APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA INTERDISCIPLINAR NA CONFECÇÃO DE UM RELÓGIO SOLAR NASCIMENTO, FLÁVIO BORGES*; NASCIMENTO, TATIANE S.

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1 APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA INTERDISCIPLINAR NA CONFECÇÃO DE UM RELÓGIO SOLAR NASCIMENTO, FLÁVIO BORGES*; NASCIMENTO, TATIANE S. XAVIER**; *Secretaria de Educação do município de Monte Mor-SP; Colégio Salesiano Liceu Nossa Senhora Auxiliadora **Secretaria de Educação do Estado de São Paulo ; RESUMO: As atividades práticas proporcionam aos estudantes a oportunidade de identificar e reconhecer um significado no processo de ensino-aprendizagem, processo esse, que é pedagogicamente definido como aprendizagem significativa, mencionada neste trabalho, como proposta didáticometodológica para a construção de um relógio solar a ser confeccionado com estudantes do 6º ano do ensino fundamental II, utilizando a interdisciplinaridade entre as disciplinas de Matemática e Geografia, proporcionando a construção gradativa do conhecimento científico ao passar pelas fases de levantamento bibliográfico, confecção do relógio solar simples proposto pela olímpiada brasileira de astronomia (OBA), e por fim, testes práticos, ora transitando pelo universo matemático, ora pelo universo dos conhecimentos geográficos. Vários conceitos são trabalhados, pois o instrumento, ainda que de forma imprecisa, no que se refere ao horário de verão brasileiro, mede as horas usando o movimento aparente do Sol, de acordo com a sombra produzida. Palavras-chave: Ensino de Matemática, ensino da Geografia, relógio solar e aprendizagem significativa. 1. INTRODUÇÃO: O Sol é a estrela mais próxima da Terra e a vida depende de sua existência, seu comportamento extremamente regular em sua aparente trajetória no céu, nascendo de um lado do horizonte proporcionando a iluminação e aquecimento terrestre ao alcançar o local mais alto no céu, do outro lado ocorre o pôr do sol, completando um arco de circunferência até ocorrer seu desaparecimento, isso faz com que a sombra de um objeto modifique a direção e tamanho durante o dia e durante as mudanças de estações do ano, perguntas simples de como, identificar em qual direção fica a frente de uma casa ou qual posição correta de construção uma escola

2 para receber máxima iluminação natural, são questionamentos que ajudam a despertar o interesse pela matemática, geografia e ciências por meio da aprendizagem significativa. A confecção do relógio de sol permite que sejam trabalhados conceitos geográficos de orientação pelos pontos cardeais, construção de rosa dos ventos e movimentos da Terra, como a rotação e translação, latitude e longitude, em Matemática são feitas experiências com tamanhos e direções de sombras, determinação do meridiano local e dos pontos cardeais, medida, ângulo, distância, bissetriz, perpendicularidade, circunferência, triângulo, semelhança, regra de três e trigonometria. As competências e habilidades definidas nos Parâmetros Curriculares Nacionais do Brasil, PCNs, juntamente com o conteúdo programático dos anos iniciais do ensino fundamental II, abordam conceitos de orientação geográfica e movimentos da Terra, como a rotação, translação, equinócio e solstício (BRASIL,1998). Conhecimentos que são abordados na Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA), associado à construção de um relógio solar, tendo em vista que esse trabalho além de discutir vários conceitos, também permite a interdisciplinaridade com a matemática, pois o instrumento, ainda que de forma imprecisa, mede as horas usando o movimento aparente do Sol, de acordo com a sombra produzida pelo Gnômon. Não existe um relógio que seja universal, especialmente se tratando de um Relógio de Sol, logo, se quisermos um instrumento solar que nos indique a hora de forma precisa, devemos projetá-lo de acordo com o local onde ele será instalado e de acordo com o tamanho que se dispõe para construí-lo (MACHADO et al.,2010). 2. MATERIAIS E MÉTODOS A proposta da OBA está pautada na confecção de um relógio solar simples, pois terá um ponteiro e somente as linhas das horas inteiras, ou seja, ele não marcará minutos e segundos. A haste do aparelho é conhecida por Gnômon, que, em grego, significa relógio de sol, (BERGMANN; FRAQUELLI; 2009). O movimento de rotação da Terra apresenta aproximadamente 24 horas para completar uma volta completa ao redor da Sol, uma circunferência é composta por 360 graus, logo, dividindo 360 graus por 24 horas obtêm-se 15 graus para cada hora, ou seja, o Sol aparentemente gira

3 15 graus em cada hora ao redor da Terra (SANTOS;2005), contudo, em um modelo simplificado para o 6º ano, cada linha de hora distancia-se 15 graus uma das outras. A confecção dividiu-se em etapas, sob orientação do professor os estudantes utilizaram seus equipamentos eletrônicos, tablets e ipads, conectados à internet para pesquisar a história do relógio solar, figura 1a, com objetivo de realizar um levantamento bibliográfico básico, vários sites foram consultados e diversos modelos surgiram, entre eles, o modelo equatorial, analêmático, horizontal e vertical. A etapa seguinte estava pautada em encontrar o aparelho solar proposto pela OBA, e assim, elaborar a lista dos materiais necessários para construir o primeiro aparelho solar, todos estudantes ficaram apreensivos, pois os modelos disponíveis na internet eram extremamente sofisticados e o modelo OBA aparentemente seria de difícil confecção, figura 1b. O docente projetou o modelo escolhido pela OBA, na lousa digital e o rascunho do projeto foi iniciado em uma folha em branco. Para fazer o primeiro aparelho foram necessários materiais básicos que podem ser encontrados em qualquer lar, o ponteiro, pode ser feito com um palito de dente ou um espetinho para churrasco, a base do relógio pode ser criada com a tampa de uma caixa de sapatos ou a capa de um caderno obsoleto. O desenho do modelo esquemático foi produzido com o uso de um transferidor e uma caneta esferográfica. Após confeccionarem o rascunho do projeto, os equipamentos eletrônicos foram utilizados novamente para pesquisarem a latitude da cidade de Campinas-SP, assim, seria definida a inclinação ideal para se obter as horas, no caso de Campinas-SP a latitude é de Sul, figura 1b, também foi realizado um breve debate a respeito da divisão do mundo em dois hemisférios - Norte e Sul, a partir dessas informações, fazer um relógio solar parecia ser bem simples, pois ele apresenta apenas um ponteiro com a linha que representa as horas, ou seja, ele não marca minutos e segundos. O ponto de retomada dos conhecimentos ocorreu com um debate sobre astronomia, foram abordados os conceitos trabalhados até o momento em geografia e os conceitos matemáticos relacionados a construção do aparelho. Em síntese, os alunos compreenderam o comportamento extremamente regular do Sol em sua aparente trajetória no céu e que essa regularidade seria usada para o funcionamento do relógio, as horas seriam lidas pela sombra de um ponteiro fixo sobre uma base na qual estão marcados os números

4 a) b) c) Figura 1 - a) Pesquisa em sala do relógio de sol e modelo esquemático simples, b) Inclinação ideal para Campinas Sul; c) Relógio solar montado e já orientado ao longo da linha NORTE-SUL, vista por trás (COELHO; SOUZA, 2007). As turmas passaram, então, à etapa de construção, a cada instante uma nova informação foi adquirida e mais estimulados ficavam os estudantes, enfim, chegou o momento de apresentar os aparelhos feitos na primeira tentativa de construção, uma data foi marcada e cada estudante trouxe seu primeiro instrumento solar, os relógios foram analisados pelo professor e pelos outros estudantes, ocorreu então, a identificação de erros simples. A falha mais comum foi construir um relógio para funcionar por 24 horas, figura 2a, é importante lembrar que em Campinas durante parte do ano o relógio de sol funciona das 6h até às 18h, outra falha comum foi confeccionar um modelo europeu, portanto, para funcionar no hemisfério norte com o Sol ao sul. Todos identificaram e compreenderam os erros e partiram para o momento da reconstrução.

5 Chegado o grande dia, os estudantes estavam extremamente ansiosos, pois, alguns haviam construído aparelhos sofisticados com ajuda dos familiares, os projetos foram novamente apresentados para a turma e, dessa vez, todos estavam corretos, foram confeccionados modelos diversos, figura 2c, alguns estudantes surpreenderam ao aprofundarem a pesquisa e construiram um relógio de pulso solar, figura 2d, utilizando materiais que não teriam mais utilidade em seus lares como um CD que, naturalmente seria descartado. a) b) c) d) Figura 2. a)primeira tentativa de confecção; b) e c) aparelhos reconstruídos corretos; d) relogio solar de pulso confeccionado pela aluna Isabela Palombo 6ºano. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os testes práticos ocorreram em um dos campos do Colégio em um dia ensolarado, o

6 primeiro passo dessa fase foi identificar os pontos cardeais, Norte, Sul, Leste e Oeste, contudo, após definição, foram estabelecidos os pontos do nascer do Sol e o Sol poente, surgiu então nesse momento diversos questionamento. O Sol nasce no mesmo local todos os dias do ano? E o Sol poente é sempre no mesmo local? A observação diária do nascimento do Sol, por meio de uma janela de nossa casa, durante um intervalo de alguma semanas, mostra-nos que ele não nasce ou de põem no mesmo local. Os relógios de Sol estavam enfim funcionando em perfeito estado, os estudantes posicionaram os aparelhos, acertaram as horas e divertiram-se muito com esse novo conhecimento, figura 3. a) b) Figura 3. a) Explicação do professor para o teste prático. b) Estudantes realizando o teste do relógio solar. A finalização da atividade ocorreu com o professor propondo aos seus alunos que observem os fenômenos astronômicos, como o movimento aparente do sol descrevendo arcos em um plano perpendicular ao eixo terrestre, explicou também que o momento de maior utilização dos aparelhos ocorreu durante a Idade Média, muitas catedrais e igrejas regulavam o momento das missas utilizando o relógio solar. Com a criação de relógios mecânicos (BOCZKO;1998), hoje os relógios solares tornaram-se obsoletos, é muito comum vê-los em praças e museus no Brasil. 4. CONCLUSÃO Ao final do trabalho foram construídos relógios analemáticos, equatoriais, verticais, horizontais, a conclusão a que se chega é que a experiência foi um sucesso, a dedicação dos estudantes em todas as etapas foi contagiante, observar a construção do conhecimento partindo

7 de um momento inicial em que todos sentiam que não seria possível, ou que, o aparelho não funcionaria para os resultados obtidos foi extremamente gratificante. Como finalização de todo o processo, os estudantes de sexto anos apresentaram e explicaram seus trabalhos para os estudantes dos quintos anos, uma exposição foi realizada no Colégio e um debate final foi proposto pelo professor, os estudantes adoraram falar sobre a experiência adquirida, compartilharam as dificuldades encontradas e aprovaram a forma prática de aprender. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: ALVES, S., A matemática do GPS, RPM, 59, BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros curriculares nacionais: primeiro e segundo ciclos do ensino fundamental (Tema Transversal Saúde). Secretaria de Educação Fundamental Brasília: MEC/SEF, 1998a. Bergmann, Thaisa Storchi; Fraquelli, Henrique Aita; Construção de um Gnomon e de um Relógio Solar;2009. Disponível em: < htm>. Acesso em 03 de Ago BOCZKO, R., Conceitos de Astronomia, Edgard Blucher, BOYER, C. B., História da Matemática, trad. Elza. F. Gomide, Ed. Edgard Blucher, COELHO; Pamela Marjorie Correia; SOUZA, Eduardo Oliveira Ribeiro; ATIVIDADES PRÁTICAS DA X OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ASTRONOMIA E ASTRONÁUTICA; Disponível em:< Acesso em 05 de Ago FRIAÇA, A. C. S., DAL PINO, E., SODRÉ Jr., L., JATENCO-PEREIRA, V., Astronomia: uma Visão Geral do Universo, São Paulo: Edusp, 2000.

8 HOGBEN, L., Maravilhas da Matemática, trad. P. M. da Silva, Ed. Globo, Porto Alegre, MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa. Brasília: Universidade de Brasília, MOURÃO, R. R., Manual do Astrônomo, Rio de Janeiro, Jorge Zahar Ed., SANTOS, C. C. Ensino de ciências: abordagem histórico-crítica. São Paulo: Autores Associados, 2005.

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