ADEQUAÇAO DA ASTRONOMIA AOS CURSOS DE LICENCIATURA EM CIENCIAS DA NATUREZA DO CEFET-CAMPOS

## ADEQUAÇÃO DA ASTRONOMIA AOS CURSOS DE LICENCIATURA EM CIÊNCIAS DA

## NATUREZA DO CEFET-C-CAMPOS

Cristine Nunes Ferreira a [crisnfer@cefetcampos.br] Fabrício Mendes Damasceno a [fmendes@cefetcampos.br] Arilise e Moraes de Almeida Lopes a [arilise@cefetcampos.br] Thiago Aguiar Rodrigues a [Thiago\_com\_th@hotmail.com]m]

a Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos CEFET - Campos/RJ

## RESUMO

A observação do céu e assuntos relacionados com a Astronomia sempre despertaram o interesse e a curiosidade das pessoas desde a antiguidade. Desde a antiguidade, o céu vem sendo usado como mapa, calendário e relógio. Os registros astronômicos mais antigos datam de aproximadamente 3000 a.C. e se devem aos chineses, babilônios, assírírios e egípcios . Naquela época os astros eram estudados com objetivos práticos, como, por exemplo , medir a passagem do tempo (fazer calendários) para prever a melhor época para o plplalantio e a colheita, ou com objetivos mais relacionados à astrologia, como fazer previsões do futuro, já que, não tendo qua lquer conhecimento das leis da natureza (física), acreditavam que os deuses do céu tinham o poder da colheita, de fazer chohover r e até mesmo poder sobre a a vida. Este trabalho consiste numa primeira iniciativa para a elaboração de um projeto piloto para promover a interdisciplinaridade da Matemática com a Física utilizando como motivação a astronomia. A relação existente entre conceitos Físico-Matemáticos e temas sobre Astronomia pode funcionar como facilitador na assimilação de conceitos aparentemente abstratotos. O despertar para assuntos de cunho astronômico pode trazer uma maior familiaridade a esses conceitos, trazendo -os para a realidade do aluno. Nosso projeto foi aplicado na turma do segundo período do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza do CEFET-Campos. Todo material e atividades interativas foram feitos com o objetivo de introduzir esses alunos as ferramentas disponibilizadas pelo ambiente colaborativo de aprendizagem e-Proinfo. Alguns alunos do ultimo período do curso de Licenciatura também participaram deste projeto. Aplicamos as atividades e interações aos alunos do Ensino Médio do CEFET-Campos interessados no assunto.

## INTRODUÇÃO

O que temos visto , no cenário educacional brasileiro , é a busca por uma melhor qualidade da formação dos professores, tanto no que se refere a sua formação inicial, quanto na formação continuada. Essa preocupação torna-se ainda mais relevante na medida em que , os docentes do Curso de Licenciatura das Ciências da Natureza tem um papel fundamental na formação dos alunos, futuros professores que passarão a atuar na rede pública e particular de ensino.

O Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos - CEFETCAMPOS, no curso de Licenciatura de Ciências da Natureza busca promover algumas ações integradas , entre algumas disciplinas , de maneira que os futuros professores articulem conteúdos dados por estas disciplinas de forma interdisciplinar.

Entre as ações integradas, as disciplinas de Física e Matemática vêm tentando desenvolver estudos conjuntos, uma vez que se detectou u alguns problemas em ambas disciplinas, seja em relação aos próprios professores, seja em relação aos alunos.

Constatouuse que os professores trabalhlham de forma isolada, cada qual seguindo seu currículo, sendo que muitas vezes, conceitos matemáticos exigidos dos alunos nos conteúdos de Física são dados pelo professor de Física, uma vez que os mesmos não foram vistos ainda na disciplina de Matemática.

Com relação aos alunos detectou-u-se a falta de base nos conteúdos de Matemática e Física que trazem do Ensino Básico; a falta de motivação no momento em que não alcançam determinados pré-requisitos necessários ao avanço do conhecimento, alunos que estudam no período noturno e trabalham durante o dia não tendo um tempo maior para se dedicarem ao estudo.

Neste sentido, uma demanda pelo trabalho interdisciplinar se faz necessária, discutindo como conhecimentos podem ser r integrados, como planejar projetos conjuntos , buscando -se trazer contribuições específicas também, no que se refere a uma integração das áreas no campo social, educacional e científico.

Neves e Pierson n (2001) consideram que a demanda pelo interdisciplinar não é meramente acadêmica ou um privilégio científico, mas, acima de tudo, é uma demanda social, pois parte de uma sociedade busca soluções para problemas reais gerados pelo desenvolvimento. Os autores entendem que comunidades de professores reivindicam um melhor preparo e formação que lhes dêem condições para tal e que, neste sentido, "cursos de formação são pontos estratégicos a serem focalizados se quisermos possibilitar mudanças na direção desejada" (N(NEVES e PIERSON , 2001, p.21). Assim, a interdisciplinaridade, pensada não somente como questão curricular, rompendo com o conhecimento fragmentado, pode se integrar à formação de professores.

Tendo em vista a problemática da formação do professor das Ciências da Natureza e as possibilidades abertas por um projeto interdisciplinar, propõe-se um estudo conjunto sobre o tema Astronomia, implementado no Ambiente Colaborativo de Aprendizagem e-e-Proinfo, que ue dentro da metodologia proposta, bususca-se favorecer a construção do conhecimento, a reflexão-na-ação (SCHÖN, 2000), a interatividade e a colaboração entre os alunos -participantes com base em recursos de comunicação on-n-line e recursos pedagógicos de modo a a desenvolver o conhecimento profissional do futuro p professor (PORLÁN e RIVERO, 1998).

Para Porlán e Rivero (1998), a prática do docente traduz o conhecimento profissional do professor necessário à ação docente. Segundo estes autores, este conhecimento não é apenas acadêmico, na medida em que leva em consideração problemas relacionados à intervenção; não pode ser considerado como um conjunto de competências técnicas, pois se refere a processos humanos; e não pode basear-se na simples interiorização acrítica a da experiência quando busca coerência e rigor. Tomando por base esta concepção, busca-se integrar os futuros professores a refletirem sobre o conhecimento profissional a ser adquirido em um contexto interdisciplinar proposto e aplicado futuramente na sua sala de aula.

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## REFERENCIALTEÓRICO

## Interdisciplinaridade de Conteúdos entre Matemática e Fisica

As curiosidades sobre a natureza do Universo remontam m aos tempos pré-históricos e freqüentemente a astronomia é considerada como sendo a mais antiga das ciêncncias. A astronomia trouxe grande influências não só na ciência, mas também nas concepções sócio-culturais da época.

Através da observação do Céu é que se passa a do geocentrismo para o heliocentrismo quebrando uma das concepções mais arraigadas da época, com m esta atmosfera que a Mecânica Clássica foi consolidada . Com o passar do tempo a Astronomia passou a ser uma grande fonte de dados experimentais. Nos dias de hoje Explosões de supernovas nos fornecem dados sobre a aceleração do universo e com esses dados vevelhas questões vêm à tona novamente. Novas teorias surgem para explicar este fato, e com essas teorias uma nova ruptura se torna iminente. Nos dias de hoje é novamente a Astronomia que nos proporciona novas motivações ao estudo da Física .

Se os cientistas sempre se vêem motivados pelos fenômemenos do Universo, por que os futuros professores , enquanto alunos no momento de sua aprendizagem, m, também não podem aproveitar essas mesmas motivações? E por que não buscar essa motivação num estudo integrado Física e Matemática?

De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio, seja no ensino de Física, seja no ensino de Matemática, estes têm como um de seus objetivos levar o aluno a "aplicar seus conhecimentos a situações diversas, utilizando-os na interpretação da ciência, na atividade tecnológica e nas atividades cotidianas" (BRASIL, 1998).

- . Na prática, os professores enfrentam obstáculos de vários tipos para tornar a interdisciplinaridade, algo concreto na realidade dos futuros professores que estão a formar. Muitas vezes, professores de Física alegam que os futuros professores s não têm compreensão dos fenômenos físicos devido à aprendizagem insuficiente da Matemática. Professores de Matemática se colocam de forma semelhante quando afirmam que é muito difícil trabalhar problemas que envolvam fenômenos físicos, pois os alunos não conseguem interpretar esses fenômenos (ARAUJO et al., 2003) .

De fato, é possível que o trabalho pedagógico interdisciplinar possa vir a contribuir positivamente para a aprendizagem dessas disciplinas. Neste sentido, é preciso investigar qual o papel desempenhado por ambas as disciplinas quando pensadas de forma interdisciplinar.

Para PIETROCOLA (2002), por exemplo, dentro do contexto da Física, a modelização Matemática pode ser incorporada às atividades experimentais. Na disciplina de Matemática, a observação de um fenômeno físico pode ter sua representação conceitual através de funções matemáticas, tabelas e gráficos .

Para promover r a integração de conteúdos entre as duas disciplinas, a interação on-n-line dos alunos em um Ambiente Virtual de Aprendizagem pode levá-los a superar a visão fragmentada do conhecimento na medida em que o ambiente apresenta ferramentas de comunicação para que os alunos possam compartilhar seus conhecimentntos de maneira colaborativa.

## Concepções de E Educação a Distância (EaD) e o Ambiente Virtual Colaborativo

Uma das diferenças entre as definições atribuídas à Educação a Distância (EaD) é o uso do termo educação ou do termo ensino, que correspondem a situações bastante diferentes. Beiler et al. (2003), explicam que o uso do termo ensino a distância considera que o que está em questão é apenas um aspecto, um ângulo do processo educacional: a paródia do falso ato de transmitir informação, de oferecer oportunidades para que o conhecimento seja construído, de organizar as condições de aprendizagem. No caso do termo educação a distância, o foco não trata de aparentes simplificações de transmissão do conhecimento, mas de construção e produção sócio-individual do conhecimento, sendo o compromisso mais amplo, estando relacionado com o processo de formação humana, com a igualdade de oportunidades de acesso ao saber acumulado pelo homem ao longo da sua história e de participar do seu próprio crescimento.

Nesse contexto, quando se pensa em EaD com o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs), estas podem se constituir em ferramentas importantes para o desenvolvimento de processos construtivos de aprendizagem, para a criação de novos espaços de aprendizagem, de novas formas de representação da realidade, para ampliação de contextos e maior incentivo aos processos cooperativos de produção do conhecimento. Podem também favorecer o desenvolvimento do pensamento reflexivo da consciência crítica e o encontro de soluções criativas aos novos s problemas que surgem (VALENTE, 1999). Segundo BASSO et al. (2001), essas possibilidades são geradas a partir do uso adequado e competente do uso das TICs e da construção de ambientes virtuais de aprendizagem que privilegiam a construção do conhecimento compartilhado e o desenvolvimento de processos reflexivos.

O desenho instrucional de ambientes virtuais de aprendizagem baseada em temas propostos, permite ao aluno aprender a partir da colocação de uma situação que pode ser real ou simulada (DUFFY Y & SAVERY, 1995), assumindo a concepção de aprendizagem ativa e autêntica.

## METODOLOGIA

## Desenvolvimento de Recursos Pedagógicos para o Ambiente e-Proinfo

O desenho instrucional do e -Proindo é composto por ferramentas de informação e comunicação síncncrona e assíncrona. As ferramentas de informação apresentam-m-se como: Materiais de Apoio (Agenda, Diário, Tira-dúvidas, Estatística, Notícias, Referências); Biblioteca (Acervo do Curso, Material do Curso), Projeto (Consulta Grupo, Consulta Individual), Preferências, Material do Professor, Conteúdo do Módulo, Atividade do Módulo e Atividade da Turma. A ferramentas de comunicação assíncrona oferecidas é a Interação (Fórum, Fórum de Orientação, Webmail, Enquête) , enquanto que a ferramenta síncrona é o Bate-papo em tempo real. Para o projeto, diante da metodologia proposta, optou-u-se por algumas das ferramentas que o ambiente oferece:

Entre as ferramentas de Informação, optou-u-se por:

Agenda: itens relevantes ao andamento do projeto, tendo como função a postagem das datas de atividades a serem entregues .

Notícias: permite informar aos alunos, notícias consideradas relevantes .

Referências: materiais bibliográficos e link de sites para apoio ao aluno.

Tira dúvidas: tem duas linhas de atuação: (i) as dúvidas de navegação estarão postadas com perguntas pensadas pelo professor que o aluno faria e respondidas; (ii) as questões postadas no fórum para discussão conteúdo/botões de navegação serão postadas posteriormente com as respostas, servindo de consulta ao aluno.

Materiallaluno: permite a disponibilidade de materiais didáticos (textos, programas de computador pelos alunos tornando visíveis no site após aprovação do responsável pelo curso).

Material do Professor , Conteúdo do Módulo , Atividade do Módulo e Atividadade da Turma: textos e softwares que serão disponibilizados para evolução do conhecimento do aluno nas atividades de pesquisa.

Entre as ferramentas de comunicação, optou-u-se por:

Webmail: utilizado para o aluno que queira comunicar com o professor-r-tutor e vivice-versa. Como processo de construção do conhecimento numa abordagem interativa e colaborativa de forma privada.

Fórum de discussão: neste projeto é uma das mais importantes ferramentas que o ambiente oferece, permanecerá aberto 24 horas durante todo o período em que o curso estiver sendo oferecido, permitindo que os alunos possam postar as dúvidas decorrentes das atividades presenciais, levantarem problemas, interagirem com outros alunos e contando com a participação do professor-r-orientador e monitor que trabalhará as ações planejadas, enriquecendo com suas pontuações e buscando promover a sensação de estarem partilhando uma sala de aula presencial.

Batee-p -papo: espaço de descontração para os alunos.

Como recursos humanos: Professor -Conteúdista, Coordenador r Pedagógico, Monitor, Professor -Orientador, Técnico de Suporte.

Sendo um ambiente para uso à distância, o e-Proinfo é um Ambiente Colaborativo de Aprendizagem que utiliza a tecnologia Internet e onde os professores-conteúdistas podem disponibilizar materia is, referências, discutir estudos de casos, aprender sobre os novos modelos e práticas educacionais, oferecendo aos alunos acesso às Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) e produção de novos conhecimentos, permitindo a concepção, administração e desenvolvimento de diversos tipos de ações . A metodologia compreende o desenvolvimento de um

banco de temas e o desenvolvimento de recursos pedagógicos associados aos temas propostos a serem inseridos no Ambiente e -Proinfo.

Para desenvolver o banco de temas, foram necessárias duas etapas: Através de um questionário de perguntas fechadas, identificar quais os conceitos prévios sobre Astronomia que os alunos já trazem em sua estrutura cognitiva e após o resultado desta análise, levantar temas que fossem relevantntes, motivadores e que o professor de Matemática pudesse trabalhar de forma conjunta na sua disciplina.

Com base nas respostas sobre os conceitos prévios sobre Astronomia, três s temas foram redigidos e colocados na ferramenta Atividade da Turma para que os alunos p pudessem ter acesso .

Um banco de recursos pedagógicos compostos de textos de apoio pesquisados em livros didáticos disponíveis na Biblioteca da Instituição , links de sites e softwares de domínio público foram selecionados para ser oferecido no Ambiente e-Proinfo, de maneira que possa servir de apoio teórico e prático para a aprendizagem m dos alunos aos temas escolhidos .

Um manual foi desenvolvido para que o aluno saiba utilizar a plataforma do e-Proinfo, pois se torna necessário que a aprendizagem on-n-line ocorra de forma eficaz, sendo feita uma orientação mais abrangente, incluindo como (i) usar um navegador, (ii) acessar o ambiente e-Proinfo, (iii) usar o ambiente onnline do curso, (iv) salvar e imprimir materiais disponibilizados on-n-line, (v) fazer pesquisas e enviar e-mails; (vi) saber usar um processador de textos; (vii) promover a interação do professor com o aluno e dos alunos entre si através de um fórum de discussão; (viii) dar f feedback aos alunos; (ix) interação e comunicação adequadas, incluindo regras de etiqueta; (x) como obter ajuda quando necessário (Palloff e Pratt, 2004).

Durante o questionário que visou levantar o conhecimento prévio do aluno, sondou-u-se o interesse por parte deles em participar de um projeto a distância viabilizado pela plataforma e-eProinfo, sendo que a maioria mostrou interesse.

Foi realizada uma atividade presencial na primeira semana, com duração de 3h/a, visando a apresentação da proposta e a discussão sobre o desenvolvimento das atividades, através da familiarização com as ferramentas do ambiente, apresentação dos temas e do banco de recursos pedagógicos, explicação de como deveriam proceder quanto às discussões no Fórum.

Entre as ferramentas de comunicação, um fórum de discussão entre o professor-orientador e o aluno será aberto semanalmente, propondo atividades de pesquisa, exercícios propostos em concomitância com os conteúdos da aula presencial, de maneira a buscar dar ao aluno o acompanhamento necessário para que haja uma aprendizagem significativa no acompanhamentnto das aulas presenciais.

Num processo de EaD pela ausência de horário fixo de estudo é necessário que se otimize e gerencie bem o tempo de estudo. Propõe-se um mínimo de três horas semanais de utilização do ambiente, para que o aluno consiga melhorar o seu desempenho nas dificuldades encontradas no presencial , uma vez que o ambiente propõe uma diversidade de enfoques sobre as situações atuais relacionadas à disciplina oferecida de um modo interdisciplinar com a Física e áreas afins com questões contextualizadas que envolvam o conteúdo dado presencialmente.

Embora estejamos oferecendo um ambiente à distância, as atividades propostas pelo professor-r-orientador deverão ser entregues de forma presencial ao monitor , pois as digitações de símbolos matemáticas no cocomputador não são encontradas no teclado, necessitando de editores específicos, que nem sempre são fáceis de serem utilizados e assim desestimularia o aluno no curso, bem como, as avaliações serão presenciais. Entendemos que a receptividade do aluno pela entrega de forma presencial dos exercícios propostos torna-se favorável à resolução dos mesmos.

Os recursos pedagógicos foram colocados como material permanente no ambiente e-Proinfo permitindo interação e futuras atualizações com base nas experiências que forem sendo analisadas , de forma a permitir que o aluno consulte sempre que sentir necessidade. O próximo item tem o objetivo de descrever alguns temas abordados (HEWITT,2001) e também relatar algumas atividades (FORD, 1998) propostas neste projeto.

## TEMAS ABORDADOS

Eclipses

Um eclipse acontece sempre que um corpo entra na sombra de outro. Assim, quando a Lua entra na sombra da Terra, acontece um eclipse lunar. Quando a Terra é atingida pela sombmbra da Lua, acontece um eclipse solar .

Figura a 1: Eclipse do sol

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Neste tema propõe-se explorar r animações utilizando o programa Flash, h, desenvolvidas dentro do projeto . Exploram-m-se as características da luz, como por exemplo, o fato da mesma se propagar entre o sol e a terra em linha reta. Esta característica nos fornece a interdisciplinaridade com a Matemática, a, através da semelhança entre triângulos .

## O Estudo das Leis de Newton

Partiuuse de um texto descrevendo que Galileu u descobriu os satélites de Júpiter e comunicou seus dados a Kepler, que os observou pessoalmente. Pontuou-u-se que os satélites obedecem às Três Leis de Kepler, porém com um valor da constante k diferente na 3 a Lei (P2=k a3). Descreveu-u-se um pequeno histórico sobre como o o inglês Isaac Newton (1643-1727) deu uma explicação completa ao movimento e à forma como as forças atuam, comentando que a a descrição está contida nas suas três leis. Após propor a discussão deste texto no Fórum foi i possível apresentar as três leis de Newton utilizando as as órbitas dos planetas e propor o estudo dadas rotações foi possível discutir a 3a 3a Lei de Kepler . A interdisciplinaridade com a Matemática entra com as definições de vetores, área, circulo e elipse, conceitos estes indispensáveis para o entendimento da Física envolvida.

## O Estudo da Natureza da Luz

Elaborouuse uma aula sobre as características da luz no universo, esse estudo inclui, ótica geométrica, a natureza ondulatória e de partículas da luz, análise dos espectros da luz, a prova da curvatura do espaço tempo através dos eclipses e as lentes gravitacionais para a analise de estrelas muito distantes. Dentro de uma ma perspectiva interdisciplinar com conceitos matemáticos foi estudado, triângulos, trigonometria e geometria necessários ao estudo da Natureza da luz.

## RESULTADOS PRELIMINARES:

Este trabalho representou uma primeira iniciativa de se usar os elementos da astronomia para o ensino na Licenciatura de Ciências da Natureza. Foi verificado um maior entendimento da Matemática envolvida na Física pelo uso da Astronomia. A Física passou a ser um assunto mais interessante. Os dispositivos que foram utilizados para promover um ambiente de discussão e curiosidade foi o Fórum de discussão. Num primeiro momento, os alunos que participaram foram aqueles do segundo período das licenciatururas. Os encontros foram feitos com hora marcada e principalmente a noite. O que foi i percebido, antes de começar as discussões das atividades, que os participantes passaram a perguntar sobre as posições das estrelas e as constelações. O material das ativididades assim como suas soluções foram m discutidos e reformulados a medida que os conceitos físicos e matemáticos iam se consnsolidando nos alunos do segundo período. Já nos alunos do oitavo verificouuse uma ma iniciativa de pesquisa bibliográfica e elaboração de de questões pertinentes. Depois dessas tarefas, com a aplicação a alguns alunos do EM, houve um grande interesse pela observação e com ela uma maior curiosidade sobre os elementos do Universo. A interação desses alunos do EM com o e-proinfo foi, i, em primeira a análise , difícil e, por este motivo, decidiu-u-se fazer as aplicações presencialmente, com ajuda do ambiente, mostrandndo seu funcionamento e auxiliando nas possíveis interações. Os resultados foram bons, os alunos entenderam as ferramentas e montaram grupos de discussão entre os próprios. Recolhemos as perguntar e respostas mais freqüentes s e pretende-se prosseguir r com as analises. O próximo passo é construir mais objetos de aprendizagem que auxiliem aos alunos a entender r as perguntas e promover uma maior interação no um fórum. m.

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