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Ensino de Astronomia: a parceria entre a Divisão de

Astrofísica/INPE & DecolarK. M. G. Silva1, T. S. N. Pinto1, A. M. Zodi1, D. F. A. Bessada1, A. Bernui2, I. S. Ferreira3, J. C. T.Galvez1, K. M. Godoi4, E. Martioli1, O. D. Miranda1, M. Okada5, W. D. Paiva4, E. S. Pereira1, P. F.Polido1, B. H. G. Rodrigues1, C. V. Rodrigues1, M. O. C. Salinas3, S. O. Santos4, T. Monfredini1,

C. G. Targon1, J. W. S. Vilas-Boas1

1Divisão de Astrofísica - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (DAS/INPE), 2Instituto deCiências Exatas - Universidade Federal de Itajubá (ICE/UNIFEI), 3Instituto de Física - Universidade

de Brasília (IF/UnB), 4Programa Decolar - Secretaria da Educação de São José dos Campos,5Miniobservatório Astronômico - INPE

{karleyne, tereza.satiko, anazodi}@das.inpe.br

Resumo

Neste trabalho apresentamos as atividades realizadas naparceria entre o Programa Decolar e a Divisão de Astrofí-sica/INPE no desenvolvimento de atividades de astronomiapara alunos do ensino fundamental de escolas públicas deSão José dos Campos - SP. São descritas as atividades de-senvolvidas e exemplos de resultados alcançados. A cons-tante demanda da atividade por parte dos alunos garantea continuidade deste programa pelo terceiro ano consecu-tivo, proporcionando a interação direta entre alunos da redepública e estudantes e pesquisadores em astronomia.

1. Introdução

O Programa Decolar [1], implementado pela Prefeitura deSão José dos Campos, proporciona aos alunos da Redede Ensino Municipal o desenvolvimento da capacidade edo talento por meio de atividades realizadas fora do ho-rário regular das aulas. As atividades acontecem com aparticipação de voluntários reconhecidos na comunidade etambém de instituições parceiras (universidades, institutos,comércio, indústrias, escolas, entre outras). A Divisão deAstrofísica/INPE, desde 2008, é uma das instituições cola-boradoras no grupo de interesse em astronomia, atuandoatravés da participação de professores voluntários: os pes-quisadores e estudantes da pós-graduação em astrofísica.De acordo com Langhi & Nardi (2009) [2], este é um tipo deatividade de popularização da ciência que é realizada forado ambiente escolar e que se preocupa com as necessida-des e expectativas do seu público alvo. Desta forma, estru-turamos nossas atividades para que as crianças e adoles-centes aprendam de maneira lúdica e com recursos multi-mídia conceitos básicos de física como, por exemplo, leisde conservação, passando por aspectos físicos do sistemasolar, das estrelas e da Galáxia, até a introdução de concei-tos cosmológicos. Essas atividades são complementadascom sessões de observação do céu no MiniobservatórioAstronômico do INPE.

2. Metodologia

Os assuntos abordados nos três anos estão detalha-dos na Tabela 1. Cada professor desenvolveu suaaula e materiais de apoio pensando em atingir seu pú-blico, estudantes do ensino fundamental II (do 6◦ ao 9◦

ano), com a utilização de recursos como material mul-timídia, simuladores de experimentos físicos e materi-ais diversos, sempre visando estimular a experimentaçãopara a assimilação do conceito (astro)físico. As ativida-des de observação tiveram o suporte de material e daequipe do Miniobservatório Astronômico do INPE [3].

Tabela 1: Assuntos abordados.

Tema Assuntos abordados

Sistema solar O sistema solar, meteoros, esfericidade da TerraSistema solar em escala de tamanho

Lua e Terra Crateras de impacto, fases da Lua, translaçãoda Terra e as estações do Ano

Sol Estrutura e atividade solarEstrelas Formação e morte, estrelas bináriasGaláxias Via Láctea e outras galáxiasCosmologia Início e expansão do Universo

Física básica

O espectro eletromagnético, sistemas de coordena-das, sistemas de medidasLeis Fundamentais da física: conservação de energiae momentum (incluindo rotação), gravidade, órbitas,emissão de ondas de rádio e suas aplicações

AtividadesObservação do Sol, medição de crateras

observacionaislunares, observação do céu noturno.Construção de um rádio para ouvir o som do Sole de Júpiter

OutrosA ciência e a ficção científicaSondas espaciais e montagem de modelos dealgumas sondas

Os materiais utilizados em algumas das aulas podem serencontrados no link abaixo:

http://decolar-astronomia.blogspot.com/

3. Resultados

Dentre as várias aulas oferecidas durante o curso, selecio-namos dois exemplos que serão detalhados a seguir.

3.1 Aula sobre o SolOs assuntos da aula sobre o Sol foram: fenômenos rela-cionados à rotação da Terra, como o dia e a noite e os fu-sos horários, a atividade solar e sua emissão em diferentescomprimentos de onda. Antes de iniciar a aula foi pedidoaos estudantes que fizessem um desenho do sistema Sol- Terra, como uma forma de conhecer as pré concepçõesdeles sobre estes objetos e sua interação. Todos os de-senhos puderam ser agrupados em categorias, que estãoexemplificadas na Figura 1 a seguir.

Figura 1: Desenhos da categoria (a) têm o Sol e a Terra emescala, na categoria (b) eles também aparecem em escala,mas o Sol aparece apenas parcialmente. Na categoria (c)não há a preocupação com escala e em (d) aparecem ór-bitas e até outros planetas do Sistema Solar. Na categoria(e) os desenhos são únicos e os mais variados possíveis.

Aqui vale mencionar que na semana anterior à realizaçãoda aula a mídia (televisão) veiculou o first light de um novoinstrumento dedicado à observação do Sol, o Solar Dyna-mics Observatory que havia captado uma erupção de fila-mento [4]. Essa imagem apareceu em alguns dos dese-nhos; em dois desenhos o Sol e a Terra tinham ’carinhas’,em outro o aluno ao invés de desenhar o Sol desenhou suarepresentação do ciclo triplo-α, e um terceiro aluno prefe-riu escrever um texto. A rotação da Terra foi apresentadacom o uso de um globo terrestre e uma fonte de luz. Osestudantes perceberam uma faixa sobre o globo onde nãohavia iluminação total nem escuridão total, e questionaramo que acontecia ali. Eles conseguiram associar essa regiãoà transição entre a tarde e a noite e concluíram que o anoi-tecer não ocorre instantaneamente. A seguir eles pintaramuma ilustração do Sistema Sol - Terra visto a partir de cima,considerando agora a iluminação do globo como tinhamvisto na demonstração. A maioria pintou corretamente aparte iluminada com azul e verde e a parte da noite comlápis preto ou marrom. Alguns resultados diferentes foram:a parte de noite é muito pequena ou o limite entre o dia e anoite acompanhou o contorno dos continentes. Muitas ou-tras perguntas interessantes surgiram durante a aula, porexemplo: na face do Sol que não está voltada para a Terra énoite também? As manchas solares são ’buracos’ no Sol?Como o Sol faz para brilhar, ele é uma bola de fogo? Comoo Sol consegue ficar parado no centro do Sistema Solar?Existe água ou vida no Sol/nas estrelas? Concluímos quea demonstração de fenômenos relacionados ao Sol tantopor imagens quanto por objetos fortaleceu os conhecimen-tos de alguns dos estudantes sobre esse tema, e ajudou amodificar pré concepções de outros, que passaram a com-preender, por exemplo, que o Sol é uma estrela e, de certaforma, a mais importante para a vida na Terra.

3.2 Aula sobre o espectro eletromagnéticoA aula sobre o espectro eletromagnético foi dividida emuma parte expositiva e outra experimental. A parte expo-sitiva foi preparada no sentido de associar o tema a con-ceitos concretos, usando muitas atividades e figuras. Osalunos demonstraram que tinham pouco conhecimento so-bre o tema da aula. Na parte experimental foi realizadauma demonstração com barbantes e água para que os es-tudantes visualizassem o que é uma onda, explicando-seem seguida que a luz também é uma onda, e que todaonda possui certas propriedades. Na atividade “Qual afrequência?” [5] os estudantes foram divididos em gruposque deveriam montar um modelo simplificado do espectroda luz visível, determinando a relação entre comprimentode onda e frequência (c = ν × λ). Foi ressaltado que a pro-posta desta atividade era principalmente instigar o espíritoinvestigativo que move o trabalho de um cientista, e que oerro faz parte da experimentação. Somente um grupo nãoconseguiu concluir o resultado desta atividade pois erraramdurante a coleta de dados. Uma parte dessa atividade estádescrita e ilustrada na figura 2. Foram exibidas figuras deaparelhos de micro-ondas, antenas, câmera infravermelha,máquina de bronzeamento artificial, etc. e quando questi-onados sobre a relação desses objetos com a luz, os es-tudantes foram capazes de responder que eles produziam

outros tipos de luz. A aula foi finalizada com imagens doSol e da Galáxia em diferentes comprimentos de onda.

Figura 2: Experimento realizado com bobina de calcula-dora (1,5 m de comprimento) entre dois lápis. Mede-seum metro e marcam-se 2 traços transversais para o iní-cio e a chegada, além de três linhas paralelas nas coresvermelho, verde e violeta divididas a cada 14, 10, e 8 cm,respectivamente (cada cor representa uma onda da luz vi-sível, e cada traço representa um comprimento de onda dasua respectiva cor). A experiência consiste em girar o lápisdo lado esquerdo, cronometrando o tempo necessário pararolar toda a fita do início à chegada. Um estudante crono-metra o tempo e outros três contam quantos comprimentosde onda de cada cor passam pela janela durante aqueletempo, enquanto um quinto estudante toma nota dos resul-tados.

4. Conclusão

Devido à ótima recepção das atividades por parte dos estu-dantes, a parceria entre o programa Decolar e a Divisão deAstrofísica do INPE é renovada anualmente desde 2008.No segundo semestre deste ano os alunos retornarão aoinstituto para uma nova série de aulas. A participação dosestudantes nas áreas temáticas, entre elas a astronomia, évoluntária, e muitos retornam para essa atividade em se-mestres consecutivos. Consideramos que isso reflete obom desempenho dos professores (pesquisadores e estu-dantes de pós-graduação). Os relatos desses professoresapós as aulas mostraram que a experiência proporcionouvivências de docência muitas vezes inéditas devido à faixaetária dos estudantes. O interesse natural desses alunospela área temática é um fator incentivador para os profes-sores, pois eles têm um interesse mais acentuado nos con-teúdos propostos. Isso se reflete nas avaliações positivasdos professores em relação ao desempenho dos estudan-tes, ressaltando que “são interessados e espertos, pois fa-zem muitas perguntas fundamentais”. Um fator incentiva-dor extra pode ser visto na Figura 3.

Figura 3: Recordação da visita de uma turma ao Miniob-servatório.

5. Agradecimentos

Agradecemos ao Miniobservatório pela disponibilizaçãodos telescópios e do espaço para atividades de observa-ção e também ao suporte das estagiárias Camila Cassiade Souza e Thais Maldonado Rabelo. Ao SGC/INPE peloespaço disponibilizado e pelas atividades de abertura docurso. À Sônia M. de Oliveira Moraes, pelo apoio durantetodas as atividades.

Referências

[1] http://www.sjc.sp.gov.br/sme/decolar/index.asp, último acesso em 26 de Agosto de 2010.

[2] LANGHI, Rodolfo; NARDI, Roberto. Ensino da astronomia no Brasil: educação formal, informal, não formal e divulga-ção científica. Rev. Bras. Ensino Fís., São Paulo, v. 31, n. 4, Dec. 2009 .

[3] http://www.das.inpe.br/Miniobservatorio/, último acesso em 26 de Agosto de 2010.

[4] http://sdo.gsfc.nasa.gov/assets/img/firstlight/movies/prominence20100330_sm.mov, último acesso em 25 deAgosto de 2010.

[5] http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/teachers/lessons/roygbiv/roygbiv.html, último acesso em 30 de Agosto de 2010.

XXXV Reunião Anual da SAB, 07-12 Setembro 2010, Passa Quatro/MG, Brasil