Astronomia: motivação para o ensino de Física na 8ª série

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## Astronomia: motivação para o ensino de Física na 8ª série 1

Alberto Antonio Mees (alberto@unisc.br) a

Maria Helena Steffani (steffani@if.ufrgs.br) b

E. E. Estado de Goiás e Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física, UFRGS b Departamento de Física -IF-UFRGS e Planetário/PROREXT - UFRGS

## Resumo

Tópicos de astronomia são introduzidos como ponto de partida para o ensino de Física na 8ª série do Ensino Fundamental na E. E. de Educação Básica Estado de Goiás, na cidade de Santa Cruz do Sul, RS. São discutidas questões sobre origem e evolução do Universo, vida extra-terrestre, inovações tecnológicas como a comunicação via satélite, viagens espaciais, etc... Astronomia é um tema apaixonante que desperta o interesse dos estudantes motivando-os para o estudo das ciências exatas, ao contrário do que normalmente acontece quando se introduz tópicos de Mecânica na 8ª série. A astronomia permite facilmente desenvolver projetos que envolvam muitas outras áreas de conhecimento (história, geografia, língua portuguesa, artes, matemática,...), além de possibilitar um amplo leque de abordagens de conteúdos de Física como calor, luz, movimentos, etc.

Palavras-chave: astronomia, ensino de Física, interdisciplinaridade.

## Introdução

A Física como disciplina é apresentada oficialmente pela primeira vez ao aluno quando ele está terminando o ensino fundamental, isto é, na 8ª série. O primeiro contato com esta disciplina ocorre geralmente através da Mecânica, mais precisamente com a Cinemática, conteúdo esse que exige um formalismo matemático que, na maioria das vezes, está muito além das habilidades desenvolvidas pelos alunos desta esta série escolar, desmotivando-os para o estudo da Física (MORETZSOHN,2003).

Compartilhando das preocupações apontadas por Moretzsohn, estamos propondo que a iniciação ao ensino de Física na 8ª série, não aconteça pela Mecânica. Como alternativa apresentamos um tema gerador, Astronomia , principalmente pela sua capacidade de cativar e atiçar a curiosidade de crianças, jovens e adultos. Este tema cada vez mais está presente no nosso cotidiano, pois quase que diariamente a mídia veicula novas informações capturadas por sondas espaciais que exploram o universo ao nosso redor. Dessa forma podemos trabalhar em sala de aula com jornais, revistas de divulgação científica, notícias de tele-jornais e, para as escolas e/ou alunos que dispõem de acesso à rede de informática, também dados provenientes da internet. É claro que este tipo de abordagem requer novas competências do professor de Física (PERRENOUD, 2000), que nem sempre está preparado para libertar-se do livro texto, do quadro-negro, da avaliação baseada quase que exclusivamente em resolução de exercícios e em trabalhos, nos quais os alunos apenas reproduzem o que está escrito nos livros ou simplesmente 'baixam' textos da internet, que são entregues ao professor sem nenhuma leitura prévia. Mas é tempo, principalmente, de desenvolver novas competências e habilidades em nossos alunos,

especialmente se queremos dar-lhes uma formação para atuarem na sociedade com responsabilidade e cidadania (PCN - 5ª a 8ª série - p.57).

Podemos destacar que a astronomia também pode ser explorada como ponto de partida para trabalhar questões interdisciplinares envolvendo todas as disciplinas através de projetos ou ainda introduzir temas de discussão multidisciplinar como: história da evolução da ciência; vida extra-terrestre; condições necessárias para o desenvolvimento da vida; o Sol como fonte de energia para a vida na Terra; questões de escalas quando se trata de distâncias muito grande ou muito pequenas; multiplicidade de informações disponíveis na internet e necessidade de filtrar tais informações através do conhecimento científico.

## Descrição do trabalho desenvolvido

Apresentamos a seguir alguns dos tópicos de astronomia e suas formas de abordagens praticados em sala de aula.

## a) Origem e evolução do Universo

Partindo de uma discussão filosófico-científica a respeito da formação e evolução do Universo, introduzimos os conceitos básicos e a sustentação científica da teoria do 'Big Bang'. Esta é apresentada como a teoria aceita atualmente, que melhor explica a origem do Universo, segundo a qual, uma grande explosão teria acontecido há aproximadamente 15 bilhões de anos. Recentemente, através das observações do telescópio espacial Hubble, confirmou-se que o Universo está em expansão, isto é, os efeitos da explosão são sentidos até hoje.

## b) Dimensões e escalas

Destacando as dimensões características dos astros e as distâncias que nos separam das estrelas que vemos introduzimos uma discussão sobre unidades de medida de comprimento. Forma então definidas a unidade astronômica (UA), como sendo a unidade de medida mais usada quando se mede distâncias entre os planetas, e/ou entre os planetas e o Sol no Sistema Solar e o ano-luz unidade astronômica mais apropriada para expressar distâncias entre estrelas ou galáxias. A estrela mais próxima de nós, além do Sol, é AlfaCentauri, que fica a 4,2 anos-luz. Isto quer dizer, que a luz que está partindo nesse momento de Alfa-Centauri em direção a Terra, chegará daqui a 4,2 anos.

Especial atenção foi dada à comparação entre o tamanho dos planetas e o Sol, chamando a atenção para o fato que os livros-textos g eralmente representam os planetas do Sistema Solar através de figuras que exibem praticamente o mesmo tamanho, causando a impressão de que realmente eles tenham tamanhos quase iguais. Adaptando do artigo escrito pelo professor João Batista Garcia Canalle no Caderno Catarinense de Ensino de Física, (CANALLE,1994), ilustramos os tamanhos dos astros do Sistema Solar, obedecendo à proporcionalidade dos diâmetros do Sol e de cada planeta, representando o Sol por uma bola de 450 mm (45cm), facilmente encontrada em lojas de brinquedos e, os planetas, por bolinhas de isopor ou bolinhas de durepoxi feitas no diâmetro que o planeta deve possuir em relação ao Sol.

Desenvolvemos ainda outra atividade envolvendo a questão de escala ( Terra como grão de pimenta ) que, a ex emplo do que acontece em oficinas realizadas no Planetário da UFRGS, foi realizada por alunos no pátio da escola. Esta atividade, adaptada do 'The Earth as a Peppercorn'( OTTEWELL, 1989), tem por objetivo tornar perceptível, para quem dela participa, as dimensões interplanetárias, pois é impossível representá-las, em escala, em uma figura no papel ou no quadro-negro. O material necessário está listado na última coluna da tabela 1.

A atividade consiste em fixar a bola (Sol) em um ponto, medir 10 m até a órbita do planeta Mercúrio, que representamos por um grão de coentro, depois medir mais 8 m até a órbita de Vênus (grão de pimenta), a seguir mais 13 m até a órbita da Terra (grão de pimenta). Prosseguimos, conforme as distâncias características do Sistema Solar mostradas na tabela 2, enquanto o nosso espaço permitir. Mesmo num pátio grande, dificilmente conseguimos ir além de Júpiter pois, para 'atingirmos a órbita de Júpiter' são necessários 10m + 8m +7m +13m + 92m = 130m! Pode-se estimar por onde passariam as órbitas dos outros planetas, usando referências (claro que extra-muro escolar) conhecidas pelas crianças.

Nessa escala proposta, usando uma casca de noz para representar Júpiter também é possível concretizar para o aluno uma afirmação muito encontrada nos livros: 'Júpiter é tão grande, que dentro dele caberiam todos os planetas do Sistema Solar'. Pois os alunos podem colocar dentro de uma casca de noz, todos os outros planetas: dois grãos de coentro (Mercúrio e Marte), dois grãos de pimenta (Terra e V ênus), uma avelã (Saturno), dois grãos de amendoim (Urano e Netuno) e um grão de gergelim (Plutão).

Tabela 1: Distâncias características dentro Sistema Solar

## c) O dia e a noite, a s estações do ano e os eclipses do Sol e da Lua

A demonstração desses fenômenos em sala de aula, utilizando um globo terrestre, uma bola de isopor para representar a Lua e uma luminária tipo spot para representar o Sol, despertou a curiosidade dos alunos e muitas perguntas foram feitas durante as aulas.

Ao tratar dos movimentos dos planetas ao redor do Sol é importante chamar a atenção dos alunos para a forma de suas órbitas. Em geral, elas são representadas nos livros-texto numa forma elíptica com acentuada excentricidade. João Batista Garcia Canalle aborda esta questão no artigo intitulado: 'O Problema do Ensino da Órbita da Terra' (CANALLE,2003). Conforme salienta o autor, essa representação inadequada tem sido,

provavelmente, a principal responsável por graves erros conceituais a respeito das estações do ano na Terra.

## d)Uso da informática como apoio

As novas tecnologias estão se tornando uma realidade nas escolas. A informática está nos colocando a possibilidade de obtermos grande gama de informações, mais atualizadas que as dos livros-texto e também as publicações sobre descobertas mais recentes.. Outra possibilidade que a computação nos oferece, são as simulações virtuais, e também a grande quantidade de imagens disponíveis.

## e) Espaços de aprendizagem

Nas atividades descritas acima, verificamos que a sala de aula não necessariamente deve ser o único espaço em que possa acontecer o ensino e a aprendizagem. Dentre as várias opções de espaços de aprendizagem utilizamos o pátio da escola, a sala de informática, bibliotecas, laboratórios de ciências, visitas a instituições de ensino superior, planetários e a busca de informações na comunidade. Realizamos uma visita ao Planetário da UFRGS, que teve como objetivo propiciar ao aluno outra perspectiva de 'contato' com o Universo através do programa de planetário 'Cosmos' e, também, a possibilidade de conversar pessoalmente com profissionais ligados à astronomia.

## Considerações finais

Desenvolvemos várias atividades relacionadas com o tema astronomia que foram aplicadas em duas turmas de 8ª série da Escola Estadual de Educação Básica Estado de Goiás, na cidade de Santa Cruz do Sul, RS, com o intuito de despertar nos alunos o interesse e a paixão pela Física. Percebemos que a repercussão na turma e a participação durante as aulas foram muito positivas. Recebemos comentários também positivos por parte da direção da escola e por parte dos pais, sinalizando que os alunos comentaram, de forma entusiasmada, o que estavam estudando.

Acreditamos que a astronomia é um t ema apropriado para ser trabalhado nesta série, pois abre caminhos para a interdisciplinaridade, a evolução histórica da ciência e, oferece base teórica para seguir em outros tópicos da Física como, por exemplo, o estudo do calor, partindo da energia fornecida pelo Sol, ou o estudo dos fenômenos relacionados com a luz.

## Referências

BRASIL. Ministério da Educação e do Desporto. Secretaria da Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais : ciências naturais. Brasília: MEC/SEF,1998.

CANALLE, J. B. G. O problema do ensino da órbita da Terra. Física na Escola , São Paulo, v. 4, n. 2, p. 12-16, 2003.

CANALLE, J. B. G.; OLIVEIRA, A. G. Comparação entre os tamanhos dos planetas do sol. Cad. Cat. Ens. Fis . , Florianópolis, v. 11, n. 2, p.141-144, ago. 199 4.

MORETZSOHN, R. S. T.; NOBRE, E.F.; DIEB, V. Introdução ao ensino da física: uma abordagem fenomenológica ou matemática? In: XV SNEF, 2003, Curitiba. Atas . São Paulo: Sociedade Brasileira de Física, 2003. p. 904-909. Disponível em: <http://www.sbf1.if.usp.br/eventos/snef/xv/atas/index1.htm >. Acesso: 18 de Fev. 2004.

OTTEWELL, G. The thousand-yard model or, the Earth as a Peppercorn, 1989. Disponível em: http://www.noao.edu/education/peppercorn/pcmail.html . Acesso em 24 de Fev. 2004.

PERRENOUD, P. Dez novas competências para ensinar . Porto Alegre: Artes Médicas, 2000.