Elaboração de um telescópio como recurso pedagógico para compreender as Leis de Kepler

## Elaboração de um telescópio como recurso pedagógico para compreender as Leis de Kepler

## FILIPE FELIX MOURA PATRIARCA MASCARENHAS,LUCAS SILVA DE OLIVEIRA

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia departamento de física

## Resumo

O presente trabalho almeja o desenvolvimento de um material didático inovador, projetado para tornar o ensino das Leis de Kepler mais acessível e atraente para os alunos do ensino médio, mediante a prática da construção de um telescópio. O objetivo geral é buscar a profundidade de compreensão das Leis de Kepler ao mesmo tempo em que desperte o interesse dos alunos pela astronomia e pela ciência. O projeto intenta integrar teoria e prática de maneira harmoniosa, proporcionando uma experiência educacional rica e imersiva, na qual conceitos de física e matemática são aplicados diretamente à exploração do espaço, conferindo ao aprendizado um caráter mais dinâmico, mais contextual e mais significativo.A metodologia utilizada combina aulas expositivas, nas quais são apresentados os fundamentos teóricos das Leis de Kepler, com atividades práticas, consistentes na construção do telescópio e na observação astronômica. Esta abordagem confere aos estudantes a oportunidade de vivenciar a ciência de maneira concreta, permitindo que eles conectem o conhecimento adquirido em sala de aula à imensidão do cosmos que começam a observar. A transformação da teoria em uma experiência sensível é imprescindível para que o aprendizado não apenas aconteça, mas também se torne inesquecível e impactante.Além disso, o projeto impulsiona o desenvolvimento de habilidades fundamentais para o pensar científico, tais como a construção de raciocínios lógicos, a análise de situações-problema envolvendo a física, o pensamento crítico e a capacidade de relacionar a teoria à realidade observada. O próprio processo de construção do telescópio promoverá a colaboração entre os alunos, estimulando o trabalho em equipe, a realização de tarefas práticas, bem como a identificação de eventuais problemas e sua resolução.

Palavras-chave : Telescópio; Aprendizado; Astronomia

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## Introdução

Compreender a física e suas teorias é um dos desafios no ensino de física, apesar do contexto escolar ou socioeconômico dos alunos. Para melhorar o ensino de física no ensino médio, se faz necessário adotar metodologias que envolvam os estudantes de forma ativa e significativa na construção do conhecimento, isso implica a utilização de uma linguagem acessível e próxima à realidade dos alunos, tornando os conceitos de física mais compreensíveis e aplicáveis no cotidiano,de acordo com Ausubel:

''A linguagem é um importante facilitador da aprendizagem significativa por recepção e pela descoberta. Aumentando-se a manipulação de conceitos e de proposições, através das propriedades representacionais das palavras, e aperfeiçoando compreensões subverbais emergentes na aprendizagem por recepção e pela descoberta significativas, clarificam-se tais significados e tornam-se mais precisos e transferíveis'.(AUSUBEL,2003)

Nesse sentido, o uso de práticas pedagógicas que integrem teoria e prática, como a construção de telescópios ou outras atividades experimentais, torna-se crucial para que os estudantes vivenciem e absorvam o aprendizado de maneira concreta.Dentro desse contexto, o projeto de construção de um telescópio como recurso pedagógico visa facilitar a compreensão das Leis de Kepler, que são fundamentais para o estudo dos movimentos planetários. O telescópio será utilizado não só para observação astronômica, mas também como uma ferramenta que busca integrar teoria e prática no ensino de física, proporcionando aos estudantes uma experiência de aprendizado mais interativa e próxima de sua realidade, conectando-os de maneira concreta e envolvente à astronomia. O telescópio, um instrumento que nos permite enxergar além do que os nossos olhos alcançam, tem uma história fascinante.De acordo com a revista cadernos de astronomia da UFES, Ele foi inventado no início do século XVII por Hans Lippershey, mas foi com Galileu Galilei que ganhou destaque, ao ser usado para observar a Lua, os planetas e suas luas, revelando detalhes que ninguém havia visto antes.

''...O terceiro telescópio construído por Galileu, por ser o instrumento com o qual Galileu realizou as célebres observações que mostraram ao mundo que a Terra é apenas mais um planeta em órbita do Sol…'(Las Casas,2020).

Galileu observou crateras na Lua, as fases de Vênus e até as luas de Júpiter, mudando completamente a nossa compreensão do universo. Com o passar dos anos, o telescópio evoluiu de forma impressionante. De simples lentes, passamos a utilizar espelhos e, mais tarde, desenvolvemos telescópios capazes de captar ondas de rádio e até imagens do espaço profundo, como o famoso telescópio Hubble. Cada nova versão trouxe descobertas que ampliaram nosso conhecimento sobre o cosmos, desde os anéis de Saturno até a expansão do universo e a existência de planetas fora do nosso sistema solar. Na sala de aula, o telescópio vai além de um

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instrumento de observação. Ele convida os estudantes a participar de uma jornada de exploração, despertando a curiosidade científica e o interesse pelo universo. A construção e uso de um telescópio concede aos alunos a oportunidade de vivenciar a ciência na prática, transformando conceitos abstratos, como as Leis de Kepler, em algo tangível e fascinante. Eles não apenas aprendem, mas vivenciam o processo de descoberta, criando conexões profundas entre o conhecimento teórico e o mundo real. Com esse projeto, esperamos que os alunos não apenas entendam as Leis de Kepler, mas também se sintam motivados a explorar mais o universo ao seu redor. Que o telescópio seja uma janela para o infinito, despertando neles a vontade de descobrir e compreender os mistérios que o céu guarda.

## Objetivos

## Objetivo Geral:

Utilizar a construção de um telescópio como recurso pedagógico para facilitar a compreensão das Leis de Kepler, por meio de uma abordagem interdisciplinar que envolva astronomia, física e matemática.

## Objetivos Específicos :

Explicar as três Leis de Kepler:

- ■ Lei das órbitas: A trajetória dos planetas ao redor do Sol é uma elipse, com o Sol em um dos focos.
- ■ Lei das áreas: A linha imaginária que liga o planeta ao Sol varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais.
- ■ Lei dos períodos: O quadrado do período orbital de um planeta é proporcional ao cubo de sua distância média ao Sol.

Compreender a interdisciplinaridade utilizando conceitos de óptica, geométrica e física na construção do telescópio, tornando o projeto uma abordagem integrativa de diversas áreas do conhecimento.

Desenvolver habilidades práticas e investigativas:a fim de fomentar a curiosidade científica, a habilidade de resolução de problemas e a capacidade de trabalhar em equipe através da montagem do telescópio e das observações astronômicas.

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## Metodologia

## Idealização do Telescópio :

A construção será realizada com materiais de baixo custo, como tubos de PVC, lentes convexas e outros itens acessíveis, garantindo a viabilidade do projeto para escolas com infraestrutura limitada. Serão utilizados princípios de óptica, como refração e ampliação, para garantir o funcionamento adequado do telescópio. O processo de montagem será documentado com detalhes técnicos e recomendações para ajustes e personalizações, tornando-o replicável em diferentes contextos escolares. O envolvimento dos alunos na montagem do telescópio permitirá a aplicação prática dos conceitos de física, desenvolvendo tanto habilidades manuais quanto conceituais.

## Observação Astronômica :

Com o telescópio montado, os estudantes realizarão observações de corpos celestes, como planetas, satélites naturais e estrelas, a fim de aplicar as Leis de Kepler na prática.Durante as observações, os alunos poderão registrar dados sobre o movimento dos planetas e discutir as implicações de suas trajetórias, períodos orbitais e a relação entre distância e tempo de revolução, visando relacionar as informações encontradas com o conteúdo teórico discorrido em sala de aula. Serão organizadas sessões de observação ao longo do semestre, permitindo que os estudantes acompanhem o movimento dos corpos celestes ao longo do tempo.

## Resultados Esperados

## Fortalecimento do aprendizado :

Espera-se que o uso do telescópio como recurso didático proporcione uma compreensão mais profunda e concreta das Leis de Kepler. Os alunos terão a oportunidade de associar conceitos teóricos a fenômenos observáveis, o que facilitará a assimilação e retenção dos conteúdos de física e astronomia.

## Desenvolvimento de habilidades científicas :

- O projeto estimulará habilidades importantes como a observação sistemática, a coleta e análise de dados, e a formulação de hipóteses baseadas nas observações realizadas.

## Engajamento e motivação dos estudantes :

- A participação ativa na construção do telescópio e nas observações astronômicas tornará o processo de aprendizado mais envolvente e motivador, aumentando o interesse dos alunos por ciências.

## Integração curricular :

O projeto integrará disciplinas como física, matemática e ciências naturais, promovendo um aprendizado interdisciplinar e contextualizado.

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## Conclusão

O telescópio, enquanto instrumento educativo, proporciona uma experiência única de aprendizagem, trazendo aos alunos o encanto da astronomia e das Leis de Kepler de uma maneira prática, visual e interativa. Ele proporciona a observação direta dos corpos celestes, facilitando a compreensão de conceitos abstratos, bem como despertando o interesse e curiosidade dos alunos pelo conhecimento científico. Esse projeto, além de ampliar a compreensão teórica, disponibiliza oportunidades para o desenvolvimento de habilidades científicas e investigativas, que são essenciais para o pensamento crítico e analítico, como a coleta e análise de dados, a formulação de hipóteses e a interpretação de resultados. A experiência prática também auxilia no desenvolvimento do trabalho em equipe, uma vez que os alunos resolvem problemas em conjunto e trocam informações entre si. O intuito deste projeto é propiciar uma educação mais dinâmica e envolvente em que o aluno se torna ativo no processo da construção do conhecimento, passando a ir além do processo de mera transmissão de conteúdo. Ao final, é esperado que a utilização do telescópio estimule um interesse pela ciência que perdure no tempo, formando uma nova geração de alunos com uma visão mais abrangente do universo. O projeto também é indicado a expandir o conhecimento para fora da sala de aula, eliminando a barreira do conhecimento acadêmico em relação a uma conexão mais profunda dos alunos com o universo e suas maravilhas, despertando curiosidade sobre fenômenos naturais e os mecanismos do cosmos.

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## Referências

VIANA, Jaya. Pirâmide de Aprendizagem de William Glasser. Disponível em: https://keeps.com.br/piramide-de-aprendizagem-de-william-glasser-conceito-eestrutu ra/. acesso em 03 de setembro de 2024.

MENDES, Ijosiel et al. Metodologias ativas: A importância da inserção de novas práticas pedagógicas no processo de ensino aprendizagem nos anos iniciais. Revista Ibero- Americana de Humanidades, Ciências e Educação- REASE, doi.org/10.51891/rease.v9i1.8166 .

BRASIL. Arquivo Nacional, história Luso-brasileira. Telescópio. História Luso-Brasileira, 12 de novembro de 2021. Disponível em: https://historialuso.arquivonacional.gov.br/index.php?option=com\_content&view=artic le&id=5621:telescopio&catid=2088&Itemid=121 . Acesso em 03 de setembro de 2024.

AUSUBEL, D. P. Aquisição e retenção de conhecimentos . Lisboa: Plátano Edições Técnicas, 2003.

Bernardes, T. de O., Iachel, G., & Scalvi, R. M. F. (2008). Metodologias para o ensino de astronomia e Física através da construção de telescópios. Caderno Brasileiro De Ensino De Física , 25 (1), 103-117.

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2008v25n1p103.

LAS CASAS, Renato. Os primeiros telescópios. Cadernos de Astronomia, Vitória, v. 1, n. 1, p. 91-98, 2020. DOI: 10.47083/Cad.Astro.v1n1.30856. Disponível em:https://periodicos.ufes.br/astronomia/article/view/30856. Acesso em: 8 set. 2024.

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