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Docente: Clara Vasconcelos Discente: Micaela Prior
Trabalho Orientado por: Joana Torres (aluna de Doutoramento da FCUP)
Junho 2015, Porto
Mestrado em Ensino da Biologia e da Geologia no 3ºCiclo
do Ensino Básico e no Ensino Secundário.
Didática da Geologia II
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Contextualização Curricular: 10º ano de escolaridade: Tema II –
A Terra, um planeta muito especial. A Terra e os planetas telúricos.
Tempo Previsto: 90 minutos.
Pré-requisitos: programa de 7º ano, da disciplina de Ciências Fisico-
Químicas, no domínio: Espaço; subdomínio: Sistema Solar.
PLANIFICAÇÃO
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Objetivos Objetivos gerais Objetivos específicos
Reconhecer a importância da história da
ciência na compreensão dos conceitos e
métodos científicos.
Compreender a influencia da sociedade, da
tecnologia e da política no desenvolvimento
do conhecimento científico.
Estimular o interesse científico pela
participação em atividades que requerem
saber e fazer ciência.
Usar fontes bibliográficas, de forma
autónoma - pesquisando, organizando e
tratando a informação.
Desenvolver o raciocínio científico no
confronto de ideias e saberes.
Perceber a importância da construção de
modelos teóricos no Ensino em Ciências.
Compreender a importância da
originalidade e criatividade no
desenvolvimento da ciência.
Manifestar curiosidade e criatividade na
formulação de questões-problema e
hipóteses.
Reconhecer a relevância da natureza da
ciência para a compreensão de fenómenos
atuais.
Planear e realizar pequenas investigações
teoricamente enquadradas.
Construir um modelo de modo a se
conseguir relacionar o tamanho/massa de
diferentes meteoritos com as características
das crateras de impacto.
Reconhecer a existência de planetas
geologicamente ativos e geologicamente
inativos.
Realizar o estudo comparativo das
características geológicas da Terra e da Lua.
Promover o questionamento através de uma
contextualização problemática.
Realizar uma aprendizagem em grupo de
pares através da realização de tarefas e
partilha de opiniões.
Desenvolver a capacidade de argumentação
de forma clara e fundamentada.
Observar e interpretar dados.
Mobilizar saberes intradisciplinares e
interdisciplinares, anteriormente adquiridos.
Conceitos a mobilizar: Sistema Solar, Sistema Terra-Lua, planetas telúricos, satélite natural,
asteróide, cometa, meteoróide, meteorito, cratera de impacto, meteoro, força de atrito, crusta
terrestre, mares lunares, continentes lunares, extinção em massa, geodinâmica interna, geodinâmica
externa.
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
CASO: QUAL A RELAÇÃO ENTRE O TAMANHO/MASSA DOS METEORITOS E AS CARACTERÍSTICAS DAS
CRATERAS DE IMPACTO FORMADAS NA SUPERFÍCIE DE UM PLANETA?
O Nicolau estava a ver um jogo de futebol, quando, durante uma pausa no jogo, o realizador resolve
fazer um grande plano da Lua cheia que surgia no horizonte.
Surpreendido pela imagem impressionante da Lua, o Nicolau chama a irmã.
Nicolau: Micas! Chega aqui!
Nicolau: Olha, o que eu estou a ver! Eu não sabia que a Lua tinha tantos buracos!
Micaela: Oh Nico! Isso não são buracos! São crateras de impacto formadas por meteoritos!
Nicolau: Meteoritos! Crateras de impacto! O que são? Como se formam?
Micaela: Queres vir fazer comigo um modelo para perceberes como se formaram essas crateras?
Nicolau: Sim! Vamos lá!
Observe a imagem que o Nicolau mostrou à sua irmã.
Figura 1 – Lua cheia
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Tabela 1 – Ficha de monitorização da Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas (ABRP), a
preencher pelos alunos.
CASO: QUAL A RELAÇÃO ENTRE O TAMANHO/MASSA DOS METEORITOS E AS CARACTERÍSTICAS DAS CRATERAS DE IMPACTO FORMADAS NA SUPERFÍCIE DE UM PLANETA?
Lista de factos:
Questões problema:
Planificar a investigação:
Proposta de Solução
Questões-problema
Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as caraterísticas das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?
Qual a importância do impacto de meteoritos no processo de acreção dos planetas telúricos?
Qual é o papel da atmosfera na proteção contra o impacto de muitos meteoritos?
Que tipo de corpos celestes podem originar os meteoritos?
Qual a importância do estudo dos meteoritos para conhecer os materiais que faziam parte da
nébula solar?
Produto final:
Os alunos terão que planificar uma atividade que simule a formação de crateras de impacto. Poderão
propor uma lista de materiais e o respetivo procedimento experimental, ou então, utilizar os
materiais disponibilizados pelo professor e construir um modelo. O registo das aprendizagens
realizadas com a modelação deve resultar no preenchimento de um V de Gowin.
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Atividade experimental número 1
Acontecimentos/objetos
1. Colocar na base do tabuleiro uma camada de areia e depois utilizar o peneiro para colocar sobre
ela uma pequena camada de farinha, seguida de uma fina camada de cimento.
2. Utilizar a balança e determinar a massa dos diferentes fragmentos de rochas.
3. Esticar o braço, a uma altura fixa, e largar, sobre a superfície branca do tabuleiro, um dos
fragmentos de rocha.
4. Medir com a régua o diâmetro da cratera de impacto, a sua profundidade e o comprimento dos
seus raios.
5. Repetir os passos 3 e 4, utilizando os restantes fragmentos de rochas.
6. Registar no Quadro I, os dados/resultados experimentais.
Objetivo: Simular o processo de formação de crateras de impacto.
Material: Tabuleiro; fragmentos de rocha de diferentes dimensões; areia; cimento; farinha;
balança; régua; peneiro de malha fina.
Qual a relação entre o
tamanho/massa dos
meteoritos e as
características das
crateras de impacto
formadas na
superfície de um
planeta?
Teoria: A Terra e os planetas
telúricos.
Princípios:
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Conceitos:
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Juizos de valor:
Tem que se ter em conta as
diferenças de escala. A
qualidade das crateras
formadas depende do tipo de
fragmento de rocha lançado e
do modo como são
distribuídos os materiais em
camadas, dentro do tabuleiro.
Hipótese(s)
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Juizos cognitivos/conclusões
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Resultados: No Quadro I.
Transformações/registos:
No Quadro I.
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Discussão:
Após uma reflexão crítica sobre a atividade experimental, responda às questões que se seguem de
forma clara e fundamentada:
1. Indique o que representam os diferentes fragmentos de rochas e as camadas de materiais
colocadas dentro do tabuleiro.
2. Refira a importância de manter uma altura fixa para o lançamento dos fragmentos de rochas.
3. Que relação pode ser estabelecida entre o modelo que recriou e o que aonteceu na superfície
lunar?
4. Indique o fator mais difícil de simular em laboratório e que tem influência na energia de
impacto, tendo em consideração o percurso que um corpo rochoso extraterrestre faz até chocar
coma superfície do nosso planeta.
5. Explique a importância da utilização de modelos teóricos na formulação de hipóteses
explicativas em ciência.
Quadro I
Fragmento
de rocha Massa (g)
Diâmetro da cratera
de impacto
Profundidade da
cratera de impacto
Comprimento médio
dos raios
1
2
3
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Fonte de dados:
- Bibliografia:
Crateras na Lua. Por que as crateras da Lua têm tamanhos e formas tão diferentes?
Disponível em: http://www.ige.unicamp.br/lrdg/pdf/68_Moon_craters_pt.pdf
Dias, G., Guimarães, P. & Rocha, P. (2008). Geologia 10. Porto, Areal Editores.
Hurtado, J. (2010). Impact Cratering: Analog Experiments and Computational Modeling.
Planetary Geology.
Taylor, G. J., Martel, L. M. V. & Bays, B. G. (1997). Exploring the Moon. A Teacher’s Guide
with activities for Earth and Space Sciences. NASA.
Walt Gray, W. Quantifying Meteorite Impact Craters. Indiana Geologycal Survey 1837,
Indiana University. Disponível em: https://igs.indiana.edu/lessonPlans/MeteoriteActivity.pdf
- Endereços eletrónicos (consultados em junho de 2015):
Goddard, N. (2012, Março 14) NASA | Tour of the Moon
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=2iSZMv64wuU
Museum, D. (2015, Fevereiro, 28) The Journeys of Apollo 11, " The Conquest of the Moon ",
NASA documentary (2009) HD
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=KBR1ddnGHqc
XXI, D. (2015, Março 7) Maravillas Modernas - La tecnología de los 70 (Documentales XXI)
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=2-hhU5ZLG38
Youtube (2011, Outubro 30) Our Story in 1 Minute
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=ZSt9tm3RoUU
Youtube (2013 Fevereiro, 25) A Odisseia Lunar 40 anos - Parte 1 (A conquista da Lua)
Disponível: https://www.youtube.com/watch?v=FkFcLQK76nE
Articulações disciplinares:
- Intradisciplinares
Esta temática relaciona-se com o Módulo inicial do programa de 10º ano de escolaridade: A
Geologia, os geólogos e os seus métodos, nomeadamente na exploração da situação-problema: Por
que razão se extinguiram os dinossáurios da face da Terra?; e na exploração do tema: Memória dos
tempos geológicos.
- Interdisciplinares
Ciências Fisico-Químicas: Arquitetura do Universo; breve história do Universo; aglomerados de
estrelas, nebulosas, poeiras interestelares, buracos negros e sistemas solares; processo de formação
de alguns elementos químicos no Universo; força de atrito; determinação da massa de um corpo.
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Ciclo de apresentação:
Contextualização problemática com a exploração didática do cenário.
Preenchimento da ficha de monitorização da Aprendizagem Baseada na Resolução de
Problemas (ABRP).
Síntese em grande grupo das questões-problema.
Planificação e execução da atividade de simulação por modelação análoga (Hurtado, 2010;
Taylor et al. 1997).
Apresentação do produto final e síntese das propostas de solução.
Aplicação dos saberes desenvolvidos.
Outras atividades:
- Visionamento de um vídeo com informação sobre o início da corrida à exploração espacial e
missões Apollo que levaram o Homem à Lua, no século XX.
De seguida responder às seguintes questões:
1. De que forma a sociedade, a tecnologia e a política contribuem para o desenvolvimento da
ciência?
2. Comente a seguinte afirmação: “A ciência apresenta um caráter dinâmico e evolucionista”.
3. Qual é a importância da história da ciência para a compreensão dos conceitos e métodos
científicos?
4. De que modo a originalidade e a criatividade são essenciais para a evolução da ciência?
- Utilizar os seguintes links: http://www.lpi.usra.edu/lunar/tools/lunarcratercalc/ e http://keith.aa.
washington.edu/craterdata/scaling/índex, para aceder a programas de modelagem computacional,
de forma a conhecer a formação de crateras de impacto numa ampla gama de condições.
Aplicação:
Após as investigações efetudas os alunos deverão ser capazes de responder às seguintes questões-
problema:
1. Qual a importância do impacto de meteoritos para o aparecimento de vida na Terra?
2. Que relação existe entre o impacto de meteoritos e as extinções em massa, que ocorreram no
planeta Terra?
3. Qual a importância de se desenvolverem tecnologias de vigilia e monitorização de meteoróides,
asteróides ou até cometas?
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Referências bibliográficas
Bolacha, E., Deus, H.M., Caranova, R., Silva, S. & Costa, A. M. (2006). Modelação Analógica de
Fenómenos Geológicos. Uma Experiência na Formação de Professores. Geonovas Associação
portuguesa de geólogos nº 20, pp. 33 a 56.
Bolacha, E. P. S. (2014). MODELOS DE DINÂMICA DA TERRA APLICADOS À GEOLOGIA DE PORTUGAL:
RELEVÂNCIA DA EXPERIMENTAÇÃO ANÁLOGA NO ENSINO E NA DIVULGAÇÃO DA GEOLOGIA.
Tese de Doutoramento em Geologia (Geodinâmica Interna), Universidade de Lisboa.
Crateras na Lua. Por que as crateras da Lua têm tamanhos e formas tão diferentes?
http://www.ige.unicamp.br/lrdg/pdf/68_Moon_craters_pt.pdf
Deus, H.M., Bolacha, E., Vasconcelos, C. & Fonseca, P.E. (2011). Analogue modelling to understand
geological phenomena. Proceedings of the GeoSciEd VI, Joahnnesburg, South Africa.
Dias, G., Guimarães, P. & Rocha, P. (2008). Geologia 10. Porto, Areal Editores.
Ferreira, C. D. A. (2012). A Modelação Análoga no Ensino da Geologia: Um estudo centrado na
Aprendizagem Baseada na Resolução de Problemas. Tese de Doutoramento, Escola de Ciências
da Vida e do Ambiente, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real.
Goddard, N. (2012, Março 14) NASA | Tour of the Moon. Disponível em: https://www.youtube.
com/watch?v=2iSZMv64wuU
Hurtado, J. (2010). Impact Cratering: Analog Experiments and Computational Modeling. Planetary
Geology.
Museum, D. (2015, Fevereiro, 28) The Journeys of Apollo 11, " The Conquest of the Moon ", NASA
documentary (2009) HD. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=KBR1ddnGHqc
Pereira, A. I. & Amador, F. (2007). A História da Ciência em manuais escolares de Ciências da
Natureza. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias Vol. 6 Nº 1.
Silva, C. P., Amador, F., Baptista, J. F. P., Valente, R. A., Mendes, A., Rebelo, D. & Pinheiro, E. (2001).
Programa de Biologia e Geologia 10º e 11º Anos, Curso Científico-Humanístico de Ciências e
Tecnologias. Ministério da Educação.
Taylor, G. J., Martel, L. M. V. & Bays, B. G. (1997). Exploring the Moon. A Teacher’s Guide with
activities for Earth and Space Sciences. NASA.
Youtube (2011, Outubro 30) Our Story in 1 Minute. Disponível em: https://www.youtube.
com/watch?v=ZSt9tm3RoUU
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Cenário: “Qual a relação entre o tamanho/massa dos meteoritos e as características das crateras de
impacto formadas na superfície de um planeta?”
Youtube (2013 Fevereiro, 25) A Odisseia Lunar 40 anos - Parte 1 (A conquista da Lua). Disponível:
https://www.youtube.com/watch?v=FkFcLQK76nE
Walt Gray, W. Quantifying Meteorite Impact Craters. Indiana Geologycal Survey 1837, Indiana
University. https://igs.indiana.edu/lessonPlans/MeteoriteActivity.pdf
Figueiredo, M. T. C. (2011). Trabalho prático em ciências,uma abordagem da unidade a Terra um
planeta muto especial, em contexto CTS. Cadernos pedagógicos do Centro de Formação de
associação de escolas dos concelhos de Ílhavo, Vagos e Oliveira do Bairro.