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XIX SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA SNEF 2011 – MANAUS, AM UMA PROPOSTA DE ENSINO DE MECÂNICA CONTEXTUALIZADO COM A ASTRONOMIA E A ASTRONÁUTICA Hugo.

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1 XIX SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA SNEF 2011 – MANAUS, AM UMA PROPOSTA DE ENSINO DE MECÂNICA CONTEXTUALIZADO COM A ASTRONOMIA E A ASTRONÁUTICA Hugo Henrique de Abreu Pinto* Sérgio Eduardo Silva Duarte* *CEFET / RJ – Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática.

2 Introdução Que referências curriculares os professores de física devem utilizar no planejamento de seus cursos??? Reorientação curricular do Estado no Rio de Janeiro (2004): A presente proposta afasta-se um pouco da orientação sugerida nos Parâmetros Curriculares Nacionais no que diz respeito à organização dos conteúdos em temas estruturadores. NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO, O QUE SEGUIR ENTÃO: OS PCNs OU A REORIENTAÇÃO CURRICULAR??? conteúdos tradicionais Objetivo: contribuir para a aproximação entre os PCNs e os conteúdos tradicionais, através de uma experiência no ensino médio regular. Conteúdo curricular: mecânica. Tema estruturador: astronomia e astronáutica.

3 Introdução Por que astronomia e astronáutica??? Ensino médio noturno: falta de motivação e altos índices de evasão. Tema astronomia e astronáutica: caráter motivador (evidência: aplicação de olimpíadas de astronomia e astronáutica). Aplicação das aulas: Uma turma de segundo ano do ensino médio (inicialmente 30 alunos) do Colégio Estadual Capitão de Fragata Didier Barbosa Vianna (cidade do Rio de Janeiro). Período de aplicação: todo o ano letivo de Carga horária: 1 aula por semana (1 aula = 80 min). Nesta apresentação: descreveremos os conteúdos e as atividades mais importantes das aulas dadas.

4 PRIMEIRA AULA DO ANO: QUESTIONÁRIO DE CONHECIMENTOS PRÉVIOS ASTRONOMIA E ASTRONÁUTICA

5 4ª Questão A partir do que nós conhecemos sobre o Sistema Solar, por que ocorrem os dias e as noites? resposta certa

6 1º BIMESTRE: TEMA ESTRUTURADOR ASTRONOMIA E ASTRONÁUTICA Unidade temática 1 Qual é o tamanho do universo? (2 aulas) Unidade Temática 2 Os corpos celestes se movimentam? (3 aulas)

7 UNIDADE TEMÁTICA 1: QUAL É O TAMANHO DO UNIVERSO? Objetivo: apresentar um mapa do universo, desde a Terra até as galáxias do universo.

8 SISTEMA SOLAR (FORA DE ESCALA DE TAMANHO E DISTÂNCIA)

9 ESCALAS DE TAMANHO

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12 Distância aproximada da Terra ao Sol: km (150 milhões de quilômetros) Distância aproximada da Terra à Próxima Centauri: km (40 trilhões de quilômetros) ESCALAS DE DISTÂNCIA

13 Distância aproximada da Terra ao Sol: 8 minutos-luz Distância aproximada da Terra à Próxima Centauri: 4 anos-luz ESCALAS DE DISTÂNCIA

14 25,5 anos-luz de distância SOL PLANETA GLIESE 581 E PLANETA TERRA ESTRELA GLIESE 581 SISTEMAS PLANETÁRIOS

15 A Via Láctea: entre 200 e 500 bilhões de estrelas. Fotograria tirada por Filipe da Veiga Ventura Alves, na Serra da Estrela, Portugual. GALÁXIAS

16 Cada mancha na foto é uma galáxia. Imagem: Telescópio Huble. GALÁXIAS

17 Conceitos geralmente apresentados como introdução à física: Escalas de tamanho e distância. Escalas de tamanho e distância. Unidades de medida (km e anos-luz). Unidades de medida (km e anos-luz). Ordens de grandeza. Ordens de grandeza. UNIDADE TEMÁTICA 1 CONCEITOS FÍSICOS TRABALHADOS

18 UNIDADE TEMÁTICA 2: OS CORPOS CELESTES SE MOVIMENTAM? Objetivo: utilizar a mecânica newtoniana para descrever e explicar movimentos astronômicos e astronáuticos.

19 Sol culminando no primeiro dia de primavera e de outono, no Rio de Janeiro. NorteSul Oeste Leste Equador Celeste Horizonte OBSERVAÇÕES A OLHO NÚ: SOL

20 Fotos da Lua tiradas durante uma noite. OBSERVAÇÕES A OLHO NÚ: LUA

21 Fotos de estrelas tiradas durante uma noite inteira. OBSERVAÇÕES A OLHO NÚ: ESTRELAS

22 SISTEMA SOL-TERRA-LUA Animação representando os movimentos de translação da Terra e da Lua.

23 SISTEMA SOL-TERRA-LUA Globo terrestre com lanterna para simular os dias e as noites.

24 COMO EXPLICAR O QUE VEMOS NO CÉU? Vídeo filmado dentro de um brinquedo de parque de diversões.

25 POR QUE A TERRA (E OUTROS CORPOS) SE MOVIMENTAM?

26 ASTRONÁUTICA O experimento do foguete de garrafa pet. fonte da foto da direita:

27 ASTRONÁUTICA Força que o combustível faz no foguete (ação) Força que o foguete faz no combustível (reação) LEI DA AÇÃO E REAÇÃO

28 ASTRONÁUTICA LEI DA INÉRCIA

29 ASTRONÁUTICA PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMICA Força de resistência do ar (para frear).

30 GRAVITAÇÃO UNIVERSAL

31 Programa do Modellus realizando o experimento mental da montanha de Newton com um satélite artificial.

32 GRAVITAÇÃO UNIVERSAL Órbitas de um satélite, da Terra e da Lua, com o programa do Modellus.

33 UNIDADE TEMÁTICA 2 CONTEÚDOS FÍSICOS TRABALHADOS Trajetória Trajetória Referenciais Referenciais Leis de Newton Leis de Newton Gravitação Universal Gravitação Universal

34 Com os temas do primeiro bimestre utilizados como elementos motivadores e exemplos. RESTANTE DO ANO LETIVO: MECÂNICA (ESTRUTURA TRADICIONAL)

35 E P Solução P = m. g = N F RES = E – P = N F RES = m. a a = F RES / m a = 20 m/s 2 = 2 g AULAS DO RESTANTE DO ANO Exemplo: questão da prova do 4º bimestre Dado no problema: m = kg g = 10 m/s 2 E = N a = ?

36 Conclusões Possibilidade de ensino de física com temas estruturadores (pelo menos no primeiro bimestre), sem deixar de lado os conteúdos tradicionais. Registros da experiência em sala: evidências do caráter motivador do tema astronomia e astronáutica. Projeto em andamento: transformação das aulas em um hipertexto disponível na internet.

37 Referências AGUIAR, C. E.; GAMA, E.; COSTA, S. M. Física no Ensino Médio, In Reorientação Curricular - Livro II - Ciências da Natureza e Matemática. Governo do Estado do Rio de Janeiro, p , ALBAGLI, S. Divulgação científica: informação científica para a cidadania? Ciência e Informação, Brasília, v. 25, n. 3, p , set./dez BRASIL. PCN+ Ensino Médio - Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - Física. Ministério da Educação, p , CANALLE, J. B. G. O Sistema Solar numa representação teatral. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v. 11, n. 1, p , CARVALHO, C. P. Alternativas para o trabalho pedagógico voltado ao ensino noturno. Série idéias, São Paulo: FDE, p , CASAS, R. Contando estrelas. Observatório Astronômico Frei Rosário, UFMG, 1/2/1999. Disponível em: Acesso em: 30/9/2010.http://www.observatorio.ufmg.br/pas08.htm OLIVEIRA FILHO, K. S.; SARAIVA, M. F. O. Planetas extrasolares, In: Astronomia e Astrofísica, Departamento de Astronomia, Instituto de Física, UFRGS. Disponível em: Acesso em: 30/9/2010.http://astro.if.ufrgs.br/esp.htm SILVEIRA T. A. História do calendário. Departamento de Física e Química, PUC-Minas, junho Disponível em: Acesso em: 30/9/2010.http://www.dfq.pucminas.br/spin/spin_ano1%20n2/ano1n2a.htm ZIBAS, D. M. L. Ensino noturno de 2º grau: a voz do corpo docente. Cadernos de Pesquisa, São Paulo (78), p , agosto 1991.


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