UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE STELLARIUM PARA O ENSINO DE TÓPICOS DE ASTRONOMIA DO CURRÍCULO MÍNIMO ESTADUAL DE FÍSICA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE STELLARIUM PARA O ENSINO DE TÓPICOS DE ASTRONOMIA DO CURRÍCULO MÍNIMO ESTADUAL DE FÍSICA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO Adriana Ferreira de Souza 1 Adriana Oliveira Bernardes 2 CEFET-RJ/CAMPUS NOVA FRIBURGO, adrianasouza991@gmail.com 1 UENF (Universidade do Norte Fluminense) 2 RESUMO Em 2012 entrou em vigor o novo currículo de Física do Ensino Médio do Estado do Rio de Janeiro, intitulado Currículo Mínimo Estadual de Física. Uma de suas inovações foi a introdução de tópicos de Astronomia no 1 o ano do Ensino Médio. Através do projeto CAPES/PIBID os futuros professores das várias áreas de conhecimento tem tido oportunidade de conhecer o trabalho realizado nas escolas pelos professores já atuantes no mercado. Neste sentido, com o projeto PIBID Astronomia na Escola, desenvolvido no Colégio Estadual Canadá de Nova Friburgo/RJ, iniciamos um trabalho com a utilização do software Stellarium para o aprendizado de tópicos de Astronomia presentes no currículo mínimo estadual. A adoção de novas tecnologias no ensino é importante, já que, com os avanços tecnológicos abundantes, nota-se que a sociedade está cada vez mais dependente de tais recursos. Seguindo esta premissa somos capazes de entender melhor os motivos da necessidade da inserção dessas tecnologias na educação. O trabalho foi realizado em escola pública do Rio de Janeiro, através de aulas expositivas oferecidas aos alunos, por um grupo de alunos graduandos em Física do CEFET/Nova Friburgo, orientados pela professora de Física supervisora PIBID. Apresentaremos neste relato, o software Stellarium como recurso didático para desenvolver habilidades e competências de Astronomia do 1 o ano do Ensino Médio. Palavras-chave: Novas Tecnologias, Ensino de Física, Ensino de Astronomia, Currículo Mínimo Estadual de Física. INTRODUÇÃO Desde criança muitos fenômenos naturais levam o ser humano a ficar fascinado e curioso, como por exemplo, ver um eclipse da lua, suas fases, ou ver a lua em pleno dia. Mas um fenômeno que desperta muito espanto nas pessoas, principalmente nas crianças é acerca do movimento Sol-Terra-Lua. É difícil para algumas pessoas acreditarem que é Sol que orbita nosso planeta e não o contrário, pois, observando do

referencial Terra, não há como saber que não é assim que ocorre. São questões como essas que despertam na criança e no jovem curiosidade e interesse pelo entendimento desses fenômenos. Mas infelizmente, na maioria dos casos, o ensino nas escolas não dá ênfase a esses assuntos, eles são tratados de forma muito superficial, sem embasamento e recursos que favoreçam a aprendizagem. As aulas tornam-se então exaustivas, pois, não utilizam de recursos que contribuam de forma significativa para a estimulação do raciocínio lógico e associação com os acontecimentos do dia-a-dia. É importante atentar para o fato de que em muitos casos, não se tem um aprofundamento da parte do professor sobre estes assuntos, devido a várias dificuldades: os erros conceituais nos livros didáticos, conteúdos fragmentados, superficiais, desarticulados, incorretos e inclusive imagens incorretas, o que compromete o ensino de Astronomia. Visando implementar aulas de Física utilizando recursos lúdicos, utilizamos o software livre, Stellarium, que permite aos alunos uma melhor compreensão de diversos temas da astronomia. Segundo SÁ (2009, p.1): A educação necessita de auxílio de ferramentas para estimular a aprendizagem, bem como fomentar o interesse do aluno acerca da construção do conhecimento. Em nível social, a população precisa responder aos desafios propostos pelo mercado de trabalho, cujas funções cada vez mais apontam para a seleção daqueles que estão aptos ao uso das novas tecnologias. Ainda de acordo com SÁ (2009, p.2): O Stellarium é um software livre, ou seja, um aplicativo gratuito que simula a abóbada celeste em tempo real. Essa simulação permite ao usuário visualizar o céu, por meio da tela de computador em 3D, tal como veria a olho nu, com binóculos ou telescópio, nos moldes de um planetário. Segundo ANDRADE et al (2009, p.1): Por ser um software livre, o Stellarium pode ser facilmente adquirido sem custos pela internet. A sua instalação é simples e não é necessário um computador com configuração avançada, sendo possível utilizá-lo na maioria dos computadores pessoais encontrado nos laboratórios de informática das escolas. HABILIDADES E COMPETÊNCIAS RELACIONADAS À ASTRONOMIA DO CURRÍCULO MÍNIMO ESTADUAL DE FÍSICA

As habilidades e competências do currículo mínimo estadual de Física implantado no ano de 2012 nas escolas estaduais do Rio de Janeiro são: 1. Saber comparar as ideias do Universo geoestático de Aristóteles-Ptolomeu e heliostático de Copérnico-Galileu-Kepler. 2. Conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição de fenômenos astronômicos (duração do dia/noite, estações do ano, fases da Lua, eclipses, marés etc.). 3. Perceber a relação entre causa, movimento e transformação de estado e as leis que regem o movimento. 4. Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. Depois de uma análise das habilidades e competências e seus correspondentes conteúdos, foram realizadas aulas expositivas, que consistiam numa abordagem inicial expositiva do tema, realizada através de uma apresentação de slides, seguida da apresentação dos fenômenos através do software Stellarium. projeto: Conteúdos relacionados às habilidades e competências, trabalhados durante a execução do 1. Sistemas geocêntrico e heliocêntrico 2. Eclipses 3. Movimento Sol/Terra/Lua e estações do ano O STELLARIUM Hoje em dia com o avanço da tecnologia, muitos recursos estão sendo disponibilizados para cada vez mais aperfeiçoarmos nossos métodos de ensino. Não é mais necessário ficar preso somente a um quadro e um giz, hoje existem ferramentas que tornam a aprendizagem mais fácil e que também atrai os alunos e torna a aula mais prazerosa. E uma dessas ferramentas é o Stellarium. O Stellarium é um software gratuito que mostra um céu realista em três dimensões, da forma como você o vê a olho nu, com um binóculo ou com um telescópio. Mais que um mapa eletrônico do céu, o Stellarium caracteriza-se como um atraente e funcional mecanismo de exploração celeste (L. Henrique, 2010).

É importante ressaltar que o software possui uma versão para sistemas baseados em Linux, já que os laboratórios de informática das escolas estaduais utilizam tais sistemas. Embasamento Teórico Sabemos que para que um país esteja em condições de atender às necessidades fundamentais de sua população, o ensino de ciências e tecnologia é um imperativo estratégico [...]. Hoje, mais do que nunca, é necessário fomentar e difundir a alfabetização científica em todas as culturas e em todos os sectores da sociedade (Declaração de Budapeste, 1999) Não podemos pensar em nenhuma concepção de conhecimento, aprendizagem e de ensino de física sem antes frisarmos a necessidade da mesma ser instrumento de democratização dos saberes. Segundo Fracalanza, Amaral e Gouveia (1986, p.26,27): o ensino crítico e problematizado de ciências, ao permitir o aprendizado dos conceitos básicos das ciências naturais e da aplicação dos princípios aprendidos a situações práticas; possibilita a compreensão das relações entre a ciência e a sociedade e dos mecanismos de produção e apropriação dos conhecimentos científicos e tecnológicos; além de garantir a sistematização dos saberes da cultura regional e local. No presente artigo, ao pensarmos, refletirmos e analisarmos a experiência desenvolvida no Ensino de Astronomia não podemos desvincular o pressuposto que nos norteou, de que o Ensino de Ciências também deve estar intrinsecamente ligado a uma concepção de formação do cidadão. Segundo Delizoicov e Angotti (1990, p.56) o exercício pleno da cidadania só é possível com um mínimo de formação básica em ciências, de modo a fornecer instrumentos que possibilitem uma melhor compreensão da sociedade em que se vive. Assim, todos os indivíduos devem receber uma formação mínima em ciências naturais para a sua formação cultural, uma vez que o conhecimento científico é parte constituinte da cultura construída pela humanidade. Para que o ensino de ciências atinja dimensões como essas é preciso superar modelos enciclopédicos no qual os saberes das ciências são simplesmente despejados de forma alheia ao contexto de ensinoaprendizagem. Muitas vezes o caráter acentuadamente universal dos conhecimentos oriundos das ciências naturais acabam associados às formas de ensino estéreis, cujo conteúdo e metodologia se caracterizam sobretudo numa invasão cultural (FREIRE, 1988).

A partir de um olhar freireano para a educação, nossa tentativa foi de atrelar o conhecimento ao saber de experiência-feito dos alunos, construindo novas possibilidades de leitura de mundo problematizadas. Para isso os recursos tecnológicos foram usados como meio para a construção de um conhecimento discutido, problematizado e que superasse a visão bancária de ensino de ciências ou astronomia, onde o aluno apenas memoriza conceitos, sem interação e questionamentos. Um ensino de ciências que se reverta na melhoria das condições de vida de uma comunidade e na formação da consciência crítica dos sujeitos envolvidos pressupõe relações dialógicas. Baseada em uma concepção problematizadora de educação (FREIRE, 2002), Delizoicov (1982) propõe uma abordagem para o ensino de ciências, que parte da abstração dos fenômenos da natureza que influem diretamente nos aspectos sociais e econômicos de uma dada realidade. Discutindo essa realidade e utilizando o conhecimento científico para melhor entende-la, se estabelecem conteúdos que tenham vínculo direto com os problemas da comunidade (DELIZOICOV, 1982, p. 63). O acesso à tecnologia, como foi nosso desafio nesse trabalho, acompanhado de conhecimento científico, se torna um fator de emancipação das populações, pois proporciona um olhar crítico sobre o uso das novas tecnologias fortalecendo o direito democrático de acesso aos bens materiais e culturais da humanidade com responsabilidade e consciência. A problematização das ciências pode ajudar aos alunos a desenvolverem o pensamento lógicodedutivo, promovendo a racionalização do mundo natural e ajudando a interpretar fatos cotidianos e a resolver problemas práticos simples, além de desenvolver a curiosidade, a qual Freire se refere como curiosidade epistemológica, já que pode levar a produção de conhecimento sobre o mundo. É fato comprovado que o ensino de ciências auxilia as crianças e jovens em áreas como linguagens e matemática. O acesso ao ensino de ciências a partir de um olhar problematizador, baseado em Paulo Freire e atrelando a este o uso das Novas Tecnologias pode ampliar o olhar dos alunos sobre o mundo, o qual se torna cada vez mais impregnado de artefatos tecnológicos os quais se encontram em permanente evolução (FUMAGALLI, 1998). METODOLOGIA

O Colégio Estadual Canadá, localiza-se na cidade de Nova Friburgo/RJ. Em 2013 através da parceria com o CEFET-RJ UnED Nova Friburgo, iniciou-se o projeto PIBID Astronomia na escola, contando com a participação de três alunos graduandos em Física. O projeto foi iniciado com a aplicação do questionário sobre conhecimento prévio de Astronomia dos alunos, realizados em todas as turmas de 1 o ano do Ensino Médio. A partir dos resultados obtidos, no qual constatamos sérias deficiências na aprendizagem da disciplina, iniciamos um trabalho, no qual utilizamos o software Stellarium para o ensino da disciplina. As aulas expositivas desenvolvidas foram: Aula 1. ( Teorias geocêntricas e heliocêntricas); Aula 2. (Eclipses); Aula 3. (Movimento do Sol, Terra e Lua, Estações do Ano). SISTEMAS GEOCÊNTRICO E HELIOCÊNTRICO A apresentação do tema Sistemas geocêntrico e heliocêntrico evolução do conhecimento do universo foi ministrada nas quatro turmas de primeiro ano do Colégio Estadual Canadá, em Nova Friburgo. O tema foi abordado de forma histórica, com o objetivo de levar aos alunos a compreensão do conhecimento científico como resultado de uma construção humana, inserido em um processo histórico e social (Currículo Mínimo). O primeiro tópico abordado foi a filosofia natural, que pode ser dito como o início das questões científicas da natureza. Nesse tópico foram mostradas as ideias de Aristóteles sobre o universo e o movimento, que influenciaram a compreensão do nosso sistema solar por muito tempo. O próximo tópico mostrou como a ideia de Aristóteles foi aperfeiçoada por Ptolomeu e foi aceita durante um grande período da Idade Média (período em que essas questões não receberam muita atenção). Também mostrou que, devido a novas observações, Ptolomeu teve que fazer algumas correções (como o epiciclo, proposto para explicar o movimento retrógrado de Marte). Chegamos a Copérnico e à criação de um sistema heliocêntrico, não aceito logo de início, pois não se encaixava nas leis do movimento de Aristóteles. Além disso, como na época se acreditava que as estrelas estavam muito mais próximas do que realmente estão, era esperado que houvesse paralaxe para as

estrelas observadas ao longo de seis meses (quando a Terra estaria no ponto mais distante do seu ponto inicial). Apesar de ter resistência, não precisava de recursos geométricos tão complexos (como o epiciclo) para explicar o movimento dos astros. Com Johannes Kepler, que dedicou sua vida às observações que fazia, chegamos às leis que descreviam um modelo de órbitas elípticas com o Sol em um dos focos, e velocidades diferentes dos planetas dependendo do seu ponto na órbita. UTILIZAÇÃO DO STELLARIUM O Stellarium foi apresentado aos alunos, para que aqueles que se interessassem, pudessem baixá-lo. O programa conta com um sistema de localização, onde você configura o programa para mostrar o céu a partir do ponto onde você está na superfície do planeta. Além disso, ele simula o céu em tempo real. Durante a apresentação, a passagem do tempo no programa foi aumentada com a opção aumentar a velocidade do tempo da barra inferior do aplicativo, com isso, o movimento das estrelas ao longo do dia e da noite foi observado. Durante a explicação do movimento retrógrado aparente de Marte, que levou à criação dos epiciclos, o planeta foi centralizado e foi possível observar o fenômeno. Para centralizarmos em Marte, devemos abrir a janela de pesquisa, clicando sobre seu ícone no canto esquerdo da tela do programa. No campo de texto da janela aberta, digitamos Marte e pressionamos Enter. Na figura 1 abaixo, recurso do Software Stellarium:

Ativamos a opção trocar entre equatorial e azimutal na barra inferior, para que possamos ver o planeta do ponto de vista da grade equatorial, e não do ponto e vista da superfície terrestre. Devemos Figura 2. Marte centralizado desativar as opções superfície e atmosfera na barra inferior, para que possamos observar o movimento do planeta ao longo do tempo sem a interferência da superfície terrestre e da atmosfera. Para melhor visualização, podemos ativar a opção grelha equatorial, também na barra inferior. A tela deve ficar como na figura 2. Agora devemos aumentar a velocidade do tempo até que Marte se mova de forma apreciável pela grade equatorial. Em algum momento, será possível observar o movimento retrógrado aparente do planeta. Depois disso, foi mostrado como o movimento retrógrado pode ser mais facilmente explicado pelo sistema heliocêntrico. ECLIPSE SOLAR A utilização de novas tecnologias no ensino é uma prática que tem se mostrado cada vez mais comum dentro de sala de aula, com intuito de tornar a aula lúdica e interativa. A aula apresentada tinha o intuito de mostrar aos alunos o tema eclipse a partir do software Stellarium, devido ao pouco tempo destinado às aulas de Física.

A realização da aula ocorreu, primeiramente, nas turmas de 1º ano, que estavam executando trabalhos sobre astronomia e cosmologia, cada grupo, das turmas, analisava a matéria sobre um ângulo diferente. A finalidade era de apresentar aos alunos pontos relacionados aos temas que estavam sendo estudado por eles. A aula sobre eclipse contou com uma apresentação em slides que descrevia o tema, sob o ponto de vista histórico-científico, mostrando além de como ocorria o mesmo, trazendo curiosidades e crenças de algumas regiões do planeta com relação ao tópico discutido nesta aula (por exemplo, aborígenes e indianos). Além da apresentação de slides, a aula contou com a utilização do software livre Stellarium. Neste trabalho, este programa foi utilizado com a intenção de mostrar aos alunos como ocorre um eclipse solar sob o ponto de vista terrestre e visto mais próximo a lua. Para demonstração dos eclipses no software foram utilizadas apresentações prontas, encontradas na função janela de configuração (F2). Clicando na aba de apresentações é possível encontrar diversas apresentações prontas para serem usadas. Utilizamos três apresentações contidas na lista: eclipse lunar parcial e total, e eclipse solar total. Na de apresentações figura 3 abaixo, lista prontas: MOVIMENTO DIA/NOITE E ESTAÇÕES DO ANO Figura 3. Lista de apresentações prontas TERRA/LUA/SOL,

Durante a aula sobre o tema Movimento Terra/Lua/Sol, Dia/Noite e Estações do Ano foi feito um trabalho de slides para que juntamente com o Stellarium explicasse o melhor possível essas questões. Foram tratados nos slides tópicos como: evolução do conceito de universo. (Onde tratamos um pouco da história da evolução desse conceito em vários povos.), geocentrismo e Heliocentrismo, movimento de Rotação da Terra. (Nesse momento foi explicado aos alunos que o dia e a noite se davam devido à rotação da terra, e também foi explicada a revolução da Lua etc.), o movimento de Translação da Terra Nesse momento foi explicado aos alunos que o nosso ano é uma volta da Terra em torno do Sol, e também foi explicada sua influência sobre as estações do ano). Lembrando que foram dados detalhes sobre esses assuntos, e até mesmo outros assuntos, como o movimento de translação de outros planetas do Sistema Solar. E é claro, todos esses temas foram demonstrados no Software Stellarium, por exemplo, como se davam o dia e a noite, a revolução da Lua, a variação da posição do nascer do Sol durante o ano, explicando assim, a inclinação do eixo da Terra e as estações do ano e etc. Primeiramente foi tratado o movimento de rotação da Terra e foi acelerado o tempo (como mostrado na figura 5) para que fosse demonstrado o dia e a noite devido à rotação da Terra em torno de seu próprio eixo e sua posição em relação ao sol. Na figura 4 abaixo, velocidade do tempo aumentada: Figura 4. Velocidade do tempo aumentada, resultando em dias e noites rápidos. Depois foi demonstrado a Revolução da Lua, mais uma vez o tempo foi acelerado, só que dessa vez a visualização estava focada na Lua e os alunos puderam perceber as mudanças de fase da Lua ao longo do seu ciclo e puderam também enxergar a relação que existe entre a posição da Lua em relação ao Sol e à Terra.

Depois foi tratado o Movimento de Translação da Terra e dos outros planetas do Sistema Solar. Assim como as apresentações sobre os eclipses descritos na oficina de Eclipses, também existe uma variedade de temas demonstrados nessas apresentações. E nessa apresentação utilizamos a apresentação pronta Sun.ssc, que simula a distancia do sol em relação a cada planeta do sistema solar, dando ao aluno uma percepção melhor das distancias entre os planetas em relação ao Sol. Na figura 6 abaixo, o sol a partir de outros planetas: Em seguida, quando tratávamos sobre as estações do ano, mostramos para os alunos a variação da posição do nascimento do Sol e sua trajetória ao longo do ano. E para mostrar isso, bastou somente que eu posicionasse a tela no sentido Leste e acelerasse bastante o tempo, para que se passassem meses rapidamente e pôde-se observar a variação de posição do nascimento do sol devido à inclinação do eixo da Terra. Na figura 7 abaixo, trajetória do sol durante o a Figura 5. Zoom da Lua, obtido através de ferramenta do programa. CONSIDERAÇÕES FINAIS O desenvolvimento do projeto mostra a possibilidade de se trabalhar com recursos que não as aulas expositivas em sala de aula. O uso do software motivou o aprendizado dos alunos que em pesquisa qualitativa realizada demonstraram uma visão positiva do aprendizado com o novo recurso, a partir da intervenção efetuada pelos alunos do PIBID através do Projeto Astronomia PIBID na escola. REFERÊNCIAS

ANDRADE, Mariel; SILVA, Janaina; ARAÚJO, Alberto. A utilização do Software Stellarium para o ensino de Astronomia. Acesso em 10 de setembro em http://www.eventosufrpe.com.br/jepex2009/cd/resumos/r0793-3.pdf BERNARDES, A. O. Recursos didáticos para o ensino de Astronomia no Ensino médio. Revista Latino Americana de Educação em Astronomia. BRASIL, BASES LEGAIS Parâmetros Curriculares Nacionais Ensino Médio. Brasília: Ministério da Educação, 1997. DECLARAÇÃO DE BUDAPESTE. A ciência para o século XXI. 1999. Disponível em http://unesdoc.unesco.org/images/0013/001315/131550por.pdf DELIZOICOV, D. Concepção problematizadora para o ensino de Ciências na educação formal. 227f. 1982. Dissertação (Mestrado em Educação) - Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo. DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A. P. Metodologia do ensino de ciências. São Paulo: Cortez, 1990. (Coleção magistério. 2º grau. Série formação do professor) FRACALANZA, Hilário; AMARAL, Ivan A.; GOUVEIA, Mariley S. Flória. O ensino de ciências no primeiro grau. São Paulo: Atual, 1986. FREIRE, Paulo. Pedagogia da Autonomia: saberes necessários à prática educativa, 18a ed, Ed. Paz e Terra, São Paulo, 1996. FREIRE, P. Pedagogia do oprimido. 18. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1988 FUMAGALLI, L.. O Ensino de Ciências Naturais no Nível Fundamental da Educação Formal: argumentos a seu favor. In: WEISSMANN, H. Didática das ciências naturais: contribuições e reflexões; Trad. Beatriz Affonso Neves. Porto Alegre: ArtMed, 1998. PCN+ para o Ensino de Ciências e Matemática. Brasília: Ministério da Educação, 2002. RIO DE JANEIRO. Currículo mínimo estadual de Física do Rio de Janeiro. Disponível em: http://www.rj.gov.br/web/seeduc/exibeconteudo?article-id=759820. Acessado em 12/12/2012. SÁ, Jeferson Braga de. PROPOSTA DE UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE STELLARIUM NO ENSINO DE GEOGRAFIA. I Simpósio Nacional de Recursos Tecnológicos Aplicados à Cartografia e XVIII Semana de Geografia. Acessado em 10 de setembro de 2013 em http://www.dge.uem.br/gavich/rectec/1.7.pdf