ASTRONOMIA NO ENSINO MÉDIO: A OBJETIVIDADE DAS OBSERVAÇÕES DO CÉU E O COMPROMISSO COM UM CONTEÚDO DE FÍSICA

## ASTRONOMIA NO ENSINO MÉDIO: A OBJETIVIDADE DAS OBSERVAÇÕES DO CÉU E O COMPROMISSO COM UM CONTEÚDO DE FÍSICA

## ASTRONOMY IN SECONDARY SCHOOL: THE OBJECTIVITY OF OBSERVATIONS OF THE SKY AND THE COMMITMENT WITH CONTENT OF PHYSICS

## Arthur Vinícius Resek Santiago 1 e Jesuína Lopes de Almeida Pacca 2

1 Instituto de Física - USP, arthursanti@gmail.com 2 Instituto de Física - USP, jepacca@if.usp.br

## Resumo

O estudo de astronomia foi incluído no currículo oficial da educação básica, por meio dos PCNs para o Ensino Fundamental e Ensino Médio. Porém, a forma como este conteúdo tem sido apresentado parece relevar a importância de olhar para o céu. Consideramos que o céu se constitui num 'laboratório a céu aberto' e que os dados que ele pode oferecer, para compreendermos o que observamos, serão significativos se originados numa observação qualificada. Assim, o objetivo deste trabalho é levantar as características das descrições dos alunos de Ensino Médio ao observar as crateras lunares, para entender como se pode trabalhar a evidente interdisciplinaridade entre Astronomia e Física.

Palavras-chave : Máximo de cinco palavras

## Abstract

The study of Astronomy has been included in basic education official curriculum by means of the PCNs for Fundamental and Secondary teaching. However this content has usually been presented in such a way that underestimates the importance of looking to the sky. Sky is an 'open air laboratory' and data provided by this laboratory may be most significant for understanding what is observed provided they come from a qualified observation. The objective of this work is to raise the features of descriptions of high school students to observe the lunar craters, to understand how to work out a clear interdisciplinary Astronomy and Physics.

Keywords: Up to five words.

## Introdução

O conhecimento da física e das teorias estabelecidas é fundamental para o estudo da astronomia, por outro lado, a astronomia com seus objetos de estudo é fonte de informações preciosas para a evolução das teorias da física levando ao conhecimento do mundo em que vivemos. Se no início a astronomia era uma forma

de previsão dos movimentos de astros no céu, para organizar a vida na Terra agricultura, localização, orientação para deslocamentos e viagens marítimas, etc. hoje em dia, o estudo dessa área envolve muito mais do que o controle dos movimentos ou previsão de acontecimentos. Todos os campos da física são contemplados nos estudos das estrelas.

Na tentativa de explicar modelos propostos para o universo, principalmente o modelo de Copérnico, Galileu e Newton, baseando-se em observações, foram elaborando teorias cada vez mais completas e esclarecedoras. A lei da inércia e a lei da gravitação universal tiveram inspiração diretamente da observação do céu. Destacamos a fala do astrofísico João Steiner em uma entrevista para a revista FAPESP jan/13: o universo é o 'maior e melhor laboratório que existe', destacando a importância da observação do céu na história da astronomia e da física, ao longo da história e ainda hoje.

- O estudo de astronomia foi incluído no currículo oficial da educação básica, por meio dos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Fundamental e Ensino Médio. Para ilustrar segue um trecho dos PCNs, Ensino Fundamental, terceiro e quarto ciclos, Ciências Naturais, no tema Terra e o Universo, no qual aparece a importância da observação :
- "A observação direta, contudo, deve continuar balizando os temas de trabalho, sendo desejável que, além da orientação espacial e temporal pelos corpos celestes durante o dia e à noite, os estudantes localizem diferentes constelações ao longo do ano, bem como planetas visíveis a olho nu. Saber apenas os nomes das constelações não é importante, mas é muito interessante observar algumas delas a cada hora, por três ou quatro horas durante a noite, e verificar que o movimento das estrelas em relação ao horizonte ocorre em um padrão fixo, isto é, todas permanecem nas mesmas posições, enquanto o conjunto cruza o céu."

Pautados por este instrumento orientador, professores de Ciências, no Ensino Fundamental, e de Física, no Ensino Médio, têm que levar esse conhecimento para a escola e conduzir sua aprendizagem, mas a forma como este conteúdo tem sido apresentado parece relevar a importância de olhar para o céu e extrair daí, informações apropriadas para a geração de modelos e explicações dos fenômenos observados.

A astronomia, especialmente no Ensino Médio, atualmente costuma ser um assunto desconexo da física na maioria dos currículos e projetos escolares, onde, o conteúdo científico veiculado é empobrecido. Essa desarticulação pode ser verificada desde a divisão dos conteúdos que aparecem nos planejamentos, em que são dedicados poucos meses do ano letivo à astronomia, sem se preocupar com a relação essencial que existe entre um assunto visto em física e o conteúdo de astronomia. O conteúdo da astronomia aos aspectos mais qualitativos de uma observação inconsequente, sem colaborar para a construção de uma concepção mais apropriada da ciência/física.

Atualmente a produção da área de pesquisa em ensino de astronomia tem aumentado muito, desde que esse tema passou a fazer parte dos currículos e dos projetos dos governos, tanto na esfera federal, quanto na esfera estadual. De acordo com Megid Neto et al.(2006) foram 137 artigos relacionados com ensino de astronomia publicados em trabalhos apresentados pelos pesquisadores nas reuniões anuais da Sociedade Brasileira de Astronomia. Em média, de 1993 até os

anos 2000, são apresentados 8 trabalhos por ano; no ano de 2003 foram apresentados 26 trabalhos.

Em pesquisa mais atual Iachel e Nardi(2010), trouxeram algumas tendências da área de Ensino de Astronomia a partir da análise de conteúdo dos artigos selecionados no Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF) e na Revista Brasileira de Ensino de Física (RBEF), afirmando que o número de publicações relacionadas à Astronomia cresceu nas últimas décadas, o que demonstra uma gradativa consolidação da área. O número de pesquisadores da área de Educação e Ensino de Ciências que se dedica a estudar essa temática também cresceu desde 2000; As abordagens que envolvem experimentação, além daquelas sobre formação de professores e levantamento de concepções alternativas relacionadas à Astronomia mostram, mais uma vez, o interesse da área de Educação e Ensino de Ciências pelo Ensino de Astronomia; Os conteúdos são diversificados, fato que consideramos importante para a consolidação dessa área.

Uma análise de trabalhos publicados dessa área, pode-se afirmar que aparece uma interdisciplinaridade entre a astronomia e a física (SOLER, 2012); de acordo com Augusto Damineli (apud. SOLER, 2012), a astronomia pode ser usada como um estímulo ao interesse e ao aprendizado de Física por parte dos alunos do Ensino Médio. Concordamos inteiramente com isso, mas percebemos que nessa literatura ainda existem poucas informações sobre procedimentos no trabalho em sala de aula, que leve à aprendizagem da física aproveitando a motivação de uma observação do céu que não seja apenas contemplativa ou surpreendente.

- A importância da observação astronômica é levantada na maioria dos trabalhos citados acima com diferentes argumentos mas em geral não avançou para a exploração do conteúdo das observações para ensinar conteúdos de física.
- O objetivo do trabalho proposto é analisar as descrições de um evento astronômico feita por alunos do Ensino Médio de uma escola pública de São Paulo, em uma atividade de observação do céu, focalizando a qualidade dessa observação e seu potencial para gerar um conhecimento científico, no caso com o conteúdo de física, levantando categorias de como são essas descrições ao longo da observação.

## Metodologia

Para entender as descrições feitas por alunos ao observarem um fenômeno astronômico, foi analisada uma atividade de observação da Lua, inserida em uma sequência didática composta de três atividades. Essa sequência didática foi aplicada aos alunos do segundo e terceiro ano do Ensino Médio do período da manhã, em uma escola pública do Estado de São Paulo, localizada no bairro da Lapa.

Todos alunos do período da manhã desta escola foram convidados a participar deste minicurso de astronomia, ao todo inscreveram-se inicialmente 180 alunos que foram divididos em cinco grupos de aproximadamente 35 alunos.

De acordo com Zabala(1998), uma sequência didática pode indicar a função que tem cada uma das atividades na construção do conhecimento ou da aprendizagem de diferentes conteúdos e, portanto, avaliar a pertinência ou não de cada uma delas, a falta de outras ou à ênfase que devemos atribuir-lhes. Com isso a sequência didática aplicada foi dividida em três atividades: Introdução ao telescópio; Observação do céu noturno; e Experimento de simulação da formação das crateras

lunares. Todas as atividades foram desenvolvidas no contraturno dos alunos, na própria escola. Na observação do céu, compareceram ao todo 25 alunos dos 180 inicialmente interessados, divididos em dois grupos.

A atividade de observação do céu noturno foi realizada no estacionamento da escola: as dificuldades encontradas pelos alunos ao observar foram em geral relacionadas à localização no estacionamento, pois haviam muitos prédios em volta da escola, o que dificultava ter uma visão total do horizonte, além de alguns refletores que iluminavam o local, dificultando a visão de algumas regiões do céu. Com relação ao céu, nos dois dias de observação, o céu estava sem nuvens, deixando visíveis algumas estrelas, o planeta Vênus e a Lua em fase crescente, para nossas observações eram boas condições. As observações começaram por volta das 18hs e terminaram às 20hs.

Essa atividade de observação tinha dois objetivos: a observação do planeta Vênus, por ser um dos primeiros objetos a aparecer no céu e seu brilho intenso chamar a atenção dos alunos e a observação da Lua, já que estava em quarto crescente e chamava a atenção pelo seu brilho e tamanho no céu. Os alunos tinham à disposição 4 telescópios refratores de baixa qualidade de imagem: eles tinham sido instruídos a manuseá-los na primeira aula do minicurso. Um outro telescópio refletor de alta qualidade de imagem era manipulado pelo professor que focalizava os objetos para os alunos.

Figura 1:Observação do céu noturno pelos alunos

<!-- image -->

Para a observação de Vênus, os alunos apontaram os telescópios refratores e identificaram as características do planeta com a ajuda do professor. Para a observação da Lua, cada aluno focalizou o satélite da Terra com os telescópios refratores e depois ficou observando durante dois minutos aproximadamente no telescópio refletor com o auxílio do professor, com recomendação para reparar nos detalhes das crateras lunares e descrever o que era observado.

Essas atividades de observação do céu noturno foram gravadas em formato de áudio utilizando um gravador de MP3 e foram transcritas. Ao longo da atividade os alunos também fizeram registros em cadernos de campo com descrições e desenhos do que eles estavam observando. Este material foi utilizado para analisar

as expressões relatadas e as descrições dos alunos ao observar o fenômeno. Em particular nosso interesse nesta pesquisa foi colocado na observação da Lua.

## Respostas e organização

Ao analisar as transcrições das gravações em áudio e os registros escrito dos alunos nos cadernos de campo, muitos elementos chamam a atenção, como dúvidas de conceitos físicos percebidos pelos alunos ao longo da observação do céu, dificuldades para manipular o instrumento, dificuldades de observação por causa da localização ou da iluminação, entre outros. Para este trabalho, o foco será na descrição dos alunos ao observar a Lua e com essas informações buscamos qualificar e categorizar as descrições buscando conhecer indícios da evolução dessas descrições ao longo da atividade.

A análise do discurso será a base para o processo de categorização dos dados obtidos e descritos acima buscando compreender a descrição dos alunos ao observarem a Lua. Seguindo Moraes(2005), no que se refere a análise de conteúdos descritos e sua interpretação nos apoiamos no trecho a seguir:

Sintetizando, podemos afirmar que a análise textual qualitativa é um processo integrado de análise e síntese, que se propõe a fazer uma leitura rigorosa e aprofundada de conjuntos de materiais textuais, visando descrevê-los e interpretá-los no sentido de atingir uma compreensão mais elaboradas dos fenômenos e dos discursos dos quais foram produzidos.

Ao longo da observação do céu, os alunos descreviam à todo momento o que eles estavam vendo. Essas descrições foram separadas em sete categorias: dificuldade para observar,dificuldade para descrever, necessidade de confirmação da observação, fascínio com a observação "aguçada" e três referindo-se a objetividade da descrição do objeto - com critério científico, sem critério científico e por analogia com situações evocadas.

Expressões dos aluno ao longo das observações:

## DIFICULDADES PARA OBSERVAR

A7:Ela(a Lua) está muito alta.

A8: Não dá pra contar quantas manchas tem, não... Porque tem um monte de buraco aqui.

Os alunos comentam com os outros alunos e com o professor uma dificuldade que encontram na sua observação, ao procurar algo objetivo; descrições como esta estão ao longo de toda observação.

## DIFICULDADE PARA DESCREVER

Essa descrição ocorre antes do aluno conseguir observar detalhes objetivos, portanto ele faz a descrição aos demais que não está conseguindo observar, como nos trechos a seguir:

A6:Estou vendo um negócio preto aqui.

A10: Eu estou vendo, dá tipo pra ver a luz dela( se referindo a Lua).

A3: Nossa professor!Está bem perto. Calma ai.

## CONFIRMAÇÃO DA OBSERVAÇÃO

Parece uma necessidade de se assegurarem que sua observação estava sendo parecida com a dos colegas, descrevem com uma certa dúvida na fala,

procurando a confirmação de alguém próximo, para acreditar na sua própria observação:€

A6: Parece que é um "bagulho", cheio de risco...

A12: Professor, tem uma parte mais branca e outra mais escur€a.

A13: Professor, dentro daquelas crateras parece fogo.P: Fogo?A13: Fogo.

## FASCÍNIO COM A OBSERVAÇÃO "AGUÇADA"

São expressões utilizadas por quase todos os alunos, geralmente ocorreu quando observavam pela primeira vez a Lua, bem focalizada, demonstrando aos ouvintes que a sua observação foi surpreendente, superando as suas expectativas:

A7: Show, caramba.

A8: Achei. Nossa! Vixe.

A5: Meu dá pra ver as crateras, que da hora!

## OBJETIVIDADE DA DESCRIÇÃO

Dois tipos de descrição foram mais criteriosas focadas no objeto ali observado, uma usando termos científicos apropriados e outra sem esses termos, mas que também descreviam o objeto, levando outro ouvinte a entender a informação que queria passar.

- · com critério científico- com termos específicos apropriados

A7: Dá pra ver a cratera. Olha ai professor, está pegando bem o cantinho. Acho que está bem focalizado.

A8: Na Lua, as partes mais escuras são altas e as mais brancas são baixas, tem as crateras e as manchas.

- · sem critério científico - sem usar palavras de uso científico

A12: Tipo um buraquinho,né? Meio pelo formato.

## ANALOGIA COM SITUAÇÃO CONHECIDAS

O último tipo de descrição considerada foi a descrição por comparação com algo que ele já viu antes, para os ouvintes entenderem o que ele está vendo:

A1: Caramba, parece de filme, né?

A6: Nossa, que louco! Parece Star Wars.

A maioria das falas dos alunos foram descritivas, já que não foi proposto nenhum problema no início da atividade para eles resolverem, deixando de fora as outra três categorias de explicação levantadas por Leite e Figueiroa (2004), como a explicação casual, a explicação preditiva e a explicação interpretativa, só consideramos a explicação descritiva, a qual quisemos caracterizar e estudar mais, levantando sete categorias deste tipo de explicação.

A sequência desta atividade de observação do céu foi o experimento de formação das crateras lunares, com presença de 10 alunos. Neste experimento, a discussão de como se formam as crateras e de como os alunos poderiam simular essa formação, foram levando os alunos a elaborarem modelos de como elas se formam. E para explicar essa formação, apareceu nas falas deles conceitos de física, principalmente sobre energia.

Para o experimento foram utilizadas uma bandeja com farinha e café e bolinhas, o intuito era que os alunos jogassem as bolinhas de uma determinada altura para observar como se formariam as crateras, com a ajuda do professor eles foram incentivados a ir variando a altura e quantizando de acordo com a altura jogada, qual seria o diâmetro da cratera. Analisando esses dados, chegaram a conceitos de energia potencial e energia cinética, mesmo sem utilizar essas palavras ainda, o que era o objetivo de toda a sequência didática, que os alunos saíssem da observação da Lua e começassem a entender um conceito físico, neste caso a energia.

## Conclusão

A atividade de observação do céu feita pelos alunos cumpriu com as expectativas, principalmente, com relação ao fascínio que a astronomia traz. Ao tentar entender um pedacinho do céu e seus componentes, os alunos percebem a grandeza que é o Universo e têm a chance de entender a escala de distâncias, pois ao tentar observar objetos relativamente próximos como Vênus e a Lua, vêm a dificuldade que seria tentar observar galáxias ou estrelas que estão muito mais longe da Terra. Percebem que o instrumento para realizar tal observação precisam ser melhores em qualidade de imagem e maiores.

A descrição, no momento de observação realizada pelos alunos, busca compartilhar a provável imagem que eles estão vendo naquele momento com os colegas e com o professor, tentando buscar um diálogo com estes, para melhorar a sua descrição do fenômeno observado e com isso melhorar o entendimento do que foi observado.

Apesar de já terem visto a Lua por fotos, na internet ou em documentários de televisão, ao verem à olho nu com auxílio do telescópio, geram-se novas dúvidas e novas concepções do que realmente seria aquelas manchas e "buracos". Ao tentarem descrevê-los, através da troca com os seus colegas, os alunos foram melhorando seu vocabulário e criando significado para novas palavras, mostrando um aprendizado, principalmente no cuidado com a observação dos objetos celestes.

As descrições de dificuldade, de necessidade e de fascínio apareceram no começo da atividade de observação da Lua, mostrando que os alunos estavam tentando descobrir se o que eles estavam vendo, estava de acordo com o que os colegas estavam vendo e com o que o professor esperava daquela observação. Essas descrições mostram uma certa dúvida pelos alunos, pois eles estão investigando se o que eles estão reparando é o esperado e coincide com o do resto do grupo.

Já as descrições da objetividade da informação - sem critério, com critèrio e por comparação são falas mais seguras, pois os alunos devem ter percebido que no meio da observação, aquela experiência a que se referem é nova para todos os participantes, portanto as descrições que fizerem não podem ser julgadas como um erro, já que é sempre uma experiência pessoal de relação com o fenômeno observado.

A confirmação experimental de uma hipótese para explicar as crateras faz a ponte necessária com o conteúdo de física. A descrição do fenômeno observado é muito importante para a observação do céu feita pelos alunos e com o tempo poderá ir ficando mais criteriosa: sabendo quando a imagem do telescópio está de boa qualidade e focalizada, procurando informações sistematicamente, entendendo que

os fenômenos astronômicos podem mudar com o tempo e compromissada, tentando explicar o fenômeno com teorias e conceitos aceitos pela comunidade científica.

## Referências

BRASIL. Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros Curriculares Nacionais: Terceiro e Quarto Ciclos do Ensino Fundamental - Ciências Naturais. Brasília: MEC/SEF, 1998. 138p.

IACHEL, G.; NARDI, R. Algumas tendências das publicações relacionadas à astronomia em periódicos brasileiros de ensino de física nas últimas décadas. Ensaio : Pesquisas em Ensino de Ciências, Belo Horizonte, v. 12, n. 2, p. 225-238, maio-ago., 2010.

LEITE, L. &amp; FIGUEIROA, A. Las actividades de laboratório y la explicación científica. Didáctica de las ciencias experimentales, 39, 2004, pág.20-30. Alambique.

MEGID NETO, J.; BRETONES, P. S.; GARCIA CANALLE, J. B.; A educação em Astronomia nos trabalhos das reuniões anuais da Sociedade Astronômica Brasileira (Boletim. Sociedade Astronômica Brasileira,Vol. 26, Fac. 2, pp.55-72, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 2006).

MORAES, R. Mergulhos Discursivos: análise textual qualitativa entendida como processo integrado de aprender, comunicar e interferir em discursos. In: GALIAZZI, Maria do Carmo; FEREITAS, José Vicente de. (orgs.). Metodologias emergentes de pesquisa em educação ambiental. Ijuí: Ed. Unijuí, 2005.

SOLER,D. R.. Astronomia no currículo do Estado de São Paulo e nos PCN: um olhar para o tema observação do céu. 2012. 200f. Dissertação( Mestrado em Ensino de Ciências) - Faculdade de Educação; Instituto de Física; Instituto de Química e Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo. São Paulo. 2012.(Banco de teses da USP,São Paulo,2012).

ZABALA, A. A prática educativa: como ensinar. Porto Alegre: Artes Médicas, 1998.