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Título: Medidas de distâncias em astronomia : uma proposta de unidade de ensino potencialmente significativa para o ensino médio
Autor(es): Ferreira, Carlos Augusto
Orientador: Bisch, Sérgio Mascarello
Data do documento: 23-Fev-2018
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O propósito da pesquisa foi desenvolver e avaliar uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) para o ensino de Astronomia no Ensino Médio, tendo como tema básico os métodos de medida de distâncias em Astronomia. A UEPS foi aplicada em duas partes. A primeira, com um grupo de 28 estudantes do Centro Educacional Charles Darwin de Guarapari, ES, sobre a técnica de determinação da circunferência da Terra utilizada pelo filósofo grego Eratóstenes. A segunda, com um grupo de 22 alunos do Centro Estadual do Ensino Médio em Tempo Integral São Pedro, Vitória, ES, sobre as técnicas de medidas de distâncias até os astros. Os estudantes do Centro Educacional Charles Darwin cursavam o primeiro ano do Ensino Médio, enquanto que os alunos do Centro Estadual do Ensino Médio em Tempo Integral São Pedro cursavam uma disciplina eletiva, na qual podiam matricular-se alunos das três séries do Ensino Médio. O principal marco teórico utilizado na elaboração da UEPS e na avaliação dos resultados foi a Teoria da Aprendizagem Significativa, de David Ausubel. A UEPS teve como principal eixo a busca de resposta à questão geral: “Qual é o tamanho do Universo?”. Procurou-se elaborar a sequência didática com base em atividades e materiais potencialmente significativos, envolvendo as técnicas históricas para determinar o raio da Terra, a distância da Terra à Lua, a distância da Terra ao Sol, o uso do sistema de magnitudes, o uso das variáveis Cefeidas como velas padrão e a Lei de Hubble. Durante a aplicação da proposta, foram realizados debates em sala de aula em torno das atividades desenvolvidas, utilizados vídeos motivadores, bem como o software astronômico Stellarium. A estruturação da segunda parte da UEPS foi planejada após a aplicação de um questionário que serviu para verificar o conhecimento prévio dos estudantes sobre os tópicos a serem abordados. Analisando os dados coletados por meio dos questionários aplicados antes e após as intervenções, foi possível averiguar indícios de uma aprendizagem significativa, como no caso de estudantes que antes da aplicação das sequências didáticas não conheciam as unidades parsec e UA (unidade astronômica). Após as atividades eles conseguiam não só fazer a conversão destas unidades para outras mais convencionais, como o metro e o quilômetro, como também aplicar logaritmos para calcular as distâncias da Terra até as estrelas. A análise também demonstrou dificuldades no processo ensino-aprendizagem com relação à unidade "radiano", ao conceito de onda e à compreensão da unidade "ano-luz", indicando que alguns pontos da sequência precisam ser revistos e aperfeiçoados. Uma descrição dos objetivos, estrutura, atividades e o material utilizado ao longo da aplicação da UEPS, são apresentados nos apêndices A e B deste trabalho, constituindo um produto que poderá servir de referência para outros docentes que desejarem desenvolver projetos de ensino de Astronomia na Educação Básica
The purpose of the research was to develop and assess a Potentially Meaningful Teaching Unit (PMTU) for the teaching of Astronomy in High School, having as basic theme the methods of measuring distances in Astronomy. The PMTU has been implemented in two parts. The first, with a group of 28 students from the Centro Educacional Charles Darwin of Guarapari, ES, about the technique of determining the circumference of the Earth used by the Greek philosopher Eratosthenes. The second, with a group of 22 students from the Centro Estadual do Ensino Médio em Tempo Integral São Pedro, Vitória, ES, about techniques of measurements of distances to celestial objetcs. The students of the Centro Educacional Charles Darwin attended the first year of high school, while students at the Centro Estadual do Ensino Médio em Tempo Integral São Pedro were enrolled in an elective course in which students from the three high school grades could matriculate. The main theoretical framework used in the preparation of the PMTU and assessment of the results was David Ausubel's Theory of Meaningful Learning. The main purpose of the PMTU is to answer the general question: "What is the size of the universe?”. We attempted to elaborate the didactic sequence based on potentially meaningful activities and materials involving historical techniques to determine the Earth's radius, the distance from Earth to the Moon, the distance from Earth to the Sun, the use of the magnitude system, the use of Cepheid variables as standard candles and the Hubble Law. During the application of the proposal were held classroom discussions around the activities developed, used motivational videos, as well as the Stellarium astronomical software. The structuring of the second part of the PMTU was planned following the application of a questionnaire that served to verify the prior knowledge of the students on the topics to be addressed. Analyzing the data collected through the questionnaires applied before and after the interventions, it was possible to ascertain signs of a meaningful learning, as in the case of students who did not know the parsec units and AU (astronomical unit) before the application of the didactic sequences. After the activities, they were able not only to convert these units to more conventional ones, such as meters and kilometers, but also to apply logarithms to calculate the distances of the Earth to the stars. The analysis also demonstrated difficulties in the teaching-learning process with respect to the "radian" unit, the waves concept and the understanding of light-year unity, indicating that some points in the sequence need to be reviewed and improved. A description of the objectives, structure, activities and the material used throughout the application of the PMTU are presented in the A and B appendices of this work, constituting a product that can serve as a reference for other teachers who wish to develop projects of astronomy teaching in Basic Education
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10551
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