sábado, 20 de setembro de 2014

A Astronomia e o ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA)

Artigo para conclusão da Pós-Graduação em Educação Profissional e EJA pelo Instituto Paranaense de Ensino - Faculdade  de Tecnologia América do Sul.
Orientadora: Profa. Dda. Cristina Cerezuela Jacobsen


Adão Reinaldo Farias*



RESUMO

Apresenta como objetivo geral propor e acrescentar temas de Astronomia para o ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA), mostrando vários aspectos históricos nos quais esses dois ramos da ciência se intercalam e se relacionam. Esta pesquisa exploratória de cunho bibliográfico descreve a Astronomia na pré-história como a mais antiga das ciências; apresenta e discute a Astronomia e suas relações históricas com a Física Antiga (Aristotélica), com a Física Clássica (Newtoniana) e com a Física Moderna (Einsteniana). Conclui que o uso de temas da Astronomia, por estar historicamente e conceitualmente interligados com a Física, pode colaborar com o aprendizado da disciplina na Educação de Jovens e Adultos (EJA) no ensino médio. A Astronomia é parte da cultura humana e estimula a imaginação e o saber do educando. Sempre esteve presente em todas as etapas do desenvolvimento no conhecimento físico. E que apesar de estarem interligadas, desde os primórdios da existência humana, poucos são os temas de Astronomia presentes nos conteúdos de Física nos livros didáticos e apostilas utilizados na Educação de Jovens e Adultos (EJA).

Palavras-chave: Educação de Jovens e Adultos. Astronomia. Física.


1 Introdução

Nos dias de hoje o ensino de Física ainda está restrito, na maioria das vezes, aos livros didáticos, como em épocas passadas. Assim, o professor deixa de lado a sua criatividade e passa a seguir apenas o livro didático, utilizando-se principalmente de suas páginas como memorização de fórmulas. Muitos delas contendo erros de redação ou erros conceituais.
Com o ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos, geralmente ocorre algo parecido. Mera matematização e uso de memorização de fórmulas e algoritmos para resolução de problemas.
Hegeto (2010) afirma que a prática dos professores de Física, em geral, é utilizar a matemática para ensinar os fenômenos físicos, causando uma má interpretação da disciplina e se opondo a realidade cotidiana dos alunos.
As Diretrizes Curriculares da Educação Básica (DCEs - Física, 2008) e a Proposta Curricular de Física – EJA da escola (2010), documentos oficiais da Secretaria da Educação do Estado do Paraná (SEED-PR) que norteiam o ensino básico fazem ressalvas quanto ao enfoque matemático e enciclopédico no ensino de Física.
Segundo PARANÁ (2008), o ensino de Física com enfoque matemático deve ser evitado, pois está em desacordo com o que é proposto pelas diretrizes curriculares e também não contribui para a formação da identidade dessa disciplina.
A Proposta Pedagógica Curricular de Física - EJA (PARANÁ, 2010) do Colégio Estadual Dr. Felipe L S. Bittencourt, afirma que: apesar dos avanços científicos e tecnológicos, o
conhecimento físico na EJA ainda é tratado como enciclopédico, resumindo-se a um aparato matemático que, normalmente, não leva a compreensão dos fenômenos físicos, acabando por distanciar o interesse dos educandos pela disciplina.
Isso não significa que a matemática deva ser abolida do contexto, mas, ainda de acordo com a Proposta Pedagógica Curricular de Física – EJA (2010) do Colégio Estadual Dr. Felipe L. S. Bittencourt, no desenvolvimento dos conteúdos é necessário abordar a importância da Física no mundo com relevância aos aspectos históricos; observando o conhecimento como construção humana e, também, destacando a constante evolução do pensamento científico. É imprescindível, ainda, que se enfoque os conceitos físicos dos fenômenos da natureza no ensino de Física do ensino médio, bem como, que se elucide que os modelos são criados pelos seres humanos para se aproximarem da realidade e do cotidiano.
Para Alvares (1991) os estudantes devem ser levados a perceber que os modelos dos quais os pesquisadores lançam mão para descrever a natureza são aproximações válidas em determinados contextos históricos, mas que não constituem verdades absolutas.
O homem sempre teve a necessidade de saber sobre sua origem e isso se manifesta nos mitos de criação (mitos cosmogônicos) e, também, a curiosidade de entender os fenômenos que ocorrem no céu (fenômenos cosmológicos).
Quando começa a observar os pontos brilhantes (estrelas) do céu, busca relacioná-los com fatos de seu cotidiano. Assim, por exemplo, foram criadas as constelações pelos povos mesopotâmicos dos rios Tigre e Eufrates. Olhar e contemplar o céu sempre estimulou a curiosidade humana e despertou o desejo por conhecimento, fazendo surgir a mais antiga das ciências, a Astronomia.
A Astronomia é um tema de extrema importância, uma vez que está intimamente ligada com a história e a cultura da humanidade. Sempre despertou “paixão” e interesse. Então, porque não utilizá-la no ensino de Física?
A introdução de temas da Astronomia no ensino da Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA), no ensino médio, pode ser um meio para facilitar e colaborar com o processo de ensino-aprendizagem.
A Astronomia pode ser um ótimo tema para desenvolver a capacidade de

observação, análise e interpretação de fenômenos naturais, uma vez que alguns

acontecimentos astronômicos são de fácil observação. Outra vantagem da

Astronomia é que alguns de seus fenômenos tem implicação no cotidiano: a

contagem do tempo, o dia e a noite, as fases da Lua e as estações do ano são

experiências vivenciadas por todos, portanto pode-se a partir deles para obter um

aprendizado significativo. Além disso, o céu é um laboratório à disposição de tantos

quantos queiram utilizar de suas facilidades para o ensino (KANTOR, 2001, p. 17).
 

Muitos são os argumentos que justificam a importância histórica e cultural da Astronomia na sua relação com a Física e com outras ciências, dentre os quais merecem destaques os citados por Caniatto (1973, p. 39-40):

  • A Astronomia, pela diversidade dos problemas que propõe e dos meios que utiliza, oferece o ensejo de contato com atividades e desenvolvimento de habilidades úteis em todos os ramos do saber e do cotidiano da ciência.
  • A Astronomia oferece ao educando, como nenhum outro ramo da ciência a oportunidade de uma visão global do desenvolvimento do conhecimento humano em relação ao Universo que o cerca.
  • A Astronomia oferece ao educando a oportunidade de observar o surgimento de um modelo sobre o funcionamento do Universo, bem como a crise do modelo e sua substituição por outro.
  • A Astronomia oferece a oportunidade para atividades que envolvam também trabalho ao ar livre e que não exigem material ou laboratório custosos.
  • A Astronomia oferece grande ensejo para que o homem perceba sua pequenez diante do Universo e ao mesmo tempo perceba como pode penetrá-lo com sua inteligência.
  • O estudo do céu sempre se tem mostrado de grande efeito motivador, como também dá ao educando a ocasião de se sentir um grande prazer estético ligado à ciência: o prazer de entender um pouco do Universo em que vivemos.


De acordo com Kantor (2001), a Astronomia tem muito a contribuir para que os estudantes do ensino médio adquiram uma visão ampla e interdisciplinar do mundo físico e natural, pois nenhum outro ramo do conhecimento tem uma ligação tão forte com o Universo.
Na pré-história, a Astronomia surgiu a partir da observação dos fenômenos naturais, como, por exemplo, a observação do céu e assim constrói uma longa relação histórica com a Física. Ela se fez presente (e ainda faz) em todas etapas do conhecimento acumulado pelo homem, na tentativa de entender os fenômenos físicos da natureza. Enfim, ela sempre contribuiu e contribui até hoje no desenvolvimento dos períodos conhecidos na Física como: Física Antiga (Aristotélica), Física Mecânica (Newtoniana) e Física Moderna (Einsteniana).
 
A evolução da Física está inserida no seu contexto histórico dividida em três

grandes períodos, sendo o primeiro à Física “antiga”, que remonta à Grécia pré-

socrática e ao mundo Greco-romano, enfatizando Aristóteles, o mais importante

pensador desse período. O segundo (do século XVI ao final do século XIX)

denominado período da Física “clássica”, tendo como destaque a mecânica de

Newton. E o terceiro período, o da Física “moderna”, que iniciou no início do século

XX com os trabalhos de Einstein (HEGETO, 2010, p. 6).


 

A Física surge na Grécia antiga com a Filosofia Natural a partir da necessidade do homem de explicar os fenômenos da natureza. No século XVI inicia-se com Galileu Galilei o que conhecemos hoje como ciência Física e se materializa no século XVII com Isaac Newton. Com Albert Einstein no início do século XX a Física ganha uma nova concepção de mundo, se torna uma ciência dinâmica e indispensável ao desenvolvimento tecnológico da humanidade.

 
2 A Astronomia na pré-história
 

O Homem pré-histórico começou a perceber, através da observação, que alguns eventos apresentavam uma periodicidade cíclica nos céus, como as fases da lua, que somadas dão o período aproximado de um mês e as quatro estações, que somadas, correspondem ao período de um ano.
De acordo com Nogueira e Canalle (2009) perceber esses diferentes ciclos ditados pelos movimentos celestes tornou-se extremamente útil quando os humanos primitivos começaram a notar que os diferentes “acontecimentos” no firmamento correspondia às situações vivenciadas no chão. A agricultura (que dá início a Revolução Neolítica) impunha necessidades de um razoável conhecimento astronômico e cosmológico.
 
[…] o homem primitivo constatou que o Sol aparecia incansavelmente um dia após o outro. Ciclos de ordem como esses foram aos poucos sendo percebidos e sistematicamente identificados. Depois do inverno, tinha-se a primavera; depois da seca retornava o período de chuvas, e assim por diante. Isso permite pensar que desde muito cedo o homem primitivo demonstrou consciência de que sua sobrevivência dependia do conhecimento da ordem do Universo (OLIVEIRA, et al., 2010, p. 21).
O fascínio pelo espaço cósmico levou o homem a observações que o ajudava a resolver problemas práticos, garantindo sua subsistência. Nogueira e Canalle (2009) afirmam que é com o surgimento da agricultura, há aproximadamente 13 mil anos, que a observação celestial ganhou um valor prático imensurável. Observando as estações do ano, o homem compreendeu qual a melhor época para plantar e colher (atividades que naquela época eram femininas).
 

2.1 O homem começando a marcar o tempo
 

A observação celestial levou o homem à marcação do tempo, pois quando o Sol faz sua travessia no firmamento, o céu fica iluminado, permitindo-o assim que execute tarefas importantes, tais como: caçar, coletar, plantar, colher e se locomover. Já quando sumia do firmamento havia-se a noite. Com isso pôde estabelecer o princípio de um dia terrestre.
 

A contagem do tempo em termos desse ciclo é a mais elementar – surge a noção de

um dia, período de 24 horas, durante o qual, pela perspectiva daqueles homens e

mulheres da pré-história, o Sol voltava à sua posição original depois de atravessar o

céu e se esconder 'sob o chão'. A Lua, por sua vez, marcava um ritmo próprio,

diferente do solar. Comparando sua posição noite após noite, os primeiros humanos

notaram que ela demorava cerca de 30 dias até voltar a mesma posição. Esse ciclo

produziu outra noção de tempo, diferente daquela proporcionada pelo Sol,

compreendida por períodos que viriam ser conhecidos como meses (NOGUEIRA;

CANALLE, 2009, p. 23-24).

 
Observando as fases da Lua (quarto crescente, cheia, quarto minguante e nova) o homem percebeu que o período aproximado para ela mudar de uma fase para outra correspondia a sete dias. Criava, então, a noção de semana.
Com observações atentas para as estrelas “fixas”, o homem descobriu que em seu movimento aparente em relação a Terra, elas giram um pouco mais rápido que o Sol, levando aproximadamente 365 dias para que possam voltar a “nascer” no mesmo local. Surgia, então, o padrão ano.
Segundo Nogueira e Canalle (2009) para os caçadores e coletores, essa podia ser uma percepção pouco sutil, já que não possuíam, ainda, agricultura. Mas, ainda assim muito clara. Ao longo do ciclo, conhecido por nós como ano, as plantas iam de secas a floridas; o clima ia de mais frio a mais quente; e assim por diante.


2.2 Astronomia: a mais antiga das ciências


A necessidade do homem de entender a sua origem e a natureza do Universo deve remontar o período da pré-história. Por isso, a Astronomia é considerada a mais antiga das ciências. Segundo Gleiser (2006), a história da Astronomia envolve um período de tempo tão antigo quanto a origem do homem.
Na pré-história, por volta de 10.000 atrás, aparecem os primeiros registros astronômicos em pinturas rupestres, esculturas, túmulos, gravações em pedra e construções megalíticas. Já as construções propriamente astronômicas mais conhecidas datam de 5.000 anos antes do presente, como a de Carnac, na França; a de Callanish na Escócia; e a de Stonehenge, na Inglaterra.
De acordo com Sanzovo (2010), essas construções provam que os povos que as construíram possuíam conhecimentos sobre os movimentos do Sol, da Lua e das estrelas e que podiam prever eclipses e fases da lua.
Também se encontram registros astronômicos entre as civilizações antigas. De acordo com Oliveira Filho e Saraiva (2013), os registros astronômicos mais antigos datam de 5.000 anos antes do presente e se devem aos chineses, babilônios, assírios e egípcios. Dentre as civilizações mesoamericanas, os maias construíram um calendário que não era atrelado ao Sol. Conseguiram calcular o ano com mais precisão que o calendário Gregoriano.
Com o estudo da Astronomia o homem demonstra seu desejo por conhecimento, utilizando-o, às vezes, para questões religiosas; para premeditação de eventos; ou por necessidades práticas, como as agrícolas. Somente depois do advento do método científico (século XVI) é que houve a separação entre Astronomia e Astrologia.

A Astronomia, como ficou conhecida posteriormente, é a mais antiga das ciências e ao contrário do que hoje se pode pensar dela, seu surgimento e sofisticação foram derivados não só da fascinação natural que o firmamento exerce sobre qualquer um numa noite estrelada, mas sobretudo, das necessidades práticas humanas quando da época de seu surgimento (NOGUEIRA; CANALLE, 2009, p. 23).
No século IV a.C., na Grécia Antiga, a Astronomia se desenvolveu também. O primeiro astrônomo que de lá se tem conhecimento, Eudoxo, criou um modelo para explicar o movimento “aparente” dos planetas. Tratava-se de um modelo geométrico de três dimensões, que ficou conhecido como geocêntrico.
 
3 A Astronomia e sua relação histórica com a Física


Por volta do século XVI e XVII, dada a Revolução Científica e da Renascença, com todo o conhecimento acumulado, o homem percebe que os fenômenos que ocorrem no céu não são distintos daqueles que ocorrem na Terra.
Se a ciência apareceu com o surgimento da Astronomia, desde a antiguidade, se desenvolveu com o nascimento da Física renascentista. As descobertas astronômicas impulsionaram as descobertas físicas e, por sua vez, as físicas as astronômicas. Tais descobertas mudam a concepção do homem sobre a ciência, pois uma está intimamente ligada a outra.
Hoje, a Astronomia é a ciência que estuda os corpos celestes e os fenômenos que ocorrem fora da atmosfera terrestre. Ocupa-se com a evolução, com a Física, com a Química, com os movimentos dos objetos celestes e com a formação e o desenvolvimento do Universo. Já a Física é uma ciência que tem como objeto de estudo também o Universo, sua evolução, suas transformações e as interações que nele ocorrem. Portanto, há uma grande aproximação e relação entre a Astronomia e a Física.

3.1 Física Antiga (Aristotélica)


Na busca de explicações para entender sua origem e os fenômenos naturais, o homem primitivo recorreu a mitos e crenças. Conhecer os fenômenos naturais era uma questão de sobrevivência para ele. Quando utilizou uma pedra para matar um animal, ou arco e flecha para caçar, começou a incorporar os conceitos de Mecânica (conteúdo estruturante da Física).
É na Grécia Antiga que a humanidade começa a analisar os fenômenos naturais de forma mais racional. Surgiam os filósofos naturais interessados em racionalizar o mundo, sem as explicações divinas.
 
Inicialmente as explicações para os fenômenos naturais baseavam-se em mitos e crenças, mas com os gregos, vislumbrou-se um entendimento do Universo sem o revestimento mitológico. Nessa época os fenômenos celestes eram estudados separadamente dos fenômenos terrestres, uma vez que a cosmologia aristotélica dividia o Universo em supralunar e sublunar, separando o céu e a terra. De fato, Aristóteles foi um dos primeiros, pelo menos dos que conhecemos nos registros em livros, a elaborar uma teoria física criando as primeiras leis do movimento (PARANÁ, 2006, p. 12).
A curiosidade do homem sobre o céu e o funcionamento do Universo o levou a pensar, propor hipóteses e utilizar a Geometria, cuja finalidade era explicar e compreender o movimento dos astros. Assim, desde a Grécia Antiga foram criados vários modelos (criações humanas) com o objetivo de representar a realidade, como por exemplo, os modelos de funcionamento do sistema solar e do movimento dos astros.
As ideias de Aristóteles (384 a.C. a 322 a.C.) sobre o movimento, sobre a queda dos corpos pesados (os graves, daí o termo gravidade) e sua descrição do cosmos (através do geocentrismo), dão um grande impulso na Física, na Astronomia e nas demais ciências.


3.1.1 O homem na busca de um modelo para representar o Universo


Dentre os diversos modelos construídos e utilizados para representar o Universo, dois merecem destaque: o Geocêntrico e o Heliocêntrico.
O modelo geocêntrico criado por Cláudio Ptolomeu (100-178) dá origem a teoria ptolomaica, um modelo que foi utilizado por cerca de 13 séculos e aceito pela Igreja. Ptolomeu, reconhecido como maior astrônomo da antiguidade, compilou todo o conhecimento astronômico da época em 13 volumes, que na Europa ficou conhecido como Almagesto. De acordo com o Almagesto, os sete planetas, entre os quais figuravam a Terra e a Lua, moviam-se sobre sete esferas em torno da Terra. Esta ocupava o centro do sistema. Segundo Sanzovo (2010), a Terra não ocupava o centro exato de cada órbita, ou seja, as órbitas planetárias eram excêntricas.
Ptolomeu criou o modelo que deu origem à teoria geocêntrica e permitia entender o que vemos todos os dias: o nascer e o pôr do Sol. O Universo de Ptolomeu se estende desde a Terra até as estrelas, onde uma série de corpos esféricos, os Orbes, se encaixavam uns nos outros. Nesses corpos esféricos se encaixavam os planetas. Na última esfera estariam fixas as estrelas. Os demais espaços seriam preenchidos por éter.
Seu modelo perdurou por muito tempo, apesar de bastante complexo com seus epiciclos, deferentes, equantes, além de artifícios geométricos. Descrevia, para sua época, com precisão, os movimentos dos corpos celestes, e podia-se prever eclipses e a existência de alguns planetas (PARANÁ, 2006, p. 18).
Já o modelo heliocêntrico criado por Nicolau Copérnico (1473-1543) dá origem a teoria heliocêntrica. Em sua obra Das Revoluções das Esferas Celestes, Copérnico propôs um modelo no qual os seis planetas conhecidos na época realizariam movimentos circulares ao redor do Sol. Nesse modelo trocou, portanto, a Terra pelo Sol. Porém, de acordo com Penteado e Torres (2009), trocar a Terra pelo Sol como centro do sistema planetário significava, para os senhores da Igreja, tirar o homem do centro do Universo, e essa ideia significou para eles uma enorme heresia, razão pela qual a obra copernicana foi incluída no Index, a relação dos livros heréticos.
Copérnico destronou a Terra do centro do Universo, colocou-a como mais um dos planetas. Ordenou os planetas em relação ao Sol a partir de suas distâncias em relação a ele. Dessa forma, a Terra já não ocupava uma posição de destaque, sendo somente a terceira dessa ordenação.
Determinando estas distâncias, Copérnico utilizou-as para explicar as diferenças entre os períodos de revolução dos planetas, que é o tempo que o astro leva para circundar o Sol, e concluiu que quanto mais longe do Sol, maior tempo para completar sua revolução. Assim, Júpiter completa uma revolução em doze anos, pois está mais afastado do Sol, Marte em dois anos, a Terra em um ano e Mercúrio, por ser mais próximo do Sol, completa em três meses (PARANÁ, 2006, p. 20).
A obra de Copérnico, apesar das pequenas imprecisões matemáticas e também teóricas, abre o caminho para novas observações, novas descobertas e novas teorias.


3.2 Física Clássica (Newtoniana)


Galileu Galilei (1564-1642) defendeu e encampou a teoria copernicana. Ao ter contato com o telescópio, Galileu o aperfeiçoou, aumentando seu poder de ampliação, primeiramente em 10 vezes e depois em até 30 vezes. Com isso pôde fazer inúmeras observações astronômicas.
Por volta de 1610, Galileu publicou o livro Mensageiro Sideral.

É nesse livro que Galileu descreve que a Lua tem montanhas e crateras, argumento

que será decisivo contra a perfeição dos céus defendido pela ciência grega.

Descobriu que a Via Láctea era constituída por uma miríade de estrelas e, acima de

tudo, que Júpiter era acompanhado em sua órbita por quatro pequenas luas. Esta

descoberta era realmente importante, pois ter satélites não era um privilégio apenas

da Terra e, além do mais, arratá-los contrariava o argumento aristotélico de que, se

a Terra se movesse, deixaria a Lua para trás. A Terra deixava assim de ser o centro

estático e privilegiado do Universo (ROCHA, 2002, p. 83).


A Física, como ciência moderna, surgiu com Galileu através da idealização dos “experimentos lógicos”. Neles, a matemática passou a ser a linguagem da ciência, cujo objetivo é representar a verdade dos fenômenos naturais colhida pelos nossos sentidos através da experiência.
Galileu, no livro O Ensaiador, lançou os fundamentos do moderno método científico, que se opôs ao até então método hegemônico escolástico medieval.
[…] dessa forma foi possível estudar os fenômenos físicos a partir de uma situação particular, por exemplo, a queda dos corpos. A natureza pode ser descrita por equações matemáticas, a partir de algumas considerações que fazemos dos fenômenos em estudo que resultam no que chamamos de modelo físico. Mas atenção, um modelo não é a natureza, ou coisas da natureza, mas o que achamos que a natureza é!
Assim, inicia-se o que se costuma chamar de Ciência Moderna, que, a partir de uma situação particular, pode-se chegar ao geral, tornando possível inaugurar leis universais, isto é, que abrangem a totalidade do Universo (PARANÁ, 2006, p. 13).


Em 1632, Galileu publicou o livro Diálogo sobre os Dois Principais Sistemas do Mundo, escrito na forma de diálogos com três personagens em quatro jornadas. Uma obra-prima literário científica, aclamada em toda Europa. A segunda jornada para a História da Mecânica é considerada a mais importante, pois nela surgiu o princípio da inércia.


O livro é basicamente dividido em quatro jornadas. A primeira discute a concepção

geral do Universo, refutando a ideia de um universo em que o mundo terrestre teria

características e leis totalmente diferentes das do mundo celeste. A segunda

descreve as experiências terrestres que visam estabelecer a imobilidade da Terra;

Galileu procura desqualificá-las. A terceira jornada passa ao exame dos fenômenos

celestes que confirmam o movimento anual da Terra em torno do Sol. Finalmente, a

quarta aborda o problema das marés, que Galileu tenta mostrar serem impossíveis

sem o movimento da Terra (ROCHA, 2002, p. 85-86).

Em seu último livro Discursos Referentes a Duas Novas Ciências a Respeito da Mecânica e Dos Movimentos Locais, Galileu apresentou o trabalho sobre o movimento da queda dos corpos, em que comprovou o seguinte fenômeno natural: não importam se os corpos são leves ou pesados, desprezando a resistência do ar, eles levam o mesmo tempo para chegar ao solo. Tal comprovação experimental contrariou a teoria aristotélica.
Apesar dos fatos e da sua ousadia, não foi possível a Galileu romper com o pensamento medieval por causa da influência e do poder da Igreja. Mas, ainda assim, suas ideias se propagaram por todo o mundo, pois contra fatos não há argumentos.
Contemporâneo de Galileu, com o qual chegou a trocar correspondências, Johannes Kepler (1571-1630) - que possuía um grande potencial matemático - recebeu convite para ir trabalhar com Tycho Brahe (1546-1601), considerado o maior astrônomo de seu tempo.
Brahe tinha em suas mãos um dos maiores observatórios astronômicos e também posse de aparelhos e instrumentos que apresentavam uma considerável precisão. Conseguiu, assim, registros dos movimentos dos planetas como nunca feitos antes, porém, seu sistema planetário permanecia, ainda, Geocêntrico.
Segundo Penteado e Torres (2009), o grande mérito de Tycho Brahe foi ter feito um registro sistemático e preciso das posições planetárias, sobretudo de Marte.
Após a morte de Brahe, seu assistente Kepler, que já era reconhecido por seus estudos sobre as órbitas dos planetas e que sempre fracassou na tentativa de relacioná-las com os sólidos geométricos, tomou posse dos dados muito precisos dele. Após anos estudando a trajetória irregular de Marte, a mais complexa do sistema solar devido a sua excentricidade, Kepler abandonou as órbitas circulares e passou utilizar várias formas ovais até chegar a outra figura geométrica, a Elipse.


A introdução de uma órbita elíptica para descrever o movimento dos planetas foi sua

primeira grande contribuição, permitindo que o sistema heliocêntrico se tornasse

simples e preciso. Os longos anos de observação e os inúmeros dados coletados

também permitiram a Kepler perceber que:
  • A velocidade do planeta ao longo de sua órbita não é uniforme.
  • Existe uma relação entre o período orbital do planeta e sua distância ao Sol, que é constante para todos os planetas (OLIVEIRA, et al., 2010, p. 326).

Assim, Kepler estabeleceu as leis (lei das órbitas, lei das áreas e a lei dos períodos) em relação ao movimento dos planetas em torno do Sol. Hoje, sabe-se que elas valem para qualquer movimento orbital e que, portanto, são universais.

É interessante citar aqui que essa descoberta foi angustiante para Kepler, pois,

imbuído de acentuado espírito religioso, acreditava que a criação divina era perfeita

e, portanto, órbitas circulares e esféricas eram mais condizentes com ela.

Entretanto, diante dos dogmas religiosos, prevaleceu o espírito científico e Johannes

Kepler estabeleceu o sistema solar como hoje é conhecido, apenas acrescido dos

planetas Urano, Netuno e Plutão, descobertos posteriormente (PENTEADO;

TORRES, 2009, p. 182).

As leis de Kepler descrevem o movimento dos planetas, sem se preocupar com suas causas. Antecessores e contemporâneos dele já haviam afirmado que deveria haver um “poder atrativo” no Sol e que tal poder seria a causa que garantiria a órbita dos planetas.
Apoiado no conhecimento e nas pesquisas de Copérnico, Galileu, Kepler e outros e, também, ao estudar e analisar os movimentos, em especial o da Lua, Isaac Newton (1642-1727) percebeu que deveria existir uma força atuando sobre o astro em movimento para que sua velocidade varie. De acordo com Penteado e Torres (2009), a grande “sacada” de Newton foi perceber que essa força tinha a mesma natureza daquela que faz os corpos caírem sobre a Terra. Newton conseguiu sintetizar a forma como se dá a interação entre os corpos na Teoria da Gravitação.
A Teoria da Gravitação deu consistência teórica aos trabalhos de Bhare e Kepler e pode ser considerada o início de uma nova concepção de Universo. Nela o Universo passaria a ser interpretada por leis físicas, sob equações matemáticas e menos submetido à ação divina, consolidando, assim, a ciência moderna.

Essa ciência moderna indicava a ideia de que o Universo se comporta com

uma regularidade mecânica, ou seja, era uniforme, mecânico e previsível. Além

disso, essa ciência alicerçava-se em dois pilares principais:
  • a Matemática como linguagem para expressar leis, ideias e elaborar modelos para descrever os fenômenos físicos;
  • a experimentação como forma de questionar a natureza, de comprovar ou confirmar ideias e de testar novos modelos (PARANÁ, 2008, p. 42).

Com a Lei da Gravitação Universal, Newton apertou ainda mais os laços que já uniam a Astronomia a Física; completou o que Galileu e outros não conseguiram, isto é, encontrou as leis que unificaram Céu e Terra. Explicou de forma satisfatória os fenômenos terrestres e celestes. Realizou a primeira grande unificação da Física, submetendo Céu e Terra as mesmas leis; elevou a Física ao status de Ciência.
Muitos dos alicerces da Física moderna se devem ao desenvolvimento teórico de Newton. Em 1687 lançou a obra Philosophie naturalis principia mathematica – Principia. Nela expôs todos os fundamentos da mecânica que, segundo Paraná - SEED (2008), pode ser considerada como um marco na história do conhecimento científico moderno. Conseguiu unificar, enfim, as leis da mecânica que descrevem o movimento dos corpos submetidos a ação de forças.
Newton reconheceu as contribuições de seus antecessores para a sua obra ao citar a célebre frase: “Se vi mais longe, foi porque estava sobre ombros de gigantes.”
Nogueira e Canalle (2009) afirmou que Newton é hoje considerado por muitos como a mais poderosa mente que já surgiu na ciência. Não há como ignorar a atuação fundamental desse físico e matemático na reformulação das bases da Física e da Astronomia.
 

3.3 Física Moderna

As equações da gravitação de Newton podiam ser aplicadas em todos os movimentos planetários, exceto Mercúrio, por causa da precessão de seu periélio na sua órbita em torno do Sol. Os cálculos da mecânica newtoniana não batiam com o observado. A princípio achava-se que isso ocorria por causa de um outro planeta que existiria, ainda mais próximo do Sol.

Como as órbitas planetárias são elípticas (ainda que muito próximas de um círculo

perfeito), há um ponto que o planeta atinge distância máxima do Sol, denominado

afélio, e outro em que ele está o mais próximo possível, o periélio. No caso de

Mercúrio, conforme ele completa voltas e mais voltas ao redor do Sol, esses pontos

de aproximação e afastamento máximos mudam de ano para ano – ocorre a dita

precessão: a própria órbita gira em torno do Sol (NOGUEIRA; CANALLE, 2009, p.

43).

O problema só foi resolvido em 1915, quando Albert Einstein (1879-1955) lançou um novo paradigma com a teoria da relatividade geral. Tratava-se de uma nova teoria da gravidade que substitui a teoria da gravitação de Newton, assim como essa superou a leis de Kepler.
Com a teoria da relatividade geral, Einstein conseguiu explicar corretamente o movimento de Mercúrio, sem a existência de outro planeta. Tratou a gravitação como uma curvatura do espaço-tempo. Tornou o Universo dinâmico. Bem diferente do conceito de gravidade proposta por Newton, no qual o Universo era visto apenas como estático.
Para comprovar a teoria da relatividade geral, Einstein propôs três testes:
  • O cálculo do valor da precessão de Mercúrio, pois o observado não batia com o cálculo da mecânica newtoniana (valor calculado aproximadamente 43).
  • A deflexão da luz por um campo gravitacional (fato comprovado com o Eclipse de 1919).
  • O desvio da frequência da luz por um campo gravitacional (comprovado em 1960).
Segundo Nogueira e Canalle (2009) com a relatividade geral seria possível especular de forma mais concreta sobre as origens do Universo.
A ideia de um Universo dinâmico, em movimento, perturbava Einstein, por causa de suas concepções filosóficas e religiosas. Embora suas equações apontassem ao contrário, Einstein manteve seu Universo ainda estático, criando, para tal, uma “constante cosmológica” (1917). De acordo com Nogueira e Canalle (2009), um universo regido pelo conceito de gravidade de Einstein precisaria, necessariamente, estar em expansão ou em contração, o que o desagradava.
Einstein considerou que a “constante cosmológica” foi o maior erro de sua carreira, uma vez que, em 1929, o astrônomo Edwin Hubble (1889-1953), observando algumas galáxias, descobriu que elas de fato se afastavam. Anteriormente o próprio Hubble (1924) demonstrou que existem outras galáxias no cosmos, além da Via Láctea, e criou nossa representação moderna do Universo.


4 Conclusão

A Astronomia é um tema que sempre “fascinou e intrigou” os seres humanos, desde a pré-história até a nossa era contemporânea. Da observação do Céu ela nasceu, ajudando o homem acumular conhecimentos (ciências) para contar o tempo, para resolver problemas práticos e para ajudá-lo na sua subsistência. Do conhecimento acumulado surgiu a necessidade de entender à sua origem e os fenômenos naturais. Assim nasceu a Física.
A Astronomia e a Física (“companheiras” inseparáveis na História Antiga, Média e na Contemporânea) mantendo sempre relações culturais e conceituais, ajudaram a humanidade na compreensão do que é o mundo hoje. Descobertas da Astronomia mudaram o pensamento físico sobre os fenômenos da natureza e, também, descobertas da Física mudaram a forma do homem de perceber o cosmos.
Os temas de Astronomia quando utilizados nas aulas de Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA) despertam o interesse e a curiosidade dos educandos, seja através de uma simples observação das estrelas ou na complexidade de se entender a origem do Universo.
Apesar de Newton ter unificado a Física e a Astronomia no século XVII, ainda poucos são os conteúdos astronômicos presentes nos livros didáticos e apostilas utilizadas no ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA).
A Astronomia torna a Física uma ciência dinâmica, que não está parada no tempo e que não se baseia meramente na memorização de fórmulas e resolução matemática de problemas, conforme o que é apresentado na maioria das vezes durante às aulas, através da utilização das apostilas e dos livros didáticos utilizados no ensino da Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA).

The Astronomy and Physics education in Educação de Jovens e Adultos (EJA) [Young and Adult’s Education]



ABSTRACT

The aim of the article is to propose and increase the Astronomy subject for Physics teaching in Educação de Jovens e Adultos (EJA) [Young and Adults Education], showing many historical aspects in which this two branches of science interleave itself. This exploratory research of bibliographic nature outlines the Astronomy in the prehistoric times as the oldest of the sciences; presents and discusses the Astronomy and its historic relations with the Ancient Physics (Aristotelian) and Classical Physics (Newtonian) and Modern Physics (Einsteinian). Concludes that the use of topics in astronomy, because it is historically and conceptually interconnected with the Physics, can collaborate with the learning of the subject in EJA in high school. The Astronomy is part of the human culture and stimulate the imagination and knowledge of the learner. Has always been present in all stages of the development in physical knowledge. And, although interrelated, since the beginning of the human existence, few are the topics in Astronomy on the Physics topics on textbooks and handouts used in EJA.

Keywords: EJA (Young and Adult Education). Astronomy. Physic


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*Graduado em Química pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Arapongas (FAFICLA). Pós-graduado em Gestão Educacional pelo Instituto Paranaense de Ensino e Faculdade Maringá. Pós-graduado em Educação Profissional e de Jovens e Adultos pelo Instituto Paranaense de Ensino e Faculdade de Tecnologia América do Sul. Endereço eletrônico: adaoreinaldo@gmail.com.

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