verão. A nebulosa de Orion também conhecida como M42
distante (12.500 anos luz) do Sol. Nela são observados discos da mesma grandeza
do nosso Sol que são constituídos de poeira cósmica e muitos gases envolvendo
estrelas jovens. (com idade aproximada de um milhão de anos). O interessante é
que 99% são gases e apenas 1% é de poeira.
Figura 8 Criada por computação gráfica tem como objetivo representar o momento da criação,
quando nascem as estrelas. (cores fantasia).
23
Durante o fenômeno do surgimento de uma nova estrela, enormes nuvens de
poeira e gases que envolvem o corpo celeste em formação impedem que certos
equipamentos captem imagens e detalhes que permitiriam aos cientistas melhor
observar como elas se forma, mais com o uso de ondas de rádio e câmeras que
conseguem captar as frequência em ultravioleta ampliou-se a visão e está sendo
possível registrar dados nunca antes observados na formação de estrelas.
O VISTA — the Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy — e um
projeto do Reino Unido que reuniu 18 universidades, foi montado no Observatório do
Monte Paranal, que fica localizado no deserto do Atacama, no norte do Chile. É o
mais novo equipamento de observação da ESO (European Southern Observatory).
O VISTA é o maior telescópio de rastreamento com um espelho de (4,1
metros) possui uma câmera de 3 toneladas que contém 16 sensores especiais de
luz infravermelho, captando um total de 67 milhões de pixels. Seu objetivo é mapear
o céu nos comprimento de ondas do infravermelho.
As observações de rádio interpretada pelos astrônomos e outros cientistas
forneceram dados que atualmente são de um disco central com altíssimas
temperaturas, constituído por gases ionizados envolvendo a Orion Source.
Observando a imagem artística que representa o fenômeno nota-se que nas
partes superior e inferior do disco uma nuvem de gás cósmico sopra um vento
estelar dando a forma de uma ampulheta devido ao campo magnético.
Figura 9 - FONTE: http://blog10.files.wordpress.com/2009/11/formacao-estrela-orion.jpg
Para uma melhor compreensão dos fenômenos físico-químicos que envolvem
o surgimento das estrelas apresentamos o texto complementar.
24
TEXTO: FORMAÇÃO DE ESTRELAS
A câmera, que capta freqüências em ultravioleta a quase infravermelho, revela que
essa nova geração de estrelas, entre um e dez milhões de anos, está se formando
principalmente nas espinhas dorsais dos braços espiralados da M83.
As mais jovens produzem gás hidrogênio que parece brilhar na cor vermelha nas
imagens. Com o tempo, o vento das estrelas acaba dissipando o gás e revelando clusters azuis
brilhantes. As estrelas mais velhas são menos azuladas.
Utilizando ondas de rádio, cientistas captam detalhes da formação de grandes estrelas
nunca antes revelados pelas lentes de telescópios de luz.
O local de observação foi à constelação de Orion, especialmente sua Grande Nebulosa
– considerada um berçário de estrelas.
Astrônomos há tempos sabem como funciona a morte de uma estrela de grande massa,
mas a sua formação ainda é um mistério, pois, durante o processo, grandes nuvens de gás e
poeira ficam ao redor do corpo celeste e obstruem a visão de equipamentos.
Para contornar o problema, uma equipe formada por cientistas do Centro de
Astrofísica Harvard-Smithsonian e do Observatório Nacional de Radio Astronomia utilizou
ondas de rádio para penetrar nas camadas e estudar uma estrela em formação chamada Source
I. Com o Very Long Baseline Array (VLBA), instrumento da National Science Foundation, o
grupo observou mensalmente durante dois anos a futura estrela. Os resultados geraram um
vídeo que revela detalhes como a grande presença de nuvens de monóxido de silício.
Além do filme, o estudo (disponível on-line) também deu origem a uma imagem de
como seriam traduzidos os dados de rádio para o mundo visível. Na concepção artística
(acima) um disco central fumegante, formado por gás quente e ionizado, envolve a Orion
Source I. Um vento frio de gás vem das partes superior e inferior do disco (setas coloridas) e
assume a forma de uma ampulheta graças ao campo magnético (finas linhas azuis). As cores
avermelhadas representam material com movimentação distante do observador (no plano do
céu), enquanto as cores azuis representam material se movendo em direção ao observador.
Reprodução - Fonte: do http:// blog10.files.wordpress.com/2009/11/formacao-e.. - 29/11/2009 por Pablo.
Quadro 5 – texto 1
As observações feitas em vários telescópios do Observatório Europeu do Sul
(ESO) permitiram obter a primeira imagem de um disco de poeira em torno de uma
estrela bebê de grande massa, levando a conclusão que estrelas de grande massa
se formam da mesma maneira que as menores. Essas descobertas estão na revista
25
científica Nature (2010). Essas observações vieram fortalecer a teoria de que as
estrelas se formam pela contração das imensas nuvens de poeira e gás interestelar.
Os astrônomos estão considerando a nebulosa Orion como berçários de estrelas.
Reportagens veiculadas pelos jornais on-line como a Folha de São Paulo
noticiaram a construção no Chile do telescópio móvel ALMA, que poderá fornecer
mais informações sobre o nascimento das estrelas, e outros dados para desvendar
tantos mistérios e dúvidas sobre o fenômeno.
Leonardo Testi, é um dos cientista responsável pelo projeto ALMA. O maior
projeto astronômico existente, com um telescópio revolucionário, composto por uma
rede 66 antenas móveis, entre 7 e 12 metros de diâmetro, que podem ser
rearranjadas conforme as necessidades.
Em anexo apresentamos a reportagem completa da ―Inovacão Tecnologica
Noticias‖ com informações e imagens complementares sobre o telescópio ALMA.
7.1.1 ATIVIDADE: ORIGEM DO UNIVERSO
REGISTRE SUAS RESPOSTAS E CONCLUSÕES, JUSTIFICANDO-AS.
1. Explique o significado correto para o termo “Big-Bang”
2. Entre as teorias sobre a origem do Universo atualmente qual a mais
aceitável?
3. Como os astrônomos explicam o nascimento da estrelas?
4. Elabore uma definição para Galáxia, explorando os textos apresentados.
Quadro 6
26
8 UNIDADE 4
8.1 SISTEMA SOLAR
Figura 10 - Representação artística do Sistema Solar (cortes fantasia – fora da escala)
O SISTEMA SOLAR
De acordo com Magalhães, o conhecimento e o estudo do Universo começam
pelo nosso quintal, o Sistema Solar. Depois da Terra, os astros mais conhecidos por
nós provavelmente são a Lua e o Sol. A distância média entre o nosso satélite
natural a Lua e a Terra é de aproximadamente 384.000 km Enquanto entre a Terra e
o Sol é de 146 milhões de km; para dimensionarmos melhor e em outras palavras, a
luz que tem uma velocidade no vácuo de 300 mil quilômetros por segundo e a luz do
Sol chega a Terra em aproximadamente 8 minutos-luz que é uma unidade
astronômica representada por (UA). Então UA e a distância média entre a Terra e o
Sol e equivale a 150 milhões de quilômetros.
27
O maior planeta do sistema solar Júpiter, 11 vezes maior que a Terra está a
uma distância 5 vezes a da Terra ao Sol, então podemos dizer que a distância entre
Júpiter e o Sol é de 5 UA.
As dimensões do Universo se apresentam como um desafio ao entendimento
humano, algo difícil de compreender utilizando o nosso sistema de medidas, nem as
UA são capazes de dar conta dessa imensidão, portanto os astrônomos utilizam o
ano luz representado pela sigla (al) unidade de distância que equivale ao caminho
percorrido por um raio de luz durante um ano. Para saber o que representa em
valores numéricos o ano luz, multiplica-se a velocidade da luz no vácuo (300 000 km
por segundo) pelo valor do ano (365 dias) chegando ao valor astronômico de 9
trilhões, quatrocentos e sessenta bilhões e oitocentos milhões de quilômetros.
A via Láctea, a galáxia onde se localiza o nosso sistema solar mede
aproximadamente 100 000 anos luz de diâmetro. Se imaginarmos uma nave
espacial com a velocidade da luz, ela levaria 100 000 anos luz para atravessá-la.
8.1.1 ATIVIDADE: MONTAGEM DE MURAL SOBRE SISTEMA SOLAR
Em relação às dimensões astronômicas o sistema solar está mais próximo da
realidade de cada um, como já foi afirmado ele é o nosso quintal!
Os professores poderão desenvolver uma atividade complementar
pedagógica para ampliar o conhecimento dos alunos, além de ser lúdica possibilita
explorar a criatividade de cada um. A atividade é multidisciplinar podendo envolver a
disciplina de Arte e ele consiste na montagem de um mural no pátio da escola sobre
o sistema solar abordando:
Planetas do sistema solar
Planetas extra-solares e Planetas anões
Cometas
Cinturão Kuiper
Asteróides
Meteoróides
28
8.1.2 ATIVIDADE: MAPAS CONCEITUAIS
Figura 11
Cmap Tools é uma ferramenta para elaborar esquemas conceituais e representá-los graficamente,
ou seja, é um programa que lhe auxilia a desenhar mapas conceituais.
Mapas Conceituais
Com base na teoria significativa Joseph Novak, desenvolveu a teoria dos
―mapas conceituais‖ que e definida por ele como uma importante ferramenta para
organizar e representar o conhecimento.
Como recursos instrucionais, os mapas propostos podem ser usados para
mostrar as relações hierárquicas entre os conceitos que estão sendo ensinados em
uma única aula, numa unidade de estudo ou num curso inteiro.
Cmap Tools é uma ferramenta para elaborar esquemas conceituais e representá-los
graficamente, ou seja, é um programa que lhe auxilia a desenhar mapas conceituais.
A teoria sobre a formação do sistema solar e do universo explica que foram eventos que aconteceram em tempos e espaços distintos. O Universo teria idade entre 13,7 a 15 bilhões de anos, a nossa galáxia, a via Láctea 13 bilhões e o sistema solar apenas 4,5 bilhões.
O Sol detém a maior parte da massa do sistema solar (mais de 99%). Na via Láctea existe centenas de milhares de sóis, estrelas semelhantes a
nossa. Para melhor compreendermos as dimensões galácticas foi criada a unidade de
distâncias conhecida como ano luz, correspondente a 9,5 trilhões de quilômetros. Imagine: se via Láctea tem um diâmetro aproximado de 100.000 anos luz, qual
o tamanho do universo? Para ampliar nossos conhecimentos sobre o Sistema Solar podemos:
Observar o mural sobre o Sistema solar
Acessar o site: http://astro.if.ufrgs.br/planetas/planetas.htm e consultar os links
☼ SISTEMA SOLAR e ☼ PLANETAS DO SISTEMA SOLAR
Pesquisar em livros didáticos, paradidáticos, reportagens de jornais e revistas científicas.
Elaborar um mapa conceitual sobre Sistema Solar e Planetas usando o programa Cmap Tools.
29
9 UNIDADE 5
Observando-se incidência dos raios solares sobre um determinado ponto da
superfície da terrestre, verifica-se que ao longo do ano ele se altera de posição, o
mesmo acorre ao se observar o céu noturno. Do ponto do observador na Terra, seu
aspecto se modifica gradualmente à medida que o tempo passa, temos como
exemplo o céu de inverno que apresenta constelações diferentes do céu de verão.
As mudanças são decorrentes dos movimentos da Terra e que aparentemente do
ponto do observador parece ser do Sol, movimento que se denomina ―movimento
aparente do Sol‖.
Os movimentos da Terra fazem parte do conhecimento popular ou empírico.
Supõe-se que se devem as implicações diretas desses fenômenos nas atividades
biológicas, produtivas e de subsistência muito presentes em todas as civilizações
desde os primórdios da humanidade. Os livros didáticos em sua maioria apresentam
os movimentos de rotação (dia e noite) e movimento de translação (as quatro
estações do ano: outono, inverno, primavera e verão).
De acordo com Magalhães que em seu livro ―Astronomia uma visão geral do
Universo‖ é uma obra que apresenta os quatro movimentos simultâneos da Terra,
apresentando um aprofundamento maior sobre o tema. As definições apresentadas
nesse livro para os movimentos da Terra são:
Rotação: é o movimento da Terra em torno de seu eixo, dele resulta o
dia e a note. Tem a duração de 24 horas, que pode variar devido o movimento de
translação. Tendo como referencia as estrelas esse período tem como duração 23h
56 min 04 s.
Translação: denomina-se o movimento que a Terra realiza em torno do
Sol dando origem ao ano solar com duração (por aproximação) de 365 dias e 6
horas. Devido à inclinação do eixo da Terra em 23,5° o movimento de translação
origina as quatro estações do ano.
30
Precessão: É um movimento cíclico em torno do eixo com duração de
26.00 anos; fazendo com que as estações do ano a cada 2000 anos comecem em
uma casa diferente do zodíaco.
Nutação: ocorre ao mesmo tempo em que a Precessão e se
caracteriza por um balanço e ambos são influenciados pela força gravitacional dos
planetas, pelas marés da Lua e do Sol e a distribuição irregular de massa do planeta
Terra. Ocorre em períodos máximos de 19 anos.
Rotação Galáctica: A Terra como parte do sistema solar participa do
movimento de rotação desse sistema em torno do centro da galáxia, via Láctea, que
gasta aproximadamente 250 milhões de anos para a rotação completa.
Figura 12 - TERRA E SEU SATÉLITE NATURAL – LUA.
31
MOVIMENTOS DA TERRA
* 1- Rotação: em torno do próprio eixo em 23h 56min 4s. De Oeste para Leste. Velocidade
de 1670 km/h no equador ou 0,47 km/s
* 2- Revolução: em torno do Sol em 365 d 5h 48 min 45,97s (365 d 6h). Velocidade de
107.000 km/h ou 29,79 km/s. Com o eixo de rotação inclinado 23°27’ em relação ao eixo da
eclíptica
* 3- Precessão: O eixo da Terra faz um círculo em torno do eixo da eclíptica no período
aproximado de 26 mil anos, fazendo com que mude a posição dos polos celestes.
* 4- Excentricidade da órbita: o movimento de revolução da Terra às vezes é mais achatado
e outras vezes mais circular. Há 108 mil anos, era 3 vezes mais achatado do que hoje. Dentro
de 24 mil anos, a excentricidade atingirá o seu mínimo, quando a órbita da Terra será quase
um círculo.
* 5- Deslocamento do Periélio: faz-se em 21 mil anos. Motivo: influências gerais dos
planetas. O eixo maior da órbita da Terra (linha dos apsides) se desloca, fazendo com que o
periélio e o afélio se movam também. A passagem de um periélio retornará à mesma data a
cada 21 mil anos. Atualmente ocorre a 2 de janeiro. Daqui a 6.400 anos ocorrerá no equinócio
de outono; daqui a 11.500 anos, no solstício de inverno; e dentro de 21 mil anos, novamente a
2 de janeiro, no solstício de verão.
* 6- Variação da Obliqüidade: movimento de balanço que o eixo da Terra faz, chegando a
um máximo de 24°30′ e mínimo de 22° . Hoje, o eixo da Terra está inclinado 23° 27’ em
relação ao Eixo da Eclíptica, decrescendo 47″ por século. É um movimento que ocorre por
causa de perturbações provenientes da ação conjunta dos planetas e do Sol ao longo da órbita
anual de nosso planeta.
* 7- Nutação: parecido com a precessão dos equinócios, só que em escala bem menor,
fazendo o eixo da Terra descrever uma pequena elipse em cerca de 18 anos e 7 meses.
8- Perturbações planetárias: movimentos irregulares, pouco previsíveis que podem ser
provocados pela força gravitacional de outros planetas, principalmente Vênus e Júpiter.
9- Movimento do Centro de Massa Terra-Lua: trata-se do giro que faz o centro de massa
do sistema Terra-Lua em torno do Sol.
10-. Movimento em torno do Centro de Massa do sistema solar: movimento de revolução
ou translação que a Terra faz em torno do centro de massa do sistema solar (centro de massa
que existe entre o Sol e todos os seus planetas).
11- Movimento de marés: trata-se da contração e descontração do globo terrestre em razão
da força gravitacional da Lua e do Sol.
12- Rotação da nossa galáxia: a Via-Láctea gira em torno de seu centro, fazendo uma volta
completa em torno de 250 milhões de anos. Assim, o Sol e todos os planetas (inclusive a
Terra) giram também em volta do centro da galáxia.
13- Translação da nossa galáxia: como todo o universo está em expansão, nossa galáxia
também viaja no espaço. Assim, a Terra e todos os demais planetas, inclusive Lua e Sol, estão
se deslocando junto com a Via-Láctea.
14- Variação dos Pólos: seria uma variação da posição dos pólos da Terra em razão de
algumas causas, como o deslocamento das placas tectônicas. (?) Há discordâncias em algumas
obras, de que este não seja um movimento propriamente dito da Terra, se trata de
deslocamento dos seus pólos geográficos por algumas causas, como a movimentação das
placas tectônicas e do núcleo. Então, não se trata de um movimento do planeta e sim
variações da posição do eixo magnético.
QUADRO 7 - Fonte: http://www.cfh.ufsc.br/~planetar/textos/terrabege.htm
32
Após a leitura do quadro 7, dialogue com seus pares sobre os principais
movimentos da Terra, quais podem ser observados sem o uso de instrumentos
(telecóspios, lunetas e outros), e que influências exercem sobre o planeta.
9.1 ATIVIDADE 1 CONSTRUCÃO DE UM MODELO DE SISTEMA SOLAR EM ESCALA
A atividade a ser desenvolvida a seguir é muito simples mais contribui para a
formação de conceitos importantes na compreensão das dimensões dos astros que
formam o sistema solar, bem como suas órbitas. É uma estratégia que contribui
também para a percepção das distâncias astronômicas, facilitando o trabalho
interdisciplinar entre ciências e matemática ao explorar o conteúdo sobre medidas e
escalas.
Segundo Caniatto alguns livros didáticos apresentam ilustrações do sistema
solar, mas não explicam no texto que está fora de escala, o que permite ao aluno
imaginar que o Sol e os planetas são proporcionais àquelas bolinhas (círculos) lá
desenhados. Mesmo não estando em escala, planetas maiores, bolinhas maiores,
planetas menores, bolinhas menores, em algumas ilustrações o planeta Júpiter, o
maior do sistema solar aparece do tamanho do sol, o que pode gerar conceitos
errôneos que o aluno levará por uma boa parte de sua vida acadêmica. Em algumas
publicações apresentam além das figuras tabelas com os astros e suas dimensões,
mas por se tratar de grandezas astronômicas fica difícil para o estudante imaginar as
diferenças de tamanho e distâncias entre o Sol e os planetas. Diante de tal
constatação o que se propõem é uma atividade prática que possa contribuir para um
ensino aprendizagem mais próximo dos objetivos do conteúdo sistema solar, que é a
formação de conceitos sobre dimensão, distâncias e órbitas dos planetas.
33
☼ Selecionar os materiais disponibilizado pelo professor para construir um
modelo do nosso Sistema Solar utilizando as medidas apresentadas nas
tabelas 3 e 4.
Para essa atividade recomenda-se disponibilizar variados materiais como:
diversos tipos e tamanho de papéis, argila ou massa de modelar, cola, tesoura,
canetas de diversas cores, pincéis atômico, jornais revistas e textos sobre o Sistema
Solar, esferas de materiais mais acessíveis.
Tabela 1 – Astros do Sistema Solar e seus diâmetros em cm. ou mm. ASTRO Diâmetro
Sol 80,0 cm
Mercúrio 2,9 mm
Vênus 7,0 mm
Terra 7,3 mm
Marte 3,9 mm
Júpiter 82,1 mm
Saturno 69,0 mm
Urano 29,2 mm
Netuno 27,8 mm
Construída pela autora
Figura 13 - Representa astros do Sistema Solar, Planetas e principais satélites. (cores fantasia)
34
Tabela 2 – massa e diâmetro médio dos planetas e suas distâncias médias do Sol
ASTRO MASSA
(kg)
Diâmetro Distância
(km) (mm) (km) (m)
Sol 1,99 x 10³° 1.392.000 800,0 -x- -x-
Mercúrio 0,33 x 1024 4.860 2,8 57.900.000 33,3
Vênus 4,87 12.10 7,0 108.000.000 62,1
Terra 5,97 x 1024 12.760 7,3 149.600.000 86,0
Marte 0,64 x 1024 6.800 3,9 228.000.000. 131,0
Júpiter 1899 x 1024 143.000 82,2 778.000.000 447,1
Saturno 568 x 1024 120.000 69,0 1.430.000.000 821,8
Urano 87,2 x 1024 50.800 29,2 2.870.000.000 1.649,4
Netuno 102 x 1024 49.400 28,4 4.500.000.000 2.586.2
Lua 73,5 x 1024 3.840 2,0 - x - - x-
Fonte: Caderno Oficina de Astronomia (pg. 30).
9.1.2 ATIVIDADE CARACTERÍSTICAS DOS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR
☼ Elaborar um quadro comparativo entre os astros do Sistema Solar e o planeta
Terra. Sugestão: quadro 8.
Título:
Nome do astro TERRA LUA
Figura do astro Massa (kg)
Volume (m3)
Rotação (duração)
Translação (duração) Diâmetro
Temperatura (º C) máx. min
Satélites naturais (luas) Composição atmosférica
Dados complementares
Quadro 8
35
10 UNIDADE 6 ESFERA CELESTE
Segundo Caniato, embora a esfera celeste seja uma entidade puramente
geométrica e abstrata, seu estudo é muito interessante e útil.
O estudo e as aplicações dos conhecimentos sobre a esfera celeste são
conhecidos como Astronomia de posição ou Astrometria. Entre as aplicações desse
estudo podemos enumerar:
Determinação dos movimentos da Terra;
Medidas do tempo;
Posição dos planetas;
Estações do ano
Equinócios e solstícios;
OBSERVE A ILUSTRAÇÃO:
Figura 14
Representação
da esfera celeste
aparente para fins
de localização.
36
A ilustração (figura 14) tem por finalidade apresentar uma idéia esquemática
do sistema de coordenadas para localização dos astros auxiliando na compreensão
dos movimentos da Terra.
O sistema equatorial é o mais utilizado para determinação do sistema de
coordenadas.
Segundo Horvath por convenção os objetos que se localizam no hemisfério
celeste norte levam a declinação com o sinal (+) enquanto que os localizados no
hemisfério celestes Sul o sinal (-)
O movimento de translação da Terra em torno do Sol produz as condições
necessárias para ocorrer às estações do ano.
Figura 15 - Representação artística das estações do ano, equinócios e solstícios. Fonte: Ciências Naturais: aprendo com o cotidiano - pg. 76
(tamanho fora de escala e cores fantasia).
1 - Solstício de 21 ou 22 de dezembro. Inicio do verão no hemisfério Sul e do inverno no hemisfério Norte. 2 - Equinócio de 21 de março. Inicio do outono no hemisfério Sul e da primavera no hemisfério Norte. 3 - Solstício de 21 de junho. Inicio do inverno no hemisfério Sul e o verão no hemisfério Norte. 4 - Equinócio de 22 ou 23 de setembro. Inicio a primavera no hemisfério Sul e outono no hemisfério Norte.
Quadro 9
37
10.1 EQUINÓCIOS E SOLSTÍCIOS
Figuras A – B - C – fonte: Ciências naturais: aprendendo com o cotidiano – pg. 77.
(cores fantasia)
Solstício de 21 de junho.
Inicio do inverno no hemisfério Sul e o verão no
hemisfério Norte
Equinócio de 21 de março. Inicio do outono no hemisfério Sul e da primavera no hemisfério Norte. Equinócio de 22 ou 23 de setembro. Inicio a primavera no hemisfério Sul e outono no hemisfério Norte.
Solstício de 21 ou 22 de dezembro.
Inicio do verão no hemisfério Sul e do inverno no hemisfério Norte.
38
A Terra em seu movimento de translação realizado em um período de tempo
chamado ano (duração 365 dias, 5h, 48 min e 46s - ano tropical) tem a radiação
solar projetada em áreas diferentes do planeta devido à inclinação do seu eixo que é
de aproximadamente de 23,5° (aproximadamente ¼ de 90°) em relação à
perpendicular do plano de sua órbita (a eclítica). O complemento faz com o plano da
eclíptica uma inclinação de 66° 33´, por isso os raios solares atingem o mesmo
ponto do planeta em diferentes inclinações e em diferentes épocas do ano. Para que
ocorram as estações são essenciais duas condições: constância da inclinação do
eixo de rotação da Terra; movimento de rotação da Terra em torno do Sol;
As ilustrações representam a variação da iluminação do Sol sobre a
superfície da Terra durante o ano e há dois momentos que o dia e a noite tem a
mesma duração e em astronomia denominamos equinócio de verão e equinócio de
inverno. A palavra equinócio vem do Latim, equi (igual) e nox (noite), e significa
"noites iguais", momento que corresponde ao ponto médio do período de
deslocamento aparente do Sol, e o intervalo de claridade (dia) e de escuro (noite)
tem a mesma duração que é de 12 horas.
Ocorre também outro fenômeno decorrente da incidência dos raios solares
sobre a Terra no qual o dia (parte iluminada) da Terra se torna mais longa que a
noite (parte escura) e depois o inverso a parte escura é que se torna mais longa do
que a iluminada; denominadas de solstícios de verão e solstícios de inverno.
Solstício é uma palavra de origem latina (sol + stitium) que significa Sol
parado, estacionário; é quando o Sol atinge seu ponto máximo de deslocamento e
para e inicia seu retorno num movimento inverso ao que realizou. No hemisfério sul
o solstício de verão acontece em dezembro e o de inverno em junho, enquanto que
no hemisfério norte é o oposto; solstício de verão em julho e de inverno em
dezembro. É mais fácil compreender observando as figuras e depois realizar uma
prática como será demonstrado a seguir.
Os solstícios são referências para determinação dos Trópicos de Capricórnio
e Tropico de Câncer. Os raios solares durante o solstício de verão no hemisfério
sul, incidem perpendicularmente na superfície da Terra na linha do Trópico de
Capricórnio, enquanto que no solstício de inverno os raios solares atingem
perpendicularmente o Trópico de Câncer.
39
No intervalo de um ano temos dois equinócios e dois solstícios que permite a
divisão do ano em quatro intervalos que se convencionou denominar de “estações
do ano”.
As características das estações estão ligadas às influências causadas nos
ecossistemas e ciclos biológicos dos seres vivos pela intensidade de luz e calor que
a Terra recebe do Sol a partir do seu movimento aparente, ao longo da linha do
horizonte. Temos como exemplos insetos que só se reproduzem no início da
primavera, onde seus descendentes vão ter calor e alimentos para poder se
desenvolver, há ainda plantas que perdem suas folhas no inverno para poupar
energia.
Para fins didáticos o ano foi dividido em quatro períodos iguais e os nomes
(outono, inverno, primavera e verão) foram dados de acordo com as características
de cada período, tendo como referências as estações do hemisfério Norte.
As atividades práticas têm como objetivo ampliar a compreensão dos
conceitos sobre as estações do ano, pois segundo afirma Canalle ele é fácil de
explicar mais um fenômeno de difícil compreensão para os estudantes; que algumas
vezes são erroneamente ensinados que as estações do ano são consequências da
aproximação máxima da órbita da Terra ao Sol (periélio = verão) e o afastamento
máximo (afélio = inverno), primavera e outono aproximação média. É um grave erro
conceitual que pode ser facilmente contestado pela observação direta do Sol (por
meio de projeção da imagem em um anteparo ou usando filtro de soldador), verificar
que o tamanho do Sol não se altera com as estações do ano, o que se torna um
indício de que o afastamento ou aproximação é irrelevante para originar as estações
do ano. Caniato escreveu um texto intitulado “ATO DE FÉ OU CONQUISTA DO
CONHECIMENTO?‖ Sua argumentação discorre sobre erros conceituais que nos
remete a reflexões sobre o compromisso com o conhecimento científico que se
constitui num princípio para um ensino aprendizagem de qualidade para a formação
cidadã.
40
10.2 ATIVIDADE EXPERIMENTAL: MOVIMENTOS DE ROTAÇÃO TRANSLAÇÃO E ESTAÇÕES DO
ANO
MATERIAL:
Quatro esferas (bolinhas) de poliestireno expandido de 4 centímetros de
diâmetro;
Quatro copinhos plásticos para café;
Pó de gesso;
Palitos de madeira de 20 centímetros de comprimento;
Uma fonte de luz ou lanterna de aproximadamente 60 w.
Canetas de diversas cores.
PROCEDIMENTO:
1. Divida as esferas em dois hemisférios e assinale com o (N) o hemisfério Norte
e com (S) o hemisfério Sul
Foto 1 – Representação da Terra e Hemisférios N. e S.
2. Se for de interesse pode desenhar e colorir os continentes.
3. Atravesse as esferas com os palitos de madeira (para representar o eixo fixo
imaginário da Terra); cuidado para não se ferir com a ponta dos palitos, se
necessário fure as esferas com um arame ou agulhas, e após os palitos.
41
4. Coloque o pó de gesso em um recipiente e dissolva com água até que
adquira uma consistência cremosa. A seguir coloque a substância nos
copinhos e ao iniciar o endurecimento, fixe as esferas de forma inclinada
próxima ao ângulo de 23,5°, tendo o cuidado de deixar o lado completar,
oposto do eixo com o plano da eclíptica uma inclinação de 66° 33´,
(aproximada) todas com a mesma direção, observe as fotos e figuras.
5. Em um anteparo que poderá ser uma mesa, coloque no centro a fonte de luz:
lanterna ou uma lâmpada adaptada a um soquete e (com um fio e plug) para
ser conectada a uma tomada.
Foto 2 caixa suporte A Foto 3 caixa suporte B
Foto 4 – Representação: Hemisfério N. inverno Foto 5 – Representação: Hemisfério N. outono
Hemisfério S. verão Hemisfério S. primavera
42
Foto 6 – Representação: Hemisfério N. primavera Foto 7: Representação Estações do ano
Hemisfério S. verão
Fonte: autora Santa Eleni Paulino
A próxima etapa é a experimentação; sugerimos realizar em vários
ambiente claro, penumbra e escurecido. E importante Iniciar pela definição do plano
da órbita da Terra que pode ser paralelo à superfície da mesa onde será colocada a
lâmpada e em seu redor os globos acompanhando o modelo apresentado pelas
figuras e fotos.
Explorar os movimentos de rotação (dia e noite); translação (as estações do
ano, equinócios e solstícios).
Os globos representam à posição da Terra em seu movimento de translação
em diferentes períodos do ano, são quatro posições diametricamente opostas,
representando as estações do ano.
O objetivo dessa experimentação é visualizar a diferença de iluminação nos
hemisférios e a inclinação e intensidade com que os raios luminosos atingem a
superfície de cada um.
Durante a experimentação poderão ser feitos diferentes questionamentos
sobre os movimentos da Terra e através das observações do experimento elaborar
junto com os estudantes conceitos sobre o dia, noite, ano, movimentos de rotação,
translação, estações do ano, equinócios e solstícios.
Essa atividade prática é uma adaptação da Oficina de Astronomia de
(CANALLE, 1996, p. 39).
43
http://astro.if.ufrgs.br/esf.htm
SE CONSULTAR OS LINKS A ESQUERDA DA TELA, PODERÁ AMPLIAR SEUS CONMHECIMENTOS
SOBRE:
Constelações
Esfera Celeste
Quadro 10
http://www.youtube.com/watch?v=UozLt6myifs
Nome do filme ―Espaçonave Terra – Semana 1‖ - tempo: 02h29min min.
Um bom filme para explicar os movimentos de rotação e translação da Terra, dia,
noite, ano e estações do ano.
Traduzido em português (de Portugal).
Quadro 11
10.2 ATIVIDADE COMPLEMENTAR: PALESTRA
O Objetivo da palestra é oportunizar que os professores interajam com o
Grupo de Estudos e Divulgação de Astronomia de Londrina – (GEDAL) e crie uma
rede de comunicação para um trabalho integrando as escolas de Apucarana as
ações do grupo de Astronomia.
A palestra será apresentada por representantes do GEDAL (Grupo de
Estudos e Divulgação de Astronomia de Londrina) e o MCTL museu de (Museu de
Ciência e Tecnologia de Londrina). Será realizado no Colégio Estadual Professor
Izidoro Luis Cerávolo para professores cursista e estendida a alunos da escola com
interesse por Astronomia.
INFORMAÇÕES COMPLMENTARES
PODEM SER ENCONTRADAS:
44
Os conteúdos a ser abordados numa palestra podem ser definidos em uma
plenária com o grupo de interesse. Essa estratégia oportuniza a realização de um
diagnóstico sobre os conteúdos que haja dúvidas e demais temas de interesse.
A pauta deve ser encaminhada com antecedência aos palestrantes, para que
haja tempo suficiente de preparação dos conteúdos e materiais a ser utilizados no
evento. È necessário o planejamento antecipado do dia e o horário de realização e
ser comunicado por escrito (pode ser por via eletrônica, e-mail), tanto par os
palestrantes como para os participantes.
A palestra será complementada por observações astronômicas; o GEDAL
monta vários telescópios para a observação da Lua e suas crateras, Saturno e seus
anéis, Marte, o "planeta vermelho", e outros astros de fácil observação.
45
11 UNIDADE 7 CONSTRUÇÃO DE INSTRUMENTOS SIMPLES DE OBSERVAÇÃO
O objetivo dessa atividade é a construção de instrumentos simples de
observação de alguns fenômenos astronômicos e também demonstrar aos
professores que utilizando materiais de baixo custo podemos construir com os
alunos mobilizando-os para observação e elaboração de conceitos sobre o conteúdo
em estudo.
Os professores receberão uma apostila impressa com as orientações para
construir uma Luneta simples e o Relógio de Sol.
mostrador gnomon
sombra indicando 11 horas da manhã
Figura 16 (adaptada) fonte:
http://mathematikos.psico.ufrgs.br/disciplinas/ufrgs/mat01039031/webfolios/jem/relogiosolar.htm#Relogio
A atividade será realizada de forma coletiva durante o curso. A seguir no pátio
da escola será demonstrada uma aula prática de observação utilizando a luneta e o
relógio de Sol construído durante a atividade prática. A observação terá inicio
seguindo orientação do texto impresso (Relógio de Sol – autor: João Batista Garcia
Canalle).
Segundo Canalle ao dar oportunidade aos alunos de confeccionar o relógio
de sol, podemos além de ensinar muitos conceitos básicos de astronomia, como
movimento aparente do Sol e também podemos explorar conceitos de matemática,
fazendo um ensino interdisciplinar.
A luneta é um experimento didático que desperta a curiosidade de qualquer
pessoa e principalmente dos estudantes, com ela será possível observar as crateras
46
da Lua, principalmente nas fases de Lua crescente e minguante. O planeta Júpiter e
seus quatro maiores satélites, desde que em noites de Lua nova quando o céu
estará mais escuro.
Luneta simples com lentes de óculos de grau em desuso.
Fig. 17- Esquema explodido da luneta. L é um plug branco de esgoto de 50 mm de diâmetro,
A é uma luva simples branca de esgoto de 50 mm de diâmetro, B é uma lente incolor de
óculos de 1 grau positivo com 50 mm de diâmetro, C é um disco de cartolina preta com 50
mm de diâmetro e um furo interno de 20 mm de diâmetro, DE e FG são tubos brancos de
esgoto de 50 mm e 40 mm de diâmetro, respectivamente, H é uma luva simples branca de
esgoto de 40 mm de diâmetro, I I é uma bucha de redução curta, marrom, de 40 X 32 mm e J
é um monóculo (porta-retrato) de fotografia. Fonte: OFICINA DE ASTRONOMIA Prof. Dr. João Batista Garcia Canalle - Colaborador: Rodrigo
Moura, Instituto de Física - UERJ = pág. 30.
De acordo com as Diretrizes Curriculares do Paraná as atividades
experimentais constituem estratégias de ensino que tem por objetivo levar a reflexão
sobre o conteúdo em estudo e os contextos que o envolvem.
É necessário derrubar o mito superar o preconceito de que todos os
experimentos precisam necessariamente ter resultados exatos e os esperados,
quando ocorre o ―dito erro‖, é o momento para o professor interferir, problematizar e
junto com os alunos fazer as análises necessárias para responder os ―por quês‖.
A atividade experimental deve oportunizar a contextualização dos conteúdos
selecionados para a prática, bem como a discussão sobre a história da ciência, da
divulgação científica e das possíveis relações conceituais, interdisciplinares e
contextuais. (DIRETRIZES Curriculares da Educação Básica-Ciências, 2009, p. 72).
47
12 UNIDADE 8
12.1 INTERPRETAÇÃO DE TEXTO – POEMA VIA LÁCTEA - OLAVO BILAC
A atividade de interpretação de texto se constitui numa atividade de leitura
interpretativa do poema de Olavo Bilac ―Via-Láctea‖ fazendo uma inter-relação entre
o conteúdo dos versos do soneto e os conceitos de Astronomia.
O objetivo é realizar uma atividade interdisciplinar de Astronomia, Ciências e
a Língua Portuguesa.
Astronomia, que fascinou os homens na pré-história, os babilônios, egípcios, gregos e continua fascinando também as pessoas de nossa era. Quem já teve a oportunidade de vislumbrar o céu noturno, a olho nu, em um lugar afastado de cidades, com poucas fontes de luz artificial, não esquece facilmente a visão da Via-Láctea, com manchas de diferentes tonalidades: uma imagem que inspirou a criação de diversos personagens em várias mitologias. (GAMA, HENRIQUE, 2010, p.7).
ATIVIDADE
FAÇA UMA INTERPRETAÇÃO DO “POEMA VIA-LÁCTEA” - SONETO X DE Olavo Bilac
CONTEXTUALIZANDO COM OS OBJETIVOS DA ASTRONOMIA NA ESCOLA.
Figura 18 - Via Láctea Fonte: http://blog.paginanova.com.br/up/p/pa/blog.paginanova.com.br/img/via_lactea.jpg.
48
FIGURA Q
FIGURA 19
TRECHO DE VIA-LÁCTEA - SONETO X
"Ora (direis) ouvir estrelas! Certo
Perdeste o senso!" E eu vos direi, no entanto,
Que, para ouvi-las, muita vez desperto
E abro as janelas, pálido de espanto...
E conversamos toda a noite, enquanto
A Via-Láctea, como um pálio aberto,
Cintila. E, ao vir do Sol, saudoso e em pranto,
Inda as procuro pelo céu deserto.
Direis agora: "Tresloucado amigo!
Que conversas com elas? Que sentido
Tem o que dizem, quando estão contigo?”
E eu vos direi: "Amai para entendê-las!
Pois só quem ama pode ter ouvido
Capaz de ouvir e de entender estrelas.”.
Olavo Bilac
49
13 UNIDADE 9
13.1 OBSERVAÇÕES VIRTUAIS DO CÉU NO HEMISFÉRIO SUL: UMA VIAGEM PELO CÉU
11.1 OBJETIVOS
→Conhecer o programa educacional Telescópios na Escola.
→Utilizar telescópios robóticos para a obtenção de imagens dos astros em tempo real.
→Desenvolver o uso do método científico em projetos interdisciplinares, a partir de observações astronômicas.
→integrar as áreas de matemática, computação, história, geografia, antropologia, artes, mitologia.
11.2 ENCAMINHAMENTO METODOLÓGICO
As atividades acontecem no laboratório de informática da escola,
que pode ter o apoio de um assessor técnico da escola. As observações
podem ser agendadas previamente através do site.
Os telescópios são operados remotamente através de uma
página web, ao observador não necessário ter conhecimento prévio de
Astronomia.
Através do programa são feitas explorações dos astros como:
(estrelas, planetas, asteróides, cometas, galáxias, etc.) As observações
serão com apoio dos membros do projeto; que farão orientações
necessárias para o trabalho.
As atividades pedagógicas previstas têm níveis diferenciados de
complexidade, que podem ser adequados aos vários graus do ensino e
realidades regionais.
COORDENADOR
DO PROGRAMA
Laerte Sodré Jr., Raquel Yumi Shida, Jane Gregorio-Hetem (IAG/USP).
SITE
http://www.telescopiosnaescola.pro.br/
INSTITUIÇÕES MANTENEDORAS
►Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG/USP) ►Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) ►Observatório do Valongo (UFRJ) ►Departamento de Física (UFSC) ►Departamento de Física e Grupo de Astrofísica e Cosmologia (UFRN) ►Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) ►Colégio Militar de Porto Alegre (CMPA) ►Departamento (UEPG)
Quadro 12
50
Ao concluir as observações virtuais os participantes podem iniciar um debate
sobre diversos pontos de maior interesse para os observadores:
Tais como:
►a validade da atividade para a sua prática docente;
►a aplicabilidade das metodologias;
►as expectativas atendidas ou não; Como? Por quê?
► relevância das observações para o processo de ensino aprendizagem;
13.2 ATIVIDADE COMPLEMENTAR: VISITA MONITORADA AO OBSERVATÓRIO E PLANETÁRIO
O objetivo é oportunizar ao professor conhecer outros espaços de
aprendizagem para os quais poderão programar visitas monitoradas para os alunos,
utilizando outras formas de ensinar conceitos científicos.
Em Astronomia a observação é fundamental na elaboração das leis, teorias
e conceitos que fundamentam essa ciência, portanto a utilização de diferentes
estratégias pode atender melhor as diversas formas de aprender de cada indivíduo.
Aristóteles, discípulo de Platão, um empirista achava que sem a observação não se chegava à verdade. A ciência atual é impulsionada pela observação. As asserções devem ser sustentadas por evidências, compartilhadas e comprovadas por outros cientistas.
IMPEY, Chirs. Pág. 29
A observação e um importante recurso metodológico para o ensino de
ciências. De acordo com as diretrizes curriculares do Paraná, a utilização desse
elemento estimula, no estudante, a capacidade de observar fenômenos em seus
detalhes e estabelecer relações mais amplas sobre os mesmo.
Platão defendeu a idéia há tantos séculos atrás e ainda hoje a observação é
um recurso importante da Ciência. Na educação podemos lançar mãos dessa
atividade, pois a observação aproxima o objeto de estudo do aluno, mas temos que
superar a simples constatação e avançar para a elaboração de hipóteses buscando
atingir uma aprendizagem mais significativa.
As visitas monitoradas aos Observatórios Astronômicos e aos Planetários
podem se constituir em importantes espaços para novos aprendizados.
Há necessidade de planejamento como: estar no Projeto Político Pedagógico
e ou Plano de Trabalho Docente; comunicação a direção da escola; autorização de
51
viagem assinada pelos pais, caso os estudantes não sejam emancipados (idade
inferior a 18 anos); agendamento prévio de data com as instituições, transporte e
alimentação; seguro viagem; monitores.
Registrar é importante para a aprendizagem, pois ao elaborar o texto escrito
é necessário sistematizar idéias, explicitar o entendimento do assunto ou conteúdo,
uma sugestão de registro e o portifólio. Para ampliar o trabalho, além dos registros
escritos das observações, podem-se acrescentar fotos, entrevista, depoimentos,
reportagens, desenhos e outros; ou fazer uma filmagem que poderá ser editada e
disponibilizada no site da escola e ou outro meio como os blogs, sugere-se que seja
sob a orientação do docente ou equipe responsável.
52
14 UNIDADE 10
14.1 ENSINO DO SISTEMA SOLAR SOB A PERSPECTIVA DA APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA.
Um dos maiores trabalhos do professor consiste, então, em auxiliar o aluno a
assimilar a estrutura das matérias de ensino e a reorganizar sua própria estrutura
cognitiva, mediante a aquisição de novos significados que podem gerar conceitos e
princípios. (MOREIRA, 2009, p. 47).
Refletindo sobre a importância do papel mediador do professor no ensino
aprendizagem sustentada por uma base teórica a ―A Aprendizagem Significativa‖; o
que se propõe é uma atividade teórica prática sobre o Sistema Solar, a ser realizada
levando-se em conta os conceitos presentes nos textos; “O PROCESSO EDUCATIVO À
LUZ DA TEORIA DE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA‖ e ―OFICINA DE ASTRONOMIA‖.
A leitura de um texto científico se constitui em um excelente recurso
pedagógico, pois propicia um maior aprofundamento de conhecimentos, essa
atividade amplia as possibilidades de outros encaminhamentos metodológicos, bem
como auxilia o leitor na melhor compreensão de novos conceitos.
Cabe ao professor analisar o material a ser trabalhado, levando-se em conta
o grau de dificuldade da abordagem do conteúdo, o rigor conceitual e a linguagem
utilizada. (DIRETRIZES Curriculares da Educação Básica – Ciências, 2009, p. 75).
Os trabalhos prosseguem com a escolha de um conteúdo entre as sugestões
apresentadas nas referências (quadro 13). Em seguida elaborar uma atividade
experimental destinada a alunos entre o 6º e 9º ano do ensino fundamental.
È necessário que as atividades proporcionem discussões, interpretações e
estabeleça uma correlação entre o conhecimento prévio e o conhecimento científico
escolar.
53
Quadro 13
Referências para a atividade
A PARTIR DE
UMA LEITURA
REFLEXIVA
DOS TEXTOS:
PLANEJAR UMA
ATIVIDADE
EXPERIMENTAL
COM UM TEMA
DA TABELA
TEXTO:
O Processo educativo à
luz da teoria de
aprendizagem
significativa.
Evelyse dos Santos Lemos
Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ,
Brasil
(pág. 41 a 43)
TEXTO:
Oficina
de Astronomia
Prof. Dr. João Batista Garcia Canalle
Colaborador: Rodrigo Moura
Instituto de Física
UERJ
1. As Distâncias dos Planetas ao Sol
2. O movimento dos Planetas ao redor do Sol
3. Gnomon e os Pontos Cardeais
4. O movimento aparente do Sol
5. Gnômon e os Pontos Cardeais
6. Eclipses e as Fases da Lua
54
14.2 ATIVIDADE COMPLEMENTAR: GLOSSÁRIO
Glossário e uma lista alfabética de um determinado domínio de conhecimento
são palavras de uso restrito ao trabalho cientifico ou de pesquisa, apresentam
definições de termos ou vocábulos. Aparecem usualmente no final de uma obra que
contenha termos incomuns da especificidade do conteúdo do trabalho desenvolvido.
O objetivo é apresentar um referencial de definições e conceitos sobre os
vocábulos para subsidiar o leitor facilitando o entendimento do texto.
Na disciplina de ciências muitas vezes se torna necessário o uso do glossário,
tendo em vista o emprego de termos técnico científico inerente a disciplina, são
termos específicos da ciência que não fazem parte do vocabulário popular.
O objetivo de inserir essa atividade no caderno pedagógico foi a de
apresentar uma estratégia a mais que possa subsidiar o trabalho de ciências em
sala de aula.
A organização do glossário pode se tornar uma atividade pedagógica e de
pesquisa com objetivo de contribuir na construção do conhecimento ao ampliar o
vocabulário do estudante melhorando a sua compreensão no entendimento sobre o
tema ou conteúdo.
ORGANIZE UM GLOSSÁRIO ILUSTRADO COM OS TERMOS
RELACIONADOS À ASTRONOMIA.
QUADRO 14
“Se tiveres uma idéia e ela, à primeira vista, não te parecer completamente absurda, então não há salvação para ela”. Albert Einstein
55
REFERÊNCIAS
BILAC, Olavo; Poesias Via – Láctea. São Paulo: Martin Claret, 2002. BRETONES, Paulo Sérgio. A Astronomia na formação continuada de professores: e o papel da racionalidade prática para o tema da observação do céu.
2006. Tese (Doutorado em Física) – UNICAMP, Campinas. CANIATO, Rodolpho. O céu. São Paulo: Ática, 1990. CANTO, Eduardo Leite de. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. 3. ed. São Paulo, Moderna, 2009. v.9 Estudos Avançados versão impressa ISSN 0103-4014 Estud. av. v.20 n.58 São Paulo set./dez. 2006 doi: 10.1590/S0103-40142006000300022 FARES, Érica Akel et al. O Universo das sociedades numa perspectiva relativa: exercícios de etnoastronomia. In: REUNIÃO BRASILEIRA PARA O PROGRESSO DA CIÊNCIA (SBPC), 53°, 2001, Salvador. Anais... Salvador: Universidade Federal da Bahia, 2001. HORVATH, J. E.; O ABC da astronomia e da astrofísica. São Paulo: Livraria da
Física, 2008. IMPEY, Chris. O Universo vivo: nossa busca por vida no cosmos. São Paulo: Larousse do Brasil, 2009. LANGHI, Rodolfo; NARDI, Roberto. Educação em astronomia no Brasil: alguns recortes. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO D FÍSICA, 18; 2009, Vitória. Anais... Vitória: UFES, [s.n., 2010?]
LANGHI, Rodolfo; NARDI, Roberto. Ensino de astronomia: erros conceituais mais comuns presentes em livros didáticos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 24, n.1, p. 87 – 111 abr. 2007. LEMOS, Evelyse dos Santos. SITUANDO A TEORIA DE APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA na prática docente, na formação de professores e nas investigações educativas em ciências. Instituto Oswaldo Cruz, FIOCRUZ, Brasil: [s.n.
19--]. MOREIRA, Marco Antonio; MASINI, Elcie F. Salgado. Aprendizagem significativa: A teoria de David Ausubel. 2. ed. São Paulo, Centauro, 2009. MARTINS, André F. Pinto. Ensino de ciências: desafios à formação de professores.
2005. Monografia (Especialização) – UFRN, Natal. PARANÁ. Secretaria da Educação. Diretrizes Curriculares da Educação Básica:
Ciências. [S.l.]. [s.n.]. 2008.
56
PINTO, Simone Pinheiro; FONSECA, Osmar Martins. Formação Continuada de Professores: Estratégias para o ensino de Astronomia nas séries iniciais. Instituto
de Física da Universidade do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006. PUZO, Deolinda; TREVISAN, Rute Helena; LATARI, Cleiton Joni Benetti. Astronomia: A investigação da ação pedagógica do professor. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA E ENSINO DA FÍSICA, 10, 2004, Londrina. Anais... LONDRINA: UEL, 2004. ROSSIERI, Márcia Aparecida. Caderno Temático: DESVELANDO A ASTRONOMIA
- Uma Proposta Para o Ensino de Ciências, Jacarezinho – PR 2008. SANTANA, Olga; FONSECA, Aníbal; MOZENA, Érika. Ciências Naturais. 9º ano. – 3 ed. - São Paulo: Saraiva 2009.
57
REFERÊNCIAS DE SITES
ALMEIDA, de Guilherme. Alguns conselhos para quem pretende iniciar-se nas observações astronômicas. Disponível em:
<http://www.astronomia2009.org/documentos/Dicas_5.pdf>. Acesso em: 20 abr. 2010. BLOG. Página nova. Água, A raridade no Universo. Disponível em:
http://blog.paginanova.com.br/up/p/pa/blog.paginanova.com.br/img/via_lactea.jpg>. Acesso em 18 ago. 2010. BLOG. Wordpress. Formação de Estrelas. Disponível em:
<http:// blog10.files.wordpress.com/2009/11/formacao-e>. Acesso em: 29 jul. 2010. Curso. Objetivo. O surgimento do Universo, Disponível em: <http://www.cursoobjetivo.br/vestibular/roteiro_estudos/surgimento_universo.aspx>. Acesso em: 18 jun. 2010. DUARTE, Paulo A. Movimentos da Terra. Disponível em: <www.cfh.ufsc.br/~pduarte/moviterra.html>. Acesso em: 03 jun. 2010. FOLHA.com. Ciência – Hubble capta imagem de Galáxia. Disponível em:
http://www1.folha.uol.com.br/ciencia/781427-hubble-capta-imagem-de-galaxia-a-320-milhoes-de-anos-luz-da-terra.shtml. Acesso em: 11 ago. 2010. INOVAÇÂO Tecnológica. Uma ALMA começa a tomar forma no deserto, de olho
no Universo. Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/ noticias/noticia.php?artigo=uma-alma-comeca-tomar-forma-deserto-olho-universo&id=010130100113>. Acesso em 24 jul. 2010 MOTER, José Eduardo. Construção do relógio solar. Disponível em: <http://mathematikos.psico.ufrgs.br/disciplinas/ufrgs/mat01039031/webfolios/jem/relogiosolar.htm#Relogio>. Acesso em: 03 ago.2010. MOURÃO, Ronaldo. Info Escola: navegando e aprendendo. Disponível em: <http://www.ronaldomourao.com/jornal/NewsClip/Default.asp>. Acesso em:1 0 mai. 2010. Museu de Ciência e Tecnologia. Observatório. Disponível em: <http://www.mctlondrina.uel.br/index.php?id=fotos>. Acesso em: 02 ago.2010 NETO, Adolfo Stotz. Construa um relógio de sol. Disponível em:
<http://www.gea.org.br/relogio.html>. Acesso em: 30 jul.2010 OFICINA DE. ASTRONOMIA. Prof. Dr. João Batista Garcia Canalle. Colaborador: Rodrigo Moura. Disponível em: <www.telescopiosnaescola.pro.br/oficina.pdf>. Acesso em: 15 abr. 2010.
58
OLIVEIRA, Ednilson. Clube de Astronomia: Rede Estelar. Disponível em:
<http://www.peaunesco.com.br/clube/rededeastronomia>. Acesso em: 02 ago.2010 SUA pesquisa. Com. História da astronomia: breve histórico da evolução dos conhecimentos sobre astronomia. Disponível em: <http://www.suapesquisa.com/astronomia/>. Acesso em: 7 abr. 2010. TAVARES, Fernando. Astronomia prática: observando o céu. Disponível em: <http://www.fernando.tavares.nom.br/astronomia/ceus.htm>. Acesso em: 02 mai. 2010. WIKIPÉDIA.Imagem do nascimento de estrelas a 12 bilhões de anos-luz da Terra. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Big_Bang>. Acesso em: 25 jul.
2010. .
59
ANEXOS
ANEXO 1
Espaço UMA ALMA COMEÇA A TOMAR FORMA NO DESERTO, DE OLHO NO UNIVERSO
Com informações da ESO - 13/01/2010 As diversas antenas poderão ser rearranjadas desde configurações super
compactas, todas comprimidas em um espaço de 150 metros, até configurações nas quais as antenas se espalham por uma área de 15 quilômetros quadrados. [Imagem: ESO]
Observatório móvel
Três antenas trabalhando em uníssono abrem um novo ano brilhante para um observatório revolucionário. O Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), um telescópio móvel, é formado por diversas antenas que podem ser rearranjadas desde configurações super compactas, todas comprimidas em um espaço de 150 metros, até configurações nas quais as antenas se espalham por uma área de 15 quilômetros quadrados.
No dia 20 de Novembro de 2009, a terceira antena do Observatório ALMA foi instalada no Local de Operações da Rede, o "sítio alto" do Observatório, no planalto do Chajnantor, a uma altitude de 5.000 metros nos Andes Chilenos - veja como Observatório móvel terá telescópios carregados em caminhão.
Posteriormente, e após uma série de testes técnicos, astrônomos e
engenheiros observaram os primeiros sinais vindos de uma fonte astronômica, com as três antenas, de 12 metros de diâmetro cada uma, ligadas entre si. O trabalho agora consiste na estabilização do funcionamento dos equipamentos e sua operação a toda carga.
Múltiplas antenas "O primeiro sinal utilizando apenas duas antenas, obtido em Outubro, foi
como o primeiro balbuciar de um bebê", diz Leonardo Testi, cientista responsável pelo projeto ALMA. "Observar o funcionamento de uma terceira antena representa o momento em que o bebê diz a sua primeira palavra com
60
significado - ainda não uma frase completa, mas já bastante entusiasmante! A
ligação entre as três antenas é, na realidade, o primeiro passo em direção ao objetivo de conseguirmos imagens precisas e extremamente nítidas nos comprimentos de onda submilimétricos."
O Alma é o maior projeto astronômico existente, um telescópio revolucionário, composto por uma rede 66 antenas móveis, entre 7 e 12 metros de diâmetro, que podem ser rearranjadas conforme a necessidade. [Imagem: ESO]
A ligação bem-sucedida entre as três antenas era um teste chave do sistema
eletrônico e do software, que agora começa a ser instalado no ALMA. O sucesso da operação antecipa as futuras capacidades do observatório e dá aos engenheiros sinais de que a conexão das restantes 63 antenas deverá ser feita sem sustos.
Quando estiver completo, o ALMA terá, pelo menos, 66 antenas de alta tecnologia operando conjuntamente como um "interferômetro" - um único e imenso telescópio, que varrerá o céu na região milimétrica e submilimétrica do espectro eletromagnético.
Interferômetro A combinação dos sinais recebidos pelas antenas individuais é crucial para se
conseguir imagens de qualidade sem precedentes de fontes astronômicas nos comprimentos de onda pretendidos.
A ligação entre as três antenas é um passo crítico para o funcionamento do observatório como um interferômetro, marcando um "encerramento de fase" no projeto.
"O uso de uma rede de três (ou mais) antenas num interferômetro aumenta drasticamente o seu desempenho relativamente ao uso de um simples par de antenas," explica Wolfgang Wild, diretor europeu do projeto ALMA. "Isto permite aos astrônomos o controle sobre vários fenômenos passíveis de degradar a qualidade da imagem, devido ao próprio instrumento ou à turbulência atmosférica. Comparando os sinais recebidos simultaneamente pelas três antenas individuais, estes efeitos indesejáveis podem ser cancelados - o que é completamente impossível quando se usam apenas duas antenas."
61
Fonte extragaláctica Para completar a etapa, os astrônomos observaram a radiação vinda de uma
fonte extragaláctica distante, o quasar B1921-293, bem conhecido pela sua emissão intensa de radiação em grandes comprimentos de onda, incluindo a região milimétrica e submilimétrica. A estabilidade do sinal medido para este corpo celeste mostra que as antenas funcionaram extremamente bem em conjunto.
Várias antenas adicionais serão instaladas no planalto do Chajnantor durante 2010, permitindo que os astrônomos comecem a produzir resultados científicos preliminares com o sistema ALMA por volta de 2011. Depois desta data, o interferômetro continuará a crescer de maneira sistemática até atingir o seu potencial científico completo com, pelo menos, 66 antenas.
O ALMA é o maior projeto astronômico existente, um telescópio revolucionário, composto por uma rede 66 antenas gigantes, entre 7 e 12 metros de diâmetro. O super telescópio é resultado de uma parceria entre a Europa, a América do Norte e o Leste Asiático, em cooperação com a República do Chile.
Suas observações permitirão o estudo das origens e da formação das estrelas, galáxias e planetas, com a observação e identificação de moléculas e poeira interestelar, além de galáxias situadas na borda do Universo observável.
62
ANEXO 2
SITES DE INTERESSE PARA APROFUNDAMENTO NOS ESTUDOS DE ASTRONOMIA
http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/observat.htm
http://www.nasa.gov
http://educar.sc.usp.br/ciencias/
http://www.cdcc.sc.usp.br/cda/obs
ervat.htm
Endereçado a estudante e professores. Contêm tópicos interessantes sobre os erros da astronomia no Brasil, boletins e eventos astronômicos, cursos e palestras. Links para outras fontes de astronomia.
http://www.iagusp.usp.br Física na
Escola , v. 2, n. 1, 2001 Navegando
na WEB 25
Endereços ligados à astronomia. Visitar o site da NASA, em particular sua galeria de fotos. Outros endereços também são listados
http://www.nasa.gov
O site da NASA (National Aeronautics & Space Administration) apresenta o espaço sideral: tecnologia aeroespacial, exploração desenvolvimento humano do espaço, ciência da Terra e ciência espacial. Há também um link para crianças. Veja a galeria de fotos.
http://www.nasa.gov/gallery/index.
html
Muito bom inclusive à galeria de vídeos e sons.
http://hubblesite.org/newscenter/
Coleção completa de cada nota de imprensa do Telescópio Espacial Hubble, junto com ferramentas e recursos projetados para promover seu conhecimento em Astronomia.
http://www.ronaldomourao.com
Nesta pagina o pesquisador e divulgador da astronomia Prof. Ronaldo Rogério de Freitas Mourão disponibiliza seus artigos, livros e entrevistas sobre astronomia e Astronáutica.
http://www.iagusp.usp.br
Página do Departamento de Astronomia do instituto de Astronomia da USP. Apresentando: histórico do IAG, as atividades de pesquisa, equipe do Departamento de Astronomia, a astronomia no Brasil e no mundo, a Sociedade astronômica Brasileira e o observatório Abrahão de Moraes. OIAG é também um espelho do IUE Newly Extracted Spectra (INES).
63
http://pt.wikipedia.org/wiki/Portal: Astronomia
Esse Portal apresenta informações gerais sobre Astronomia e temas relacionados.
http://chandra.harvard.edu
Observatório Chandra é um observatório de raios X, também operado pela NASA, lançado em 1999. Este observatório foi desenhado para observar as emissões de raios X oriundas das regiões de altas energias do universo, tais como aquelas remanescentes de explosões estrelares. Contém imagens espetaculares obtidas com raios X. Um site que merece ser explorado.
http://www.noao.edu
O NOAO, National Optical Astronomy é um site interessante com pesquisas atualizadas, programas para a educação e materiais para a sala de aula etc. Poderá contribuir com muitas informações para o ensino da Astronomia na escola.
http://setiathome.ssl.berkeley.edu
SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence, busca por inteligência extraterrestre. Você pode colaborar com o projeto SETI pegando um descanso de tela que analisa dados de radiotelescópio enquanto você não usa seu computador! (é necessária uma conexão contínua com a internet). A página pode ser aberta em português. O projeto, os planos, e como se pode ajudar estão disponibilizados.
http://www.zenite.nu/
Apresenta: Observações do céu (como observar, planisférios para download e o céu do mês) Telescópio, Fases da Lua, Estações do ano, INPE, Observatório Nacional. O interessante é o link das observações do céu, no qual você digita o nome da cidade e obtêm os dados sobre a latitude, longitude, altitude, mapas do céu, sistema solar, contagem do tempo, meteorologia, campo magnético e declinação magnética local.
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APÊNDICE
AVALIAÇÃO DO MINI-CURSO
As avaliações serão importantes para a conclusão final do trabalho e
produção do artigo científico. Acreditamos que possa subsidiar outras pesquisas na
perspectiva de uma educação com mais qualidade.
Os objetivos da avaliação da implementação do Projeto PDE é realizar um
diagnóstico sobre as condições do ensino de Astronomia nas séries finais do Ensino
Fundamental e buscar subsídios para escrever o artigo final sobre a Inserção da
Temática Astronomia na Formação Continuada de Professores de Ciências: Um
relato de experiência. Esse artigo incluirá os dados a partir da orientação,
contribuições dos cursista do GTR e da implementação.
Na última etapa da formação continuada dos professores será realizada a
avaliação oral seguidas da aplicação de um pós-teste impresso sobre a validade e
contribuições para vida profissional dos professores. O questionário deverá ser
respondido individualmente por todos os participantes e devolvidos ao ministrante do
curso, para ser tabulado e incluído na produção do artigo final.
RESPONDA O PÓS - TESTE
1. Considera que o desenvolvimento pedagógico abordado no mini-curso foi:
Insatisfatório; Satisfatório? Por quê?
.2. Este mini-curso contribuiu de alguma forma para a sua prática escolar? Justifique sua resposta.
3. O que você mudaria depois do que vivenciou?
4. Enumere algumas ações que poderiam contribuir para melhorar as condições de ensino da Astronomia na Educação Básica.
5. É possível desenvolver estratégias significativas para o ensino de Astronomia através de um curso para professores de ciências do Ensino Fundamental? Justifique sua resposta.
6. Que condições são básicas e fundamentais para se ter um ensino de Astronomia de qualidade na escola pública?
