O ENSINO DE ASTRONOMIA ATRAVÉS DAS PRÉ-CONCEPÇÕES

## O ENSINO DE ASTRONOMIA ATRAVÉS DAS PRÉ-CONCEPÇÕES

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Anne Scarinci [anne@if.usp.br] Jesuína Lopes de Almeida Pacca [jesuina@if.usp.br] a

a Instituto de Física - USP

## RESUMO

O presente projeto - 'O ensino de astronomia através das pré-concepções' - tem por meta levar os alunos à compreensão dos fenômenos ligados à astronomia, com base nos seguintes parâmetros: i) O ponto de partida são as pré-concepções dos elementos do grupo, identificadas em pesquisa previamente realizada; ii) A aplicação da proposta de ensino desenvolve-se basicamente através de atividade oral com participação interativa do grupo de alunos. As pré-concepções dos alunos são evidenciadas, analisadas e discutidas pela professora junto aos elementos do grupo, fazendo com que o conteúdo científico seja (re)construído em conjunto; iii) A construção e aplicação do conteúdo científico são conseguidas através de tarefas práticas, com ampla variedade na escolha de meios e materiais; e iv) a metacognição é estimulada ao longo do trabalho com os alunos e considerada uma atividade regular. Como resultado da aplicação de um planejamento com as características apontadas, obtivemos a elaboração, pelos alunos, de um capítulo de um livro didático de astronomia, de acordo com os conceitos e métodos de aprendizagem que eles acharam relevantes. Além disso, o resultado final apresentou 90% de êxito para a compreensão total do tema e 10% de compreensão parcial, de acordo com uma avaliação objetiva de conteúdo.

## PALAVRAS CHAVES

Pré-concepções em astronomia, ensino de astronomia, ciências no ensino fundamental.

## INTRODUÇÃO

O ensino-aprendizado de astronomia que considera as idéias prévias dos alunos tem duas grandes vantagens. Por um lado, evidencia incoerências na forma de pensar dos educandos e propicia o surgimento de problemas significativos que os alunos tentarão resolver. Assim, o aprendizado tenderá a ser muito mais intenso e profundo, porque terá como ponto de partida questões internas dos alunos, e não algo previamente elaborado pelo professor. Por outro lado, o processo metacognitivo, essencial para um aprendizado por mudança conceitual, é favorecido quando os alunos se dão conta de suas concepções e do conflito que existe entre estas e as informações que recebem e crêem ser verdadeiras Beeth (1997).

As crianças possuem várias idéias conflitantes com relação aos astros e a seus movimentos. Muitas vezes falam que a Terra é redonda, mas não conseguem se imaginar vivendo 'de cabeça para baixo', na superfície de uma esfera. Da mesma forma, citam o Sol como uma Estrela, mas o imaginam de natureza muito diferente das outras estrelas que vemos à noite. O livro didático também não raro apresenta ilustrações em perspectivas obscuras ou textos inacessíveis que confundem as crianças.

- O ensino a partir de concepções espontâneas não pressupõe somente detectá-las, mas também, e principalmente, usá-las como um auxílio na construção do conhecimento, de maneira

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que a criança possa por si própria percorrer o caminho rumo à concepção científica. Uma das grandes vantagens dessa opção pedagógica é o incentivo à autonomia no aprendizado, pois os alunos ficam mais confiantes no seu próprio raciocínio quando sentem que a mudança conceitual está partindo deles.

## DESCRIÇÃO DO TRABALHO DESENVOLVIDO

O projeto foi aplicado em uma escola bilíngüe, na 5 série do ensino fundamental, em uma a classe de nove alunos da faixa etária de onze anos. O estudo da Astronomia foi feito em forma de projeto pedagógico, com o título de ' The Solar System and Beyond ' - O Sistema Solar e Além dele. Foi desenvolvido em três partes: a identificação das pré-concepções, o ensino dos fenômenos astronômicos elementares, e a discussão de outros eventos astronômicos e conceitos de interesse. Entre a segunda e a terceira parte do curso, houve uma saída de estudos para observação do céu noturno.

Para a identificação das idéias prévias dos alunos, foi primeiramente elaborado um questionário a ser respondido por escrito. Com base nas respostas desse questionário, a professora conduziu uma discussão em grupos de 4 e 5 alunos, com o objetivo clarear dúvidas das respostas dos questionários, e também para evidenciar para os próprios alunos as suas contradições. Na discussão foram disponibilizados objetos como bolas de isopor, palitos de madeira e massa de modelar, no intuito de ajudar os alunos na descrição e explicação dos fenômenos.

Na segunda parte do curso, foram abordados os movimentos no sistema Terra - Sol - Lua e os fenômenos decorrentes - o dia e a noite, as estações do ano e as fases da Lua. Foram discutidas também as causas para a diferença de duração do dia e de luminosidade em diferentes áreas do planeta e sua relação com a delimitação do equador, dos trópicos e dos círculos polares. Também foi abordada a questão dos referenciais para descrição dos movimentos. Nesse período, foram confiscados os livros didáticos.

Para a saída de estudos, foi pedido aos alunos que escolhessem uma data em que haveria Lua minguante e planetas visíveis. Também planejaram materiais para levar, como lunetas, planisfério, e câmera fotográfica. Foi tirada uma foto de longa exposição das estrelas (e percebido o seu movimento relativo de rotação), observadas constelações e a Via Láctea e também astros imprevistos, como satélites artificiais e 'estrelas cadentes'. Com a luneta, os alunos observaram uma lua em Júpiter. Os alunos relacionaram os movimentos relativos com a rotação da Terra e a luminosidade aparente da Lua com a posição do Sol.

Na terceira fase, foi feito o estudo de fenômenos considerados mais avançados, como eclipses, e de movimentos de outros astros, como cometas e satélites artificiais. Foram também feitas pesquisas sobre buracos negros, ciclos das estrelas e a teoria do big-bang . Durante essa fase, os alunos voltaram a usar o livro didático e perceberam figuras e textos pouco explicativos para quem 'não sabia astronomia ainda', por isso decidiram escrever um livro para ensinar astronomia.

Durante os três estágios do curso o envolvimento e a evolução das concepções dos alunos foram avaliados. Não obstante, foi realizada também uma avaliação formal ao fim do módulo, em etapas: uma entrevista individual, em que o aluno deveria discorrer sobre alguns fenômenos astronômicos, suas causas e regularidade, e uma prova escrita, abordando conceitos, fenômenos, sistemas referenciais e tamanhos e distâncias relativos. O livro escrito pelos alunos também serviu para fins avaliativos de sua mudança conceitual.

## RESULTADOS OBTIDOS

A forma de abordagem do tema favoreceu o desenvolvimento do raciocínio lógico das crianças, a exposição de idéias, a formulação de hipóteses e a defesa de argumentos, contraargumentação e busca de leis gerais. Sob essa ótica pode-se dizer que os alunos se comportaram como cientistas, e as aulas foram aulas de ciência verdadeiramente, e não aulas de informações científicas.

Outro aspecto observado foi da autonomia no aprendizado. No decorrer do curso, percebeuse uma movimentação para a busca de informações e os textos trazidos pelos alunos (artigos dos jornais, trechos de livros, figuras, fotos etc.) eram prontamente lidos e discutidos, sob o referencial dos conhecimentos já adquiridos nas aulas. No confronto de informações, emergiam perguntas, que eram esclarecidas pelos próprios alunos ou anotadas para posterior reflexão junto à professora. O programa do curso foi revisto algumas vezes para incluir assuntos vistos como necessários para a compreensão dos materiais.

A mudança de estratégia de ensino, de aulas expositivas para construção dos saberes em conjunto, a princípio suscitou na classe sentimentos de insegurança, confusão e desordem. Para amenizar as exteriorizações de insegurança a professora procurou valorizar as idéias expostas. Após algumas semanas, a ansiedade baixou e o interesse pelo saber superou o medo de expor ignorâncias e de 'tirar notas baixas'.

- O 'confisco' do livro didático enriqueceu as discussões (pois evitou contato com os conhecimentos prontos nos quais os alunos iriam apenas crer, mas não compreender), preveniu confusões (que poderiam acontecer pelo despreparo das crianças para entender as informações e imagens) também favoreceu a busca por materiais de pesquisa -o que é sempre desejável. Evidentemente o livro acabou tornando-se necessário e foi resgatado quando os alunos já tinham subsídios para entendê-lo, analisá-lo e criticá-lo.

Houve de fato mudança conceitual pela aplicação do método? Considerando que respostas dos alunos nas avaliações (tanto orais como escritas) foram autênticas, pois não lhes foi exigido nem mesmo sugestionado memorizar as explicações científicas, há fortes razões para considerar que sim. Os momentos avaliativos foram vários: além da participação nas discussões, houve uma prova escrita, uma prova oral individual, em que se pedia para explicar os fenômenos astronômicos por movimentos dos astros em massa de modelar, e uma produção livre (o 'livro didático').

Outra evidência da ocorrência de mudança conceitual foi a aplicação de conceitos científicos já adquirido pelos alunos em outras situações diversas das usadas para o aprendizado. Por exemplo: o conceito de movimento aparente dos astros em função da rotação da Terra foi discutido usando o movimento relativo diário do Sol, e depois da Lua. Os alunos foram posteriormente capazes de equiparar o movimento diário do Sol e da Lua ao movimento (diário) das estrelas e dos planetas em relação à Terra, estabelecendo a mesma causa: a rotação da Terra. As Estações do Ano também foram especuladas para os outros planetas após serem estudadas para a Terra.

Conforme foi avaliado, o patamar científico não foi atingido por todos os alunos em alguns assuntos tratados. Considerando o estágio inicial de cada criança, todavia, o avanço foi grande tomando, por exemplo, o caso de GUI, que apresentava concepções bastante ingênuas (de nuvens encobrindo o Sol de noite), e que ao final do estudo pôde compreender que os astros apresentam

movimentos que são causas dos fenômenos observáveis, e que a regularidade nesses fenômenos é resultante da constância dos movimentos.

Pode-se questionar se haveria mudança conceitual (e aprendizado efetivo) caso se trabalhasse de outra forma, sem o uso das concepções espontâneas dos alunos. Na realidade, os alunos tiveram grande dificuldade em deixar suas idéias primitivas e adotar as concepções científicas. Foi necessário que percebessem as incoerências de seus modelos mentais, através de representações destes e contraposição com argumentos ou fatos, além de muitíssimas repetições do paradigma científico. Acreditamos que se suas concepções iniciais não fossem verbalizadas, não seriam colocadas à prova, e essa percepção das próprias contradições e incompatibilidades com fatos provavelmente não ocorreria.

## CONCLUSÕES

Pode-se considerar que os resultados de aprendizagem foram muito positivos. Os alunos assimilaram os assuntos propostos e adquiriram muitas informações novas. Ademais, a forma de abordagem do tema favoreceu o trabalho de várias características e habilidades desejáveis ao educando, como a autonomia no aprendizado, o raciocínio lógico, a elaboração e defesa de argumentos, o relacionamento interpessoal e a motivação para o estudo. Um dos diferenciais mais evidentes da proposta foi o imenso entusiasmo dos alunos em estudar astronomia. Apesar da carga horária enorme reservada ao curso, o tema não causou enfado - pelo contrário, foi muito querido e interessante - e por extensão, a ciência tornou-se uma disciplina gostosa e apreciada.

A escola na qual foi aplicado esse método funciona em período integral, de forma que para todas as disciplinas dispõe-se de um tempo maior que o estipulado pelo MEC e regularmente usado. Por esse motivo, o tema pôde estender-se por 54 horas-aula no bimestre em que foi trabalhado. As atividades obviamente precisariam ser modificadas para se tornarem viáveis em turmas grandes. Posteriormente a esse projeto, o curso foi aplicado em turmas maiores e com a disponibilidade de horários usual das escolas. Para isso, foram feitas algumas modificações, como a divisão da classe em vários grupos de discussão e a limitação do conteúdo aos eventos astronômicos Terra - Lua Sol. Os resultados em termos de aprendizado foram similares.

Finalmente, o projeto verificou que uso das idéias prévias no processo educativo leva os alunos a tomarem consciência de que suas concepções não são satisfatórias, e a sentirem a necessidade de orientação. Tratar as idéias prévias como úteis para o aprendizado (considerando-as meios e não obstáculos) abre a porta de acesso aos alunos: suas dificuldades são evidenciadas e o professor passa a dispor de mais recursos para orientá-los.

## REFERÊNCIAS

- Baxter, J. Children's umderstanding of familiar astronomical events, International Journal of Science and Education, 1989, 11, 502-513.
- Lanciano, N. Ver y hablar como Ptolomeo y pensar como Copérnico. Enseñanza de las Ciencias, 1989, 7(2), 173-182.
- Nussbaum, J. Children's conceptions of the Earth as a cosmic body, Science Education, 1979, 63(1), 83-93.
- Trevisan, R. H., Lattari, C. B., Canalle, J. B. G. Assessoria na avaliação do conteúdo de Astronomia dos livros didáticos de Ciências do Primeiro Grau. Caderno Catarinense de Ensino d e Física, 1997, 14(1), 7-16.

Vosniadou, S. e Brewer, F. Mental models of the day/night cycle, Cognitive Science, 1994, 18, 123-183.