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NAPOLEÃO, Tasso Augusto Jatobá
Astrofísica Estelar para o Ensino Médio: Uma abordagem empírica baseada na observação visual das estrelas variáveis
São Paulo/SP, Universidade de São Paulo, USP, 2018. 425p. Dissertação de Mestrado. (Orientador: Roberto Dell ́Aglio Dias da Costa).
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| Resumo |
Este trabalho tem como objetivo o ensino dos fundamentos da Astrofísica Estelar
moderna a alunos do Ensino Médio através de uma abordagem empírica que usa como
ferramentas principais da metodologia a observação, o registro, a análise e a
interpretação das mudanças de brilho das estrelas variáveis ao longo do tempo.
Mediante técnicas simples (fotometria visual) para a estimativa dos valores dos brilhos
aparentes (magnitudes) dessas estrelas no decorrer de vários meses, o aluno coleta
seus próprios dados observacionais. Em seguida, esses dados serão colocados em
gráficos (curvas de luz), cuja análise permitirá a medida de seus períodos e amplitudes
de variação, bem como a determinação de uma série de parâmetros que caracterizam
as propriedades físicas das estrelas. O estudo é conduzido de uma forma que permite
apresentar aos alunos vários dos grandes temas da Astrofísica contemporânea sem
que eles percam o vínculo sensorial com a observação direta dos fenômenos celestes,
seja com auxílio de instrumental modesto (binóculos ou pequenos telescópios), seja
até mesmo a olho nu. O produto final de nosso trabalho é um Guia de Estudos
intitulado “Astrofísica Estelar para o Ensino Médio”, em doze capítulos e mais de
trezentas páginas, que está incluído em sua íntegra nesta monografia. O Guia foi
desenvolvido tendo como alvos principais os alunos e professores do Ensino Médio
formal. Não obstante, ele pode ser também utilizado por qualquer pessoa que tenha
interesse no assunto e que possua os conceitos necessários de Matemática e Física do
Ensino Médio; ou ainda em cursos do ensino não-formal que sejam ministrados, por
exemplo, por planetários, museus de ciência e astrônomos amadores (situação essa
testada com ótimos resultados pelo autor). Por fim, vale mencionar que, neste tipo de
aprendizado (conhecido como “research-based education”, que poderíamos traduzir
livremente como “aprendizado vinculado à pesquisa”), utilizamos intensivamente
diversos recursos tecnológicos disponibilizados gratuitamente na internet pelas
grandes entidades internacionais que se dedicam à pesquisa e ao estudo das estrelas
variáveis – tais como softwares específicos, bancos de dados, simulações e cartas para
a estimativa das magnitudes. O uso dessa metodologia vinculada à pesquisa, em nossa
experiência, se constitui em um fator valioso para desenvolver nos alunos a
criatividade, o raciocínio crítico, a familiarização com o método científico e as
habilidades para a pesquisa.
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| Palavras-chave |
Estrelas variáveis. Magnitudes. Períodos e amplitudes de variação. Curvas de luz. Fotometria visual. Astrofísica estelar. Aprendizado vinculado à pesquisa.
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| Abstract |
This work aims at teaching the fundamental aspects of Stellar Astrophysics to high
school students through an empirical approach which uses variable stars’ observations,
data collection, and the analysis and interpretation of brightness changes as key
methodological tools. By using some simple techniques (visual photometry) to
estimate the values of apparent brightness (magnitudes) of these stars over several
months, the student collects his/her own observational data. Subsequently, that data
will be plotted in graphs (light curves), whose analysis will in turn allow the
determination of its periods and amplitudes of variation, as well as of a series of
physical parameters that characterize the physical properties of the stars. The whole
study is conducted in a way that shows students several of the major themes of
contemporary Astrophysics without losing their sensory link with the direct
observation of celestial phenomena - whether with the aid of modest instruments
(binoculars or small telescopes) or even naked eye. The final product of our work is a
Study Guide called "Stellar Astrophysics for High School" in twelve chapters and more
than three hundred pages, which is included in their entirety in this monograph. The
Guide was developed with the main targets being students and teachers of the formal
high school level. Nevertheless, it can also be used by anyone who has an interest in
the subject and who possesses the required concepts of high school Mathematics and
Physics; or even in non-formal teaching courses that are taught, for example, by
planetariums, science museums and amateur astronomers (a situation that has been
tested with great results by the author). Last but not least, it is worth mentioning that
in this type of learning (known as "research-based education") we intensively use
various technological resources freely available on the internet from the great
international entities that are dedicated to the research and study of variable stars –
such as specific softwares, databases, simulations and charts for estimating
magnitudes. The use of research-based education, in our experience, is a valuable tool
to foster and develop students’ creativity, critical thinking, and the familiarization with
the scientific method and research skills.
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| Keywords |
Variable stars. Magnitudes. Periods and amplitudes. Light curves. Visual photometry. Stellar Astrophysics. Research-based education.
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| Nível |
Mestrado
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