O Ensino da Astronomia

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1 O Ensino da Astronomia Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) indicam o estudo da Astronomia no 3o e 4o ciclos do Ensino Fundamental, na área de Ciências Naturais, no eixo temático "Terra e Universo" (um dos quatro eixos da área). Neste documento, é recomendada enfaticamente a observação direta do céu como ponto de partida e atividade básica no estudo da Astronomia. As seguintes passagens ilustram esta recomendação: "observação direta, busca e organização de informações sobre a duração do dia em diferentes épocas do ano e sobre os horários de nascimento e ocaso do Sol, da Lua e das estrelas ao longo do tempo, reconhecendo a natureza cíclica desses eventos e associando-os a ciclos dos seres vivos e ao calendário;" [pág. 66] "A observação direta, contudo, deve continuar balizando os temas de trabalho, sendo desejável que, além da orientação espacial e temporal pelos corpos celestes durante o dia e à noite, os estudantes localizem diferentes constelações ao longo do ano, bem como planetas visíveis a olho nu. Saber apenas os nomes das constelações não é importante, mas é muito interessante observar algumas delas a cada hora, por três ou quatro horas durante a noite, e verificar que o movimento das estrelas em relação ao horizonte ocorre em um padrão fixo, isto é, todas permanecem nas mesmas posições, enquanto o conjunto cruza o céu. Para essas observações, a referência principal continua sendo o Cruzeiro do Sul, visível durante todo o ano no hemisfério Sul." [pág. 91] "identificação, mediante observação direta, de algumas constelações, estrelas e planetas recorrentes no céu do hemisfério Sul durante o ano, compreendendo que os corpos celestes vistos no céu estão a diferentes distâncias da Terra;" [pág. 95]

2 "estabelecimento de relação entre os diferentes períodos iluminados de um dia e as estações do ano, mediante observação direta local e interpretação de informações deste fato nas diferentes regiões terrestres, para compreensão do modelo heliocêntrico;" [pág. 95] Os PCN também advertem para o grave erro pedagógico de se introduzir o modelo heliocêntrico sem que os alunos tenham antes observado sistematicamente no céu os movimentos das estrelas fixas, do Sol, da Lua e dos planetas: "[...] O conhecimento do modelo heliocêntrico de Sistema Solar, com nove planetas girando ao redor do Sol é também difícil, ao colocar-se para os estudantes o conflito entre aquilo que observam, ou seja, o Sol desenhando uma trajetória curva no céu, e aquilo que lhes ensinam sobre os movimentos da Terra." [pág. 39] "Por isso, iniciar o estudo de corpos celestes a partir de um ponto de vista heliocêntrico, explicando os movimentos de rotação e translação, é ignorar o que os alunos sempre observaram. Uma forma efetiva de desenvolver as idéias dos estudantes é proporcionar observações sistemáticas, fomentando a explicitação das idéias intuitivas, solicitando explicações a partir da observação direta do Sol, da Lua, das outras estrelas e dos planetas.[...]" [pág. 40] "No desenvolvimento desses estudos, é fundamental privilegiar atividades de observação e dar tempo para os alunos elaborarem suas próprias explicações. Por exemplo, nos estudos básicos sobre o ciclo do dia e da noite, a explicação científica do movimento de rotação não deve ser a primeira abordagem sobre o dia e a noite, o que causa muitas dúvidas e não ajuda a compreensão do fenômeno observado nas etapas iniciais do trabalho." [pág. 62]

3 "Certamente os alunos manifestam a contradição entre o que observam no céu --- o movimento do Sol tomando-se o horizonte como referencial --- e o movimento de rotação da Terra, do qual já tiveram notícia. [...]" [pág. 62] Entretanto, apesar destas recomendações serem evidentemente corretas do ponto vista pedagógico, elas apresentam uma dificuldade prática igualmente evidente: as aulas para crianças são de dia, quando não é possível observação direta de estrelas, nem de constelações, nem de planeta algum. Organizar atividades de observação noturnas junto com o professor, na escola ou em outro local, é muito difícil na prática, pois não é possível saber com a antecedência necessária se o tempo estará chuvoso ou nublado, o que inviabiliza a atividade. Assim, constitui um desafio para escolas e professores "proporcionar observações sistemáticas" do céu aos estudantes, e desse modo organizar o estudo da Astronomia em bases concretas. A Oficina de Astronomia foi criada para solucionar este problema. Nossa proposta fundamenta-se na utilização de um material didático individual (que o aluno leva para casa, assim como os cadernos e livros): um ASTROLÁBIO. Trata-se de uma versão moderna, leve e de baixo custo, do antigo instrumento astronômico, desenvolvida especificamente para este fim. Vejamos como o astrolábio soluciona o problema de ensinar astronomia a partir da observação sistemática do céu: As atividades estão organizadas em um sequência de UNIDADES, cada uma delas com DOIS MOMENTOS: um na escola, de dia, com o professor presente; e outro em casa, à noite, sem o professor. Os dois momentos estão ligados entre si pelo astrolábio, que os alunos levam para a sala de aula e têm sempre à mão em casa.

4 Em cada unidade, o professor introduz, discute e exemplifica os conceitos pertinentes com a ajuda do astrolábio, na sala de aula. (Só há observação diurna do céu na escola excepcionalmente, e apenas se isso for possível.) Ao final de cada aula, o professor passa como "tarefa para casa" uma observação direta do céu relacionada com o tema da unidade, e explica detalhadamente (na própria aula) como o astrolábio deverá ser usado nesta atividade. Os alunos terão portanto várias noites até a aula seguinte para cumprir a tarefa (tipicamente uma semana), sendo então bem provável que haja pelo menos uma oportunidade para a observação com condições climáticas adequadas. Dessa forma, a Astronomia é apresentada a partir dos fatos que o aluno vê no "céu de verdade" sobre sua cabeça, e só depois introduz as noções e teorias abstratas, como, por exemplo, o modelo heliocêntrico. As 31 unidades que compõem a Oficina de Astronomia estão divididas em 3 partes: PARTE 1: ESTRELAS E CONSTELAÇÕES PARTE 2: O SOL E AS ESTAÇÕES DO ANO PARTE 3: A LUA E OS PLANETAS No final de cada uma dessas partes há uma unidade especial, que reúne as noções estudadas até então em torno de umas poucas idéiaschave. Desse modo, as observações concretas e os conceitos abstratos são todos incorporados a uma imagem-síntese articulada e duradoura na mente dos alunos. IDÉIAS-CHAVE DA PARTE 1: Os pólos celestes como os pontos em que o eixo de rotação da Terra "fura" a esfera celeste. O dia sideral como o tempo que a Terra demora para dar uma volta completa sobre seu eixo. IMAGEM-SÍNTESE DA PARTE 1: A Terra como uma esfera que gira em torno do seu eixo.

5 IDÉIAS-CHAVE DA PARTE 2: Posição do Sol contra o fundo de estrelas. Eclíptica como plano da órbita da Terra. Solstícios e equinócios como pontos da órbita. IMAGEM-SÍNTESE DA PARTE 2: A Terra como uma esfera que gira em torno do Sol. IDÉIAS-CHAVE DA PARTE 3: Sistema Heliocêntrico de Copérnico. Explicação copernicana para a retrogradação dos planetas. Por que o Sol e Lua não retrogradam. Mercúrio e Vênus sempre próximos do Sol por serem planetas internos. IMAGEM-SÍNTESE DA PARTE 3: O Sistema Solar. Em cada uma das 3 partes, a unidade de conclusão é seguida por uma unidade extra, optativa, em que as idéias-chave são desenvolvidas em profundidade. A sólida base empírica proporcionada pelo uso do astrolábio possibilita a abordagem de muitos temas interessantes, que normalmente não são discutidos devido a dificuldades técnicas. Como exemplo citamos o estudo da estrutura matemática dos calendários solares, lunares e lunissolares, ilustrado por casos concretos de povos e culturas que adotaram tais calendários. Isto é trabalhado em conexão com o tema transversal Pluralidade Cultural, conforme recomendação dos PCN: "Os estudantes devem ser orientados para articular informações com dados de observação direta do céu, utilizando as mesmas regularidades que nossos antepassados observaram para orientação no espaço e para medida do tempo, o que foi possível muito antes da bússola, dos relógios e do calendário atual, mas que junto a eles ainda hoje organizam a vida em sociedade em diversas culturas, o que pode ser trabalhado em conexão com o tema transversal Pluralidade Cultural. [...]" [pág. 40]

6 "valorização dos conhecimentos de povos antigos para explicar os fenômenos celestes." [pág. 67] "confrontar as diferentes explicações individuais e coletivas, reconhecendo a existência de diferentes modelos explicativos na Ciência, inclusive de caráter histórico, respeitando as opiniões, para reelaborar suas idéias e interpretações;" [pág. 90] Além disso, a Oficina de Astronomia procura contextualizar historicamente cada descoberta, cada conceito e cada teoria, antes de relacioná-los com os modelos científicos atuais e com seus desdobramentos. Assim, por exemplo, são estudadas as origens históricas dos pontos cardeais e da divisão da Terra pelo equador, trópicos e círculos polares (Geografia); bem como a origem histórica do nosso calendário Gregoriano. Esta interdisciplinaridade também é recomendada pelos PCN, como vemos nas seguintes passagens: "compreender como as teorias geocêntrica e heliocêntrica explicam os movimentos dos corpos celestes, relacionando esses movimentos a dados de observação e à importância histórica dessas diferentes visões;" [pág. 90] "comparação entre as teorias geocêntrica e heliocêntrica, considerando os movimentos do Sol e demais estrelas observados diariamente em relação ao horizonte e o pensamento da civilização ocidental nos séculos XVI e XVII;" [pág. 96]

7 "valorização do conhecimento historicamente acumulado, considerando o papel de novas tecnologias e o embate de idéias nos principais eventos da história da Astronomia até os dias de hoje." [pág. 96] Para finalizar, resumimos as vantagens da Oficina de Astronomia: excelência pedagógica; é viável e barata para a escola; é lúdica e divertida para o aluno; os pais dos alunos apreciam o material didático; os conceitos apresentados relacionam-se diretamente com a realidade do aluno; é interdisciplinar (Ciências, Geografia, História, Matemática).