USO DA ASTRONOMIA E MATEMÁTICA PARA PROMOVER A DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA

## USO DA ASTRONOMIA E MATEMÁTICA PARA PROMOVER A DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA

## Alysson Wanderley Teixeira Silva , Josué Antunes de Macêdo , Marcos Rincon 1 2 Voelzke 3

## Resumo

Este trabalho apresenta o relato de experiência de uma oficina realizada em uma escola pública de Montes Claros (MG), que teve como objetivo divulgar o uso de diversos materiais no ensino de Astronomia e sua relação com a Matemática, durante a realização do Fórum Biotemas. A Astronomia é raramente ensinada adequadamente na educação básica, com resultados insatisfatórios apresentados por alunos e professores. Neste sentido, realizou-se uma oficina planejada para alunos da educação básica denominada 'Astronomia e Matemática: Aprenda a Observar a Céu Com Outros Olhos', envolvendo diversos recursos. A metodologia utilizada consistiu de sensibilização dos envolvidos, apresentação de vídeos, utilização do software Stellarium, aplicação da Matemática na Astronomia e discussões. Entre os principais resultados, pode-se destacar o interesse dos alunos pelos assuntos científicos, pois quando o estudo das ciências se dá sem interação com os fenômenos naturais e tecnológicos, uma enorme lacuna na educação dos alunos ocorre. Neste sentido, o uso de diferentes recursos, como modelos, observações, experiências reais e virtuais, animações, simulações, aulas de vídeo, pode despertar o interesse dos alunos pelos conteúdos conceituais.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia. Divulgação Científica. Ensino de Matemática.

## Introdução

A Astronomia é uma das ciências mais antigas, sendo que a compreensão do clima, das fases da Lua, do dia e da noite, o deslocamento do Sol em relação ao horizonte, os eclipses, são fatos que intrigaram o homem pré-histórico (NOGUEIRA; CANALLE, 2009; MACÊDO; VOELZKE, 2013). 'O desconhecimento da verdadeira natureza dos astros deve ter produzido no homem primitivo um sentimento misto de curiosidade, admiração e temor, levando-o a acreditar na natureza divina dos corpos celestes' (FARIA, 2007, p. 13). Para muitos povos do passado, os astros eram tidos como deuses que poderiam influenciar a vida sobre a Terra. O desenvolvimento da agricultura, do manejo do solo e mais recentemente, as descobertas científicas e o desenvolvimento tecnológico, se deu em grande parte devido aos conhecimentos sobre Astronomia.

Ainda hoje, apesar do enorme conhecimento que a humanidade possui, se entende pouco do mundo que a cerca. Com a Astronomia não poderia ser diferente. Ridpath (2007) confirma essa tese ao afirmar que do estudo dos menores átomos do Sistema Solar às mais distantes galáxias, a Astronomia é uma Ciência que não conhece limites. De onde vem a espécie humana? Como poderia haver vida

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26 a 30 de janeiro de 2015

somente no planeta Terra? São algumas das perguntas que a Astronomia procura responder.

A Matemática está intimamente ligada à Astronomia. A Astronomia é uma Ciência natural, desenvolvida inicialmente através das observações, e que atualmente utiliza a Matemática como uma das suas principais ferramentas. A geometria, a trigonometria, as funções, entre outras, possibilitam aos astrônomos obter uma relação de causa e efeito, que permitem à Astronomia investigar o passado, conhecer o presente e prever o futuro.

A corrida espacial permitiu o desenvolvimento tecnológico de vários equipamentos que são usados no dia a dia, e trouxe vários benefícios para a humanidade. Responsável por uma porcentagem das grandes descobertas. Através dela, houve a possibilidade de desvendar alguns dos grandes mistérios do Universo.

## Aplicações da Matemática na Astronomia

Qualquer pessoa, mesmo desprovida de conhecimentos astronômicos e matemáticos, que olha para a abóbada celeste em uma noite límpida, principalmente se estiver afastada da poluição luminosa dos grandes centros urbanos, depara-se com a beleza plástica das formas e com as instigantes quantidades (número de estrelas) que caracterizam o céu. Quase que automaticamente surge, na mente do observador, indagações sobre as cores e tamanhos das estrelas, as distâncias que as separam, entre outras.

De acordo Mourão (2002), bem como Boyer e Merzbach (2012), grandes pensadores, dentre os quais, podemos citar: Aristarco de Samos (por volta de 310 a.C - 230 a.C), Eratóstenes de Cirene (por volta de 276 a.C - 4a.C) e Hiparco (por volta de 190 a.C - 120 a.C) utilizaram a Matemática na tentativa de determinar as características de cada astro, relacionadas a diâmetros e distâncias. Esses sábios souberam aplicar, com extrema habilidade, temas como, por exemplo, a trigonometria, durante a observação das fases da Lua e dos eclipses; apesar de terem vivido em uma época de poucos recursos tecnológicos, chegaram a resultados bem próximos dos que hoje são obtidos com equipamentos de alta precisão. Ainda hoje a Matemática é usada para modelar os fenômenos astronômicos.

Mourão (2002) e Boyer e Merzbach (2012) citam, por exemplo, algumas aplicações da Matemática na Astronomia:

- · Aristarco de Samos utilizou as fases da Lua para medir a distância relativa entre a Terra e o Sol e entre a Terra e a Lua;
- · Aristarco usou o eclipse da Lua para comparar os raios da Terra e da Lua;
- · Eratóstenes usou a sombra de uma coluna para medir o raio da Terra;
- · Hiparco usou o eclipse do Sol para comparar os raios da Lua e do Sol tornando possível encontrar os raios destes corpos celestes;
- · As funções trigonométricas se originaram da necessidade de seu uso na Astronomia, no qual as obras dessa área invariavelmente eram acompanhadas de tabelas de funções trigonométricas.
- · O desenvolvimento da geometria e da trigonometria se deu através do interesse dos egípcios pela Astronomia e das suas observações das

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inundações do rio Nilo, que ocorriam invariavelmente separadas por um intervalo de 365 dias, quando a estrela Sirius nascia a leste logo após o Sol se pôr, dando origem aos primeiros calendários.

O ensino de qualquer disciplina torna-se mais atrativo quando se associa os conteúdos a algo que impressiona os sentidos; é aí que a proximidade entre Astronomia e Matemática pode ser aproveitada para fins didáticos. Pode-se estudar semelhança de triângulos, por exemplo, simulando um eclipse solar através de um software , tais como o Stellarium (STELLARIUM, 2014) 1 . Por ser uma atividade interdisciplinar, ensinar Matemática fazendo uso da Astronomia, requer do professor/orientador um bom planejamento, tanto na escolha do tema como na organização dos equipamentos/materiais (vídeos, computadores, telescópios, entre outros), que serão utilizados.

Observar o céu, durante a educação básica, poderá despertar em algum aluno ou, quem sabe, em vários, o interesse pela carreira de astrônomo, que é de fundamental importância para o desenvolvimento científico e tecnológico de qualquer país. Além disso, será uma oportunidade de mostrar uma das mais importantes aplicações da Matemática que é auxiliar outras ciências na resolução de problemas.

## Materiais e Métodos

A Astronomia é uma Ciência que recorre a várias áreas do conhecimento, tais como Física, Matemática e Química, entre outras, no intuito de entender a gênese e evolução do Universo. Essa característica interdisciplinar da Astronomia a qualifica como um meio capaz de desenvolver no aprendiz variadas habilidades, dentre elas pode-se citar o profundo senso de localização espacial.

Com base no que foi exposto, realizou-se uma oficina envolvendo diversos recursos:

- · Computadores para as simulações dos fenômenos astronômicos través do software Stellarium (STELLARIUM, 2014);
- · Livros de Ensino de Astronomia (BRETONES, 1993; 1995; 2013; MOURÃO, 2002; BOCZKO; LEISTER, 2003; NOGUEIRA; CANALLE, 2009; LANGHI; NARDI, 2013).
- · Exibição de documentários de renome tais como: Cosmos (SAGAN, 1980) e ABC da Astronomia (CARDOSO, 2011).

A dinâmica de estudo realizou-se na forma de exibição dos conteúdos intercalados com debates sobre os temas. Montagem de aparelhos de observação astronômica, tais como: telescópio refrator, astrolábio, quadrante, relógio de Sol, entre outros.

A oficina desenvolveu-se da seguinte forma:

## i) Momento de sensibilização:

Este primeiro momento teve o objetivo de sensibilizar os participantes da importância do estudo e conhecimento dos temas relacionados à Astronomia.

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Inicialmente apresentaram-se diversos livros de Astronomia Observacional e Astrofísica (BOCZKO, 1984; MOURÃO, 1987; 1997; 1998; 2002).

Passou-se em seguida a apresentação do trecho do filme 2001: Uma Odisseia no Espaço - A Aurora da Humanidade (2001: A Space Odyssey ) (KUBRICK, 1968) seguida de debate entre os participantes, sobre as questões científicas e filosóficas sugeridas pelo filme.

- ii) Apresentação dos vídeos da TV escola 'ABC da Astronomia' (CARDOSO, 2011), em seguida realizaram-se comentários sobre os temas abordados nos mesmos.
- iii) Apresentação do vídeo do canal Discovery Chanel , 'Como o Universo Funciona: Estrelas' (GASEK; CARTER; MARSH, 2010) e, em seguida, comentários sobre os temas abordados no mesmo.
- iv) Apresentação dos recursos básicos do programa Stellarium ( STELLARIUM , 2014) através da simulação de efemérides astronômicas.
- v) Simulação de eclipses e explicação dos mesmos com esquemas geométricos, envolvendo conceitos de Matemática.
- O Stellarium ( STELLARIUM , 2014) é um software livre, de código aberto, que possibilita simular a visualização do céu, da mesma forma que se vê em um planetário. Ele mostra um céu, semelhante ao que se vê a olho nu ou através de instrumentos astronômicos. Possui excelente qualidade gráfica, e é capaz de simular o céu diurno e noturno de forma muito realista. Simula ainda o movimento de vários astros, tais como planetas e suas luas, estrelas, galáxias, eclipses. Possui um catálogo de mais de 600.000 estrelas; possibilita asterismos e ilustrações das constelações; possui as constelações de mais de quinze diferentes culturas; imagens de nebulosas (catálogo Messier completo); Via Láctea semelhante a real; simula a atmosfera, nascer e ocaso do Sol bem reais; planetas e seus satélites, nebulosas, entre outras possibilidades.

Figura 01:

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Fonte: Imagem dos autores a partir do software Stellarium ( STELLARIUM

Tela inicial do software Stellarium , 2014).

De acordo com Longhini e Menezes (2010) ele não foi projetado com objetivos educacionais, mas pode ser usado no Ensino de Astronomia, tendo em vista as possibilidades de simular, com grande realidade, vários fenômenos

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astronômicos, como as atividades propostas por Bernardes (2010); Longhini e Menezes (2010), bem como Becker e Strieder (2011).

Como instrumentos de coleta de dados foram aplicados questionários abertos aos alunos participantes logo após a oficina. Os mesmos tiveram a oportunidade de colocar suas considerações sobre sua aprendizagem, e apresentar sugestões para possíveis melhorias a serem tratadas em futuras oficinas.

## Análise dos dados e discussões:

A oficina 'Astronomia e Matemática: Aprenda a Observar o Céu Com Outros Olhos' foi ministrada durante a décima edição do Fórum Biotemas na Educação Básica, que é uma reunião anual organizada pela Universidade Estadual de Montes Claros (Unimontes) desde 2004, possuindo como objetivo principal promover a integração entre instituições de ensino superior e escolas da educação básica nas diversas áreas do conhecimento (MACÊDO et al., 2013).

Pode-se dizer que os resultados alcançados foram satisfatórios uma vez que buscaram incentivar os alunos no estudo de Astronomia, e a mostrar a grandeza do Universo, como salientam os alunos A e B:

Aluno A: O professor mostrou o tamanho dos astros presentes no espaço e a ver como o Sol é pequeno comparado a outras estrelas tais como Sirius, Pollux, Arcturus, Rigel, Betelgeuse, Antares, e a maior estrela conhecida do Universo, a VY Canis Majoris.

Aluno B: Escolhi fazer a oficina de Astronomia e gostei bastante do conteúdo abordado. Aprendi muito sobre o Universo. Foi-nos mostrado através de vídeos algumas das maiores estrelas do Universo, já encontradas (VY Canis Majoris), e como são as formações de estrelas.

Por ser considerado um tema interdisciplinar, a Astronomia serve como incentivo ao estudo de outras Ciências, como disse o aluno C:

Aluno C: O minicurso de Astronomia foi muito importante para mim, pois com ele consegui obter maior conhecimento sobre essa área da Física e da Matemática que tenho muito interesse.

A utilização dos diversos recursos no minicurso, entre eles o software Stellarium ( STELLARIUM, 2014 ) foi primordial para o sucesso alcançado, como afirmam os alunos D e E:

Aluno D: [...] Depois foi mostrado um programa, que pode ser baixado pela internet, o Stellarium. Um programa muito bom, que mostra a posição das estrelas, da Lua, dos satélites, entre outros, no momento que você quiser, tanto do passado ou do futuro, e com esse programa tive a percepção da distância de um planeta a outro, de uma estrela a outra.

Aluno E: Outra coisa importante, ou melhor, interessante, foi o programa Stellarium, em que podemos ver a posição de cada astro presente no Universo, ou constelações, as fases da Lua, entre outros aspectos relacionados ao Universo.

O Stellarium ( STELLARIUM, 2014 ) não foi projetado para ser um software educacional, mas possibilita o uso no Ensino de Astronomia, tendo em vista as possibilidades de simular, com grande realidade, vários fenômenos astronômicos, como salienta o aluno F:

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Aluno F: [...] Nesse período pude observar melhor os planetas e suas posições no sistema solar, através de um programa de computador chamado Stellarium, que é usado por muitos para o estudo de Astronomia.

O Stellarium ( STELLARIUM, 2014 ) possui inúmeras aplicações no Ensino de Ciências e Geografia, principalmente em temas astronômicos, conforme afirma Longhini e Menezes (2010). Permite ao professor criar situações problemas desafiadores possíveis de explorar diversas temáticas relacionadas ao Ensino de Astronomia. A grande vantagem deste programa é possibilitar o uso offline , ou seja, não é necessário se conectar a internet.

Durante a simulação dos eclipses, os participantes ficaram impressionados com a beleza e realismo das imagens. Essa sensibilização abriu espaço para a explicação dos eclipses através de esquemas nos quais são evidentes vários elementos geométricos tais como: triângulos, círculos, retas concorrentes, entre outros temas relacionados à Matemática. Nesse momento a Geometria, importante ramo da Matemática, ganhou destaque.

A satisfação geral pode ser resumida através dos depoimentos dos alunos G

e H:

Aluno G: [...] Como já disse antes, esse minicurso foi de grande importância para mim, pois consegui tirar proveito de tudo que aprendi.

Aluno H: Eu gostei muito da aula. Foi muito interessante e proveitosa, pois aprendi bastante. Agora estou tendo uma visão muito diferente do nosso Universo.

Essa atividade proporcionou para a maioria dos alunos o primeiro contato com a Astronomia de maneira formal. O interesse científico despertado foi imediato, fato que pode ser percebido pelos questionamentos que foram surgindo no decorrer da atividade e pelos depoimentos dos alunos. Além disso, muitos alunos demonstraram vontade de continuar estudando Astronomia através de livros ou de outros recursos tais como o programa Stellarium ( STELLARIUM, 2014 ) e vídeos. Momento de muita emoção, para os autores deste trabalho, foi auxiliar uma aluna portadora de baixa visão, enxergar virtualmente, através do software Stellarium ( STELLARIUM, 2014 ) e dos vídeos, estrelas, galáxias, nebulosas e planetas. Fato este que seria extremamente difícil sem o uso dos recursos tecnológicos.

## Conclusões

Despertar o interesse do aluno para o estudo da Astronomia é um desafio que hoje pode ser minimizado graças ao uso dos recursos audiovisuais tais como: vídeos, fotos e simuladores do céu. As imagens obtidas pelos telescópios espaciais atraem de maneira quase que magnética a curiosidade humana e dificilmente abandonam a mente daqueles que as contemplam. Um planejamento adequado usando esses recursos poderá despertar no estudante uma motivação para a investigação do céu de forma amadora ou até mesmo profissional. Muitos pesquisadores quando indagados sobre seus primeiros passos na Astronomia, de imediato fazem referência a alguém que através de uma palestra ou curso despertou nele o desejo de conhecer mais sobre a aparência magnífica de uma noite estrelada, a origem do cosmo e sua evolução.

A Matemática presta grande contribuição para a descrição dos fenômenos celestes. Assim, o Ensino de Astronomia nos remete quase que imediatamente a números, figuras geométricas, expressões algébricas, equações, fato que pode ser

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aproveitado por aqueles que pretendem ensinar Matemática de maneira contextualizada.

Essa oficina/minicurso, na sua simplicidade, pelos relatos expostos como exemplos, confirma o que foi dito até aqui. Obviamente, é apenas o começo de uma prática de cunho didático passível de aperfeiçoamento.

## Referências

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