A UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE STELLARIUM
PARA O ENSINO DE ASTRONOMIA.
Mariel Andrade1, Janaina Silva2, Alberto Araújo3
Introdução
Desde criança ouvimos falar sobre os fenômenos que
permeiam o céu, entretanto nem sempre temos
concepções corretas sobre as verdadeiras causas desses
fenômenos. Nas ultimas décadas têm se realizado
diversas pesquisas no campo das concepções alternativas
de estudantes e professores sobre fenômenos relativos à
Astronomia [1,2,3,4].Podemos elencar algumas dessas
concepções alternativas como, por exemplo, as
diferenças entre as estações do ano são atribuídas à
distância entre a Terra e o Sol; as fases da Lua são
interpretadas como sendo provocadas pela sombra da
Terra; a existência de estrelas entre os planetas do
Sistema Solar; a associação da presença da Lua
exclusivamente ao céu noturno, sem notar o seu
aparecimento durante certos dias em plena luz do Sol;
confusão entre Astrologia e Astronomia; o entendimento
de que o Sistema Solar termina em Plutão. Outras
pesquisas apontam que até mesmo entre docentes
verifica-se a persistência de concepções alternativas,
semelhantes àquelas diagnosticadas em estudos
realizados com estudantes [5,6].
Na literatura podemos encontrar também autores que
apontaram erros conceituais nos livros didáticos adotados
pelos professores, um fato interessante é que estes erros
foram identificados como tendo relação com as
concepções alternativas indicadas anteriormente [7].
Nesse sentido podemos perceber que o professor que
atua nas séries do ensino fundamental que trabalha
conceitos relativos a astronomia precisa ter uma boa
formação para que esses profissionais identifiquem os
eventuais erros e oriente os alunos a formarem as
concepções aceitas pela comunidade científica.
Nessa linha, vários autores têm estudado as estratégias
de cursos de formação de professores em relação às
concepções espontâneas com professores [8,9]. Na busca
da melhoria dessas concepções, alguns trabalhos têm
abordado recursos digitais para o ensino de astronomia
[10,11].
Este trabalho pretende contribuir para formação dos
professores na medida em que explicitamos as
potencialidades educacionais de um software livre
(Stellarium1) destinado a simulação dos movimentos dos
corpos celestes. Esse programa pode ser adquirido de
forma gratuita na internet, sendo possível, adicionar
1
1
Disponível em: http://www.stellarium.org/pt/
novos elementos e criar scripts para criação de
animações personalizadas.
Metodologia
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 uma configuração avançada, sendo possível utilizálo na maioria dos computadores pessoais encontrado nos
laboratórios de informática das escolas.
Nesse trabalho investigamos alguns fenômenos
astronômicos que podem ser simulados utilizando o
Stellarium. Além de selecionar os fenômenos, fazemos
um paralelo com as principais concepções alternativas
relativas a esses fenômenos. Dessa forma, o Stellarium
pode contribuir de forma significativa na melhoria das
concepções dos estudantes.
Resultados
Os dias, as noites e as estações do ano
O fenômeno mais simples de simular no Stellarium é a
sucessão de dias e noites. Para esse fim, podemos utilizar
o Stellarium para localizar o observador em qualquer
local sobre a superfície da Terra, escolhendo a cidade ou
entrando diretamente com as coordenadas geográficas.
Uma concepção espontânea comum é afirmar que a
Lua só é visível durante a noite, ou que nesse período o
Sol se esconde por traz das montanhas ou algum outro
obstáculo
[12].
Essa
afirmação
demonstra
desconhecimento sobre o movimento de rotação da
Terra. Assim, utilizando o Stellarium de forma a simular
a remoção da camada atmosférica, podemos mostrar aos
alunos que a Lua poderia sim ser vista durante o dia,no
entanto isso é impedido pelo espalhamento da luz do Sol
na atmosfera. Também podemos simular o
desaparecimento da superfície da Terra, demonstrando
que durante a noite o Sol se encontra do lado oposto da
superfície da Terra.
É comum nos os livros didáticos afirmarem que o sol
nasce no Leste e se põe no Oeste, isso gera a falsa idéia
Programa de Pós-graduação em Ensino das Ciências, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, PE – [email protected]
2
Universidade Federal Rural de Pernambuco – UAG - PE – [email protected]
3
Programa de Pós-graduação em Ensino das Ciências, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, PE - [email protected]
de que é sempre assim, com o Sol nascendo e se pondo
exatamente nesses pontos [13]. Assim, configurando o
Stellarium para exibir as marcações dos pontos cardeais,
e, aumentando a velocidade do tempo, de forma que
possamos ver os dias no decorrer do ano, fica fácil
perceber quando o Sol nasce no ponto leste, quando
nasce mais ao norte ou quando nasce mais ao sul, como
ilustra a figura 1.C. Apresentando assim, de forma mais
simples conceitos como solstícios, equinócios e estações
do ano. Para nossa latitude (~8o Sul), essa visualização
assume maior importância tendo em vista a pouca
mudança na inclinação relativa do Sol durante o ano. Em
sala de aula, essa simulação poderia ser usada como
introdução ao tema das estações do ano, onde será
discutido o porquê das estações do ano bem como o
significado dos solstícios e dos equinócios. Uma das
concepções alternativas sobre as estações mais bem
documentada na literatura é a que afirma que o fenômeno
das estações do ano decorre da aproximação e
afastamento da Terra em relação ao Sol [14]. O
Stellarium ainda permite visualizar o Sol e a Terra a
partir de um observador localizado fora do Sistema Solar.
Com isso podemos simular o movimento da Terra em
torno do Sol e perceber que sua orbita é praticamente
uma circunferência. [15].
As fases da lua
O fato da Lua apresentar diferentes formatos com o
passar dos dias, chama a atenção das pessoas desde a
antiguidade. No entanto, diversos trabalhos têm
demonstrado que apesar de enunciar o nome dado as
diferentes fases, há pessoas que tem dificuldade de
explicar o porquê dessa mudança de aparência, chegando
a argumentar que existe uma lua para cada fase, ou seja,
uma Lua Cheia, uma Lua Minguante e assim por diante.
[16,17,18]. Utilizando o recurso de simulação dos dias e
das noites do Stellarium, podemos acelerar o tempo e
percorrer o intervalo de um mês em poucos segundos.
Nesse intervalo de tempo iremos perceber as mudanças
sofridas na aparência da Lua como ilustra a figura 4.
Nessa simulação são percebidos os detalhes da mudança
de aparência, levando o estudante a verificar que ela
ocorre de forma gradual, o que no dia a dia raramente é
observado.
Os eclipses
Os eclipses acontecem quando um astro deixa de ser
visível devido à interposição de outro astro entre ele e o
observador ou por deixar de ser iluminado ao adentrar no
cone de sombra de outro astro. Aqui na Terra temos os
eclipses solares e lunares. No eclipse solar é o Sol que é
ocultado pela Lua, enquanto que no eclipse lunar a Lua
entra no cone se sombra da Terra fazendo com que os
raios solares não sejam refletidos pela sua superfície.
Pesquisas têm demonstrado dificuldades na compreensão
por parte dos estudantes do que é e da causa dos eclipses
[19,20,21], segundo essas pesquisas há diversos nuances
sobre o tema que são desconhecidos ou entendidos de
forma errada como, por exemplo, a fase da Lua em que
ocorre os eclipses, a sua periodicidade e as causas desse
fenômeno. A ocorrência de eclipses em um mesmo local
na Terra é bastante rara, mas utilizando o Stellarium
podemos simular esses eventos e utilizá-los como
motivação para um estudo dos eclipses. O Stellarium
permite ainda simular a variação da luminosidade na
atmosfera causada pelo eclipse do Sol. Também
podemos demonstrar aos alunos que há fases da Lua
específicas em que podem ocorrer os eclipses solares e
lunares.
Considerações finais
Neste trabalho discutimos as potencialidades
educacionais proporcionadas pelo software Stellarium.
Apesar da importância que uma simulação assume
devido a sua versatilidade com a possibilidade de
controle de parâmetros como tempo, atmosfera,
localização, etc., temos que registrar que é de vital
importância que o professor complemente as atividades
executadas nos simuladores com observações do céu.
Além do aspecto emotivo da observação real, um aspecto
que é salientado por Medeiros [22] é que a simulação é
um modelo simplificado da realidade, sendo a realidade
muito mais complexa, havendo assim um risco do uso da
simulação não atingir os objetivos pedagógicos esperado
pelo professor.
Referências
[1] NARDI, R.; CARVALHO, A. M. P. Um estudo sobre a evolução
das noções de estudantes sobre espaço, forma e força gravitacional do
planeta Terra. Investigações em ensino de ciências, v.1, nº2. Porto
Alegre. UFRGS. 1996.
[2,18] BARRABÍN, J. M. qué hay veranos e inviernos?
Representaciones de estudiantes (12-18) y de futuros maestros sobre
algunos aspectos del modelo Sol-Tierra. Enseñanza de las Ciencias,
v.13, n.2, p.227-236, 1995.
[3] CAMINO, N Ideas previas y cambio conceptual en Astronomía.
Un estudio con maestros de primaria sobre el día y la noche, las
estaciones y las fases de la luna. Enseñanza de las Ciencias, v.13, n.1,
p.81-96, 1995.
[4] VOSNIADOU, S., & SKOPELITI, I. (2005). Developmental
Shifts in Children's Categorizations of the Earth. In B. G. Bara, L.
Barsalou, & M. Bucciarelli (Eds.),Proceedings of the XXVII Annual
Conference of the Cognitive Science Society , Italy . pp. 2325-2330.
[5] TEODORO, S. R. A história da ciência e as concepções
alternativas de estudantes como subsídios para o planejamento de um
curso sobre atração gravitacional. Dissertação (Mestrado em Educação
para a Ciência).Bauru: Faculdade de Ciências, UNESP, 2000.
[6] LANGHI, R., NARDI R. Dificuldades interpretadas nos
discursos de professores dos anos iniciais do ensino fundamental em
relação ao ensino de Astronomia. Revista Latino-Americana de
Educação em Astronomia RELEA, n. 2, p. 75-92. 2005.
[7,13] LANGHI, Rodolfo ; NARDI, R. . Ensino de Astronomia:
erros conceituais mais comuns presentes em livros didáticos de
Ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 24, p. 87-111,
2007.
[8] Leite, C. ; Hosoume, Y. O professor de Ciências e sua forma de
pensar a Astronomia. Revista Latino Americana de Educação Em
Astronomia RELEA, v. 4, p. 47-68, 2007.
[9] LANGHI, R. ; NARDI, R. . À procura de um programa de
educação continuada em astronomia adequado para professores dos
anos iniciais do ensino fundamental. In: XI EPEF - Encontro de
Pesquisa em Ensino de Física, 2008, Curitiba. XI EPEF - Programa e
Resumos. São Paulo : Sociedade Brasileira de Física, 2008. p. 72-72.
[10] CAMPOS, J. A. S. Um Estudo Exploratório sobre o Uso de
Ambientes Virtuais não Imersivos em 3D no Ensino de Astronomia.
Rio de Janeiro, RJ, 2004
[11] MEURER, Z. H. ; Steffani, M.H. . Objeto educacional
Astronomia: ferramenta de ensino em espaços de aprendizagem formais
e informais.. In: XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2009,
Vitória
[12] LANGHI, R.,Idéias de Senso Comum em Astronomia Este
texto foi elaborado com base na apresentação oral de mesmo título no
7º Encontro Nacional de Astronomia (ENAST), em novembro de 2004
[14] CANALLE, J. B. G. . O problema do Ensino da Órbita da
Terra. Fisica na Escola, São Paulo, v. 4, n. 2, p. 12-16, 2003.
[15] DIAS, W. S. ; PIASSI, L. P. C. . Por que a variação da distância
Terra-Sol não explica as estações do ano?. Revista Brasileira de Ensino
de Física, v. 29, p. 325-329, 2007.
[16] IACHEL, G. ; LANGHI, R. ; SCALVI, R. M. F. . Concepções
alternativas de alunos do ensino médio sobre o fenômeno de formação
das fases da Lua. Revista Latino-Americana de Educação em
Astronomia, v. 5, p. 25-37, 2008.
[17,19,] ANDRADE, M; ARAÚJO,A ; NEUBERGE, C . As
Concepções de Alunos do EJA sobre a Lua: Um Estudo Exploratório .
In: XVIII Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2009, Vitória. Anais
do XVIII SNEF, 2009.
[20] NOGUEIRA, C. ; JOUCOSKI, E.; ASÇUNCAO, V. . A
Relação Teoria Prática na Aprendizagem de Eclipses. In: XVII
Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2007, São Luis - MA.
XVIISNEF-Resumos, 2007. p. 72-72.
[21] TREVISAN, R. H ; PUZZO, D. Fases da Lua e
Eclipses:Concepções Alternativas presentes em Professores de Ciências
de 5ª Série do Ensino Fundamental. In: X Encontro de Pesquisa Em
Ensino de Física, 2006, Londrina. Caderno de Resumos do X
EPEF/EPEF 20 ANOS. São Paulo : SBF, 2006. p. 74.
[22] MEDEIROS,A.; MEDEIROS, C. Possibilidades e limitações
das simulações computacionais no ensino da Física. Revista Brasileira
de Ensino de Física, São Paulo - SP, v. 24, n. 2, 2002.
Figura 1 – (A) Imagem ilustrando o céu visto com a superfície e com a atmosfera, a direita (B) a
mesma imagem sem a superfície e a atmosfera. (C) Imagem ilustrando as diferentes posições do
nascer do Sol durante o ano.