Ensino de astronomia na escola: concepções, ideias e práticas by Editora Átomo

ensino de

Astronomia na escola concepĂ§Ăľes, ideias e prĂĄticas

Marcos Daniel Longhini | org.

DIRETOR GERAL Wilon Mazalla Jr. COORDENAÇÃO EDITORIAL Marídia R. Lima COORDENAÇÃO DE REVISÃO E COPYDESK Catarina C. Costa REVISÃO DE TEXTOS Paola Maria Felipe dos Anjos EDITORAÇÃO ELETRÔNICA Fabio Diego da Silva Patrícia Lagoeiro Tatiane de Lima CAPA Paloma Leslie Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Longhini, Marcos Daniel Ensino de astronomia na escola : concepções, ideias e práticas / Marcos Daniel Longhini org. -1. ed. -- Campinas, SP : Editora Átomo, 2014. Vários autores. Bibliografia 1. Astronomia - Estudo e ensino 2. Prática de ensino 3. Professores - Formação profissionais I. Longhini, Marcos Daniel. 14-08134

CDD-370.1

Grupo Átomo e Alínea Rua Tiradentes, 1053 - Guanabara - Campinas-SP CEP 13023-191 - PABX: (19) 3232.9340 e 3232.0047 www.atomoealinea.com.br Impresso no Brasil

Apoio Cultural

Grupo de Estudos sobre Educação em Astronomia www.geea.net.br

Sumário Prefácio............................................................................................................. 9 Apresentação................................................................................................... 13 Parte I. Algumas Concepções sobre o Ensino de Astronomia................... 15 Capítulo 1 O Céu e a Terra: imagens no espelho.............................................................. 17 Carlos Aparecido Kantor

Capítulo 2 Conteúdos Conceituais, Procedimentais e Atitudinais no Ensino da Astronomia: a Terra e seus movimentos................. 33 Juan Bernardino Marques Barrio

Capítulo 3 Do Ensino de Astronomia Centrado no Professor para Uma Aprendizagem Centrada no Estudante: uma revisão.............................. 51 Timothy F. Slater

Capítulo 4 O Programa “Global Hands-on Universe” e o ensino de Astronomia............ 69 Rosa Doran

Parte II. Ideias e Práticas para o Ensino de Astronomia.......................... 85 Capítulo 5 O Relógio de Sol Equatorial e o Globo Terrestre Orientado.......................... 87 Leonardo Marques Soares e Francisco de Borja López de Prado

Capítulo 6 Estratégias Alternativas para o Ensino de Astronomia................................. 105 Daniel Trevisan Sanzovo, Vanessa Queiroz e Rute Helena Trevisan

Capítulo 7 O Heavens-Above e Algumas de Suas Potencialidades Didáticas................ 125 Gustavo Iachel

Capítulo 8 Medindo o Tamanho da Terra: o projeto Eratóstenes Brasil......................... 145 Rodolfo Langhi

Capítulo 9 A Complexidade e a Dialética de um Ponto de Vista Local e de um Ponto de Vista Global em Astronomia............................................ 169 Nicoletta Lanciano

Capítulo 10 Ensino de Astronomia além da Sala de Aula: integração de atividades extraclasse ao ensino formal................................. 197 Sérgio Mascarello Bisch, Marconi Frank Barros e Thiago Pereira da Silva

Capítulo 11 O Sol Quase Nunca Nasce a Leste: modelos do horizonte local.................. 215 Rosa M. Ros

Capítulo 12 Proposta Didática para o Ensino Médio: o caso Plutão e a natureza da ciência............................................................ 237 Vanessa Nóbrega de Albuquerque e Cristina Leite

Capítulo 13 Modelo Didático para a Simulação do Movimento Aparente do Sol na Esfera Celeste e as Sombras dos Objetos................................................. 253 Daniel Iria Machado

Capítulo 14 Estações do Ano: oficinas para a aplicação de modelos heliocêntricos........ 275 Paulo Henrique Azevedo Sobreira

Parte III. Relatos de Experiência.............................................................. 295 Capítulo 15 Conhecimentos e Fantasia a Respeito do Sol: uma proposta de ensino com base em contações de histórias problematizadoras...................................................................... 297 Mariana Ferreira de Deus e Marcos Daniel Longhini

Capítulo 16 O Céu dos Alunos: os conhecimentos de Astronomia de estudantes do Ensino Médio com base em um referencial topocêntrico........................ 321 Marcos Daniel Longhini e Hanny Angeles Gomide

Capítulo 17 A Dimensão Espacial das Fases da Lua: contribuições para uma proposta de ensino.................................................. 339 Alejandro Gangui, Esteban Dicovskiy e Maria C.Iglesias

Capítulo 18 Onde Estou? Um trabalho com alunos de Ensino Médio que envolve localização espacial e geográfica.............................................. 359 Marcos Daniel Longhini, Iara Vieira Guimarães e Telma Cristina Dias Fernandes

Capítulo 19 Reflexões e Estratégias de Ensino de Astronomia para Todos..................... 385 Maria Helena Steffani

Capítulo 20 Atividades Didáticas de Astronomia em Escolas Municipais: palestras, relógios de Sol e Sistema Solar em escala.................................... 401 Paulo Sergio Bretones

Capítulo 21 Escolas a Céu Aberto: experiências possíveis de Didática da Astronomia em escolas públicas...... 423 Néstor Camino e Cristina Terminiello

Sobre os Autores........................................................................................... 443

Prefácio É com grande satisfação que apresento, particularmente para os professores, uma nova safra de assuntos disponíveis em Astronomia para uso nas escolas. É confortador verificar quanto se modificou e enriqueceu o panorama para o ensino dessa fascinante disciplina, durante os muitos anos de minha militância nessa área. Conhecer um pouco das carências e dificuldades por que passamos, até as conquistas em que esta publicação se insere, deve contribuir para valorizar as opções que nela agora se oferecem. Com isso, espero ser perdoado ou, pelo menos, justificado, para partilhar algumas reminiscências. Depois de montar o primeiro telescópio fixo da região de Campinas, no alto do prédio da Pontifícia Universidade Católica (PUC), em Campinas, no ano de 1955, sugeri, ao então Reitor, a criação da disciplina “Cosmografia”, especialmente destinada aos futuros professores de Geografia nessa Licenciatura. Os futuros professores de Matemática e de Física tinham uma disciplina chamada “Mecânica Celeste”, cujos livros adotados eram em italiano, mas que ficava no campo algébrico da gravitação, dos sistemas de coordenadas e da geometria da esfera celeste. Na falta de professores especializados, tive de assumir as aulas de Cosmografia que havia sugerido. Não existia, ou era muito raro, qualquer texto que pudesse ser recomendado aos estudantes, sobretudo em português. Na busca de ajuda, fui ao Observatório Nacional (ON), no Rio de Janeiro. Fui recebido pelo Diretor do Serviço da Hora, Prof. Luiz Moniz Barreto, que me apresentou ao Diretor do Observatório, Prof. Lélio Gama, em cujos livros sobre “séries numéricas” eu havia estudado. Logo passei a recorrer às Cartas Celestes de Luiz Cruls (1848-1908), diretor do Observatório Nacional, que as editou em fins do século XIX. Nessa mesma visita ao ON, em 1957, antes do início da Era Espacial (Sputnik I, outubro de 1957), o Prof. Moniz Barreto, que viria a ser o Diretor, apresentou-me a um estagiário que trabalhava numa das cúpulas, fazendo um estudo sobre Marte, o qual se chamava Ronaldo Rogério de Freitas Mourão e que viria a ser um dos grandes autores brasileiros para estudo e divulgação da Astronomia. Poucos anos depois, saíam publicadas, pela Editora Melhoramentos de São Paulo, as Cartas Celestes de Domingos Marchetti, que passei a usar com meus alunos

10  Prefácio de Cosmografia, em aulas a céu aberto. Isso ainda era possível nos arredores escuros da cidade de Campinas, no fim da década de 1950. Como primeiro livro didático, tive de importar, em 1957, o Elementos de Cosmografia, de Florencio Charolla, da Editora Kapeluz, de Buenos Aires, e mais Astronomie, de L. Rudaux e G. Vaucouleurs, da Editora Larousse. Este último era um livro completo para a época, mas, além de caro, foi escrito em francês o que o tornou inviável como livro para os alunos. Na década de 1960, aportaram, no Brasil, os projetos de ensino americanos, como PSSC (Physical Science Study Committee) e ESCP (Earth Science Curriculum Project), que abordavam aspectos da Astronomia. Trabalhei na tradução de ambos. Em 1970, chegou ao Brasil o HPP (Harvard Project Physics), que oferecia uma unidade inteira dedicada ao ensino da Astronomia, mas era escrito em inglês. Nesse mesmo ano, esse projeto foi ministrado no Instituto de Física da Universidade de São Paulo (Ifusp) por um corpo docente meio americano, meio brasileiro, a quarenta professores vindos de todos os países da América Latina, metade deles brasileiros. A mim, coube ministrar duas das seis unidades, uma delas a de Astronomia. Embora fosse esse um belíssimo projeto, oriundo de um dos tradicionais centros de Astronomia da América do Norte, sua aplicação no Brasil se mostrava pouco viável, a começar pelo custo da tradução para a edição em português. Nesse período tomei a resolução e a iniciativa de começar a redigir textos acompanhados de atividades. Assim, em fins de 1970, saía a primeira edição com os primeiros capítulos de O céu, com textos acompanhados de atividades, todos originais. Essa publicação foi possível graças ao generoso empenho do Prof. José Goldemberg, à época, diretor do Ifusp. Ainda em dezembro desse mesmo ano, fui ministrar o primeiro curso para professores de diferentes níveis, com textos e atividades de O céu. Esse curso, para cerca de vinte professores do ensino médio e superior, foi promovido pelo Prof. Luiz de Oliveira, no Centro de Ciências do Nordeste (Cecine), na cidade universitária da Universidade Federal de Pernambuco, em Recife-PE. Em 1971, foram realizados os primeiros dois filmes sobre assuntos concernentes à Astronomia, especificamente dedicados às escolas, por encomenda do Ministério da Educação (MEC) e supervisionados pelo Instituto Nacional do Cinema (INC): O Sistema Solar e Estrelas e Universo. Esses filmes sonoros e coloridos, de 10 minutos de duração cada, foram distribuídos pelo próprio MEC para escolas de todo o país. Casualmente, fui o autor dos textos e ajudei na produção dos roteiros. Não creio que tenham sido usados com a intensidade e o proveito que animaram sua produção. No corpo da tese de doutorado, em 1973, eu incluí mais três volumes de anexos. Um deles era O céu, que pretendia exemplificar minhas propostas para uma diferente abordagem no ensino da Ciência, pelo lado da Astronomia.

Prefácio  11

Fui convidado pelo diretor do Centro Latino-Americano de Física (CLAF) a dar um curso oferecido pelo Centro Americano de Física (CURCAF), a professores de Física, o qual seria realizado em Tegucigalpa, Honduras, e dedicado a jovens professores universitários dos países da América Central e Caribe. Para esse evento, o então reitor da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) mandou imprimir uma pequena edição especial dos dois volumes: Mecânica e O céu, para que fossem presenteados aos participantes. Na segunda semana de aulas, as autoridades da Universidad Nacional Autônoma de Honduras procuraram a embaixada brasileira, a fim de solicitar uma repetição do curso, que seria basicamente dedicado aos estudantes da Escuela Francisco Morazzan, formadora de todos os docentes das escolas hondurenhas. No ano seguinte (1975), com patrocínio da divisão de Cooperação Técnica do Itamaraty (Ministério de Relações Exteriores), o curso repetiu-se naquele país, ainda na Universidade oficial, mas, dessa vez, voltado para os professores em formação. Foi realizada outra pequena edição de Mecânica e O céu, para que fossem dados de presente aos participantes, agora, em nome da Embaixada do Brasil. Nesse curso, fui ajudado por dois assistentes, meus ex-alunos na UNICAMP. Cerca de vinte professores, provenientes da América Central e Caribe, que frequentaram o primeiro curso, fizeram gestões para que este se realizasse em seus países. Essa é a razão do grande número de cursos sobre O céu dados na América Latina e no Caribe nos anos seguintes e, juntamente com os ministrados também dentro do Brasil, foram importantes como base para o nascimento do projeto “Joãozinho da Maré”. Na década de 1980, saíram os livros Com(ns)Ciência na Educação (Editora Papirus), A Terra em que vivemos (Editora Átomo) e muitas edições de O que é Astronomia, da série Primeiros passos (Editora Brasiliense). Todas essas publicações tiveram importante papel na contribuição para a divulgação da Astronomia naquela época entre os jovens no Brasil e são testemunho, de como o trabalho, às vezes anônimo ou desconhecido, está por trás de todas as conquistas de que dispomos agora. Desse modo, a narrativa desses fatos, aparentemente fora do propósito desta obra que me honra como prefaciador, tem o objetivo de salientar que os anos de lutas e de carências de materiais disponíveis para o ensino dessa ciência-aventura do homem em seu planetinha e suas “vizinhanças” nos fazem valorizar ainda mais aquilo que agora está a nosso dispor nesta edição, com a participação de notáveis autores empenhados na pesquisa sobre o ensino da Astronomia. Quero ainda valer-me do privilégio de prefaciador e das décadas de trabalho docente para apresentar ao professor alguns fragmentos dessa experiência. Tradicionalmente, a escola e nossos hábitos educacionais colocam o aluno como receptáculo passivo, que vai ser preenchido com os conhecimentos que lhe serão ministra-

12  Prefácio dos. Creio, no entanto, que ao professor cabe mais que ser a “fonte”, ser o orientador de todo o rico processo educacional. Cabe a ele mostrar aos jovens, em primeiro lugar, a relevância do que vai ser estudado. Ele, o PROFESSOR, pode e deve ser poupado de repetir o óbvio, que já está no livro ou em qualquer outra fonte de informação. A ele, está reservada atribuição mais significativa e mais nobre: estimular a curiosidade com os pequenos desafios à inteligência e, eventualmente, ajudar a superar as inevitáveis dificuldades que possam obstruir o processo de construção do conhecimento. Mesmo nos cursos de pós-graduação, muitas vezes, temo-nos queixado da baixa capacidade dos participantes em ler, entender e extrair o teor dos textos. É que a escola, tradicionalmente, fala da importância de ler, mas, raramente, oferece uma situação em que a leitura pode ser, de fato, exercitada e corrigida ou, pelo menos, melhorada. Outro aspecto importante é a verbalização daquilo que cada um entendeu de um texto ou conceito que esteja sendo tratado. A discussão evidencia as possíveis distâncias entre o que se está pretendendo ensinar e aquilo que cada aluno consegue assimilar. Essa é uma frequente causa da quebra na continuidade do processo de aprendizagem. A única forma de o professor tomar a “temperatura” do aprendizado de seus alunos e de calibrá-lo é a verbalização deles sobre o assunto. A simples reprodução de palavras ou números em “provas” pode não significar nada. As avaliações, quase sempre, não medem nada, ainda que expressas por números. Outro aspecto que me atrevo a lembrar é nossa carência tanto de iniciativa quanto de habilidade para usar as mãos nas situações de aprendizado. Todos os capítulos apresentados neste livro podem ser proveitosas oportunidades para desenvolver essas qualidades e mais: para leitura, para verbalização de argumentos, para desafios às jovens inteligências que precisam, mais que de informações, de oportunidades de exercitar o raciocínio, exprimir suas dúvidas e sua argumentação. Parabenizo os autores pelo grande trabalho e pelas contribuições concretas para o ensino que apresentam: uma nova “safra” de recursos para uma melhor educação científica. Felicito também os professores que, agora, podem dispor de mais estas opções: uma variedade de assuntos com diferentes abordagens do ensino da Astronomia, produzidas por seleto grupo dedicado à Educação e ao o ensino da Ciência de Urânia. Rodolpho Caniato

Apresentação A escola é espaço educativo por excelência e, nela, a Astronomia não pode ser deixada de lado, pois se trata de um estudo que deixa como legado às futuras gerações o conhecimento elaborado e o encantamento sentido por tantos povos, ao contemplarem o céu, no decorrer dos tempos. Considerando tal inter-relação, esta obra tem como objetivo apresentar, em cada capítulo, concepções, ideias e práticas voltadas para o ensino de Astronomia no espaço escolar. Com a contribuição de professores de diferentes partes do país e, até mesmo, de fora dele, diversos temas da área são abordados, como reflexões teóricas sobre o ensino desse campo de conhecimento, o emprego de modelos e recursos computacionais, além de atividades cuja base é o local da escola, sem o uso de aparatos sofisticados. Esperamos que este livro possa contribuir com as escolas na superação da lacuna que tem sido o ensino de Astronomia para seus alunos e, especificamente, ao professor, desejamos que seja um estímulo para sua prática profissional.