A Relaçao Teoria-Prática na Aprendizagem de Eclipses

## A Relação Teoria-Prática na Aprendizagem de Eclipses

Valdemir Asçunção – – Uniandradea ea Christiano Nogueira - Uniandrade b Emerson Joucoski - - UFPRc Rc

## RESUMO

Pretendeuuse neste trabalho verificar os benefícios das experiências práticas nas aulas de Física no Ensino Médio. O desenvolvimento do estudo ocorreu por meio da adoção dos seguintes procedimentos metodológicos: revisão da literatura e estudo de caso. A parte teórica se referiu à Física no ensino médio, seus objetivos e a importância das aulas práticas, foraram também pesquisados aspectos relativos à história da astronomia e aos eclipses. A parte prática foi desenvolvida com uma turma de 30 alunos do terceiro ano do ensino médio de uma escola pública estadual, com o desenvolvimento de três horas aulas (45 minutos cada aula) sobre os conteúdos de Introdução à Astronomia (Eclipses), conforme os planos de aula sendo estas aulas teórico -práticas. Para outra turma de terceiro ano do mesmo nível de ensino foi desenvolvida apenas uma aula teórica, ministrada pelo próprio professor da disciplina. Posteriormente foi aplicado um questionário para verificação da aprendizagem nas duas turmas. Os resultados obtidos indicam que a realização de experiências com materiais visuais e concretos em sala de aula proporciona benefícios significativos como maior interesse dos alunos que participaram das aulas práticas, refletindo, conseqüentemente em melhoria na aprendizagem.

Palavras-chave: astronomia, eclipses, teoria-prática.

## Introdução

A Física como instrumento para a compreensão do Universo, possui conceitos que estão presentes no cotidiano das pessoas, e que deveriam tornar o seu entendimento instigante. Contudo, o que se observa muitas vezes, é um grande distanciamento entre a realidade vivenciada pelos alunos e aquela apresentada nas salas, o que torna o processo de aprendizagem difícil e desestimulante. Muitas vezes, a Física é ensinada de maneira formal e apresentada antes que os alunos tenham compreendido os fenômenos e processos correspondentes, de modo que não conseguem rereconstruí-í-los e relacionálos. Daí a necessidade de trabalhos práticos (experiências) na abordagem dos conteúdos desta disciplina.

Considerando os aspectos descritos, na parte prática, este trabalho traz para discussão um tema que é pouco abordado no segundo grau, a idéia inicial seria propor uma aula teórica sobre eclipses com uma turma e outra teórica mais prática com outra turma usando materiais alternativos para facilitar a compreensão dos alunos, e aplicar um teste nas duas turmas para comparar o aprendizado e evolução das mesmas.

## Aspectos teóricos e metodológicos

## Eclipses

Na mitologia de quase todas as culturas antigas registram-se referências aos eclipses como combates de astros contra forças malignas. Segundo Milone (1999), discute -se ainda hoje qual é o eclipse mais antigo de que há registro histórico seguro. Cita -se, habitualmente, um eclipse solar total que se terá registrado na China no ano 2165 a.C. Mas os estudiosos não se entendndem quanto à sua data exata, havendo quem refira o ano 2136 a.C. e quem a aponte para dois séculos mais tarde, em 1948 a.C. Seja como for, esse eclipse está ligado a um episódio marcante da mitologia chinesa que evidencia o papel preponderante que a astrononomia sempre teve nessa civilização oriental. Um dos eclipses mais conhecidos da história foi o registrado por Colombo em 29 de Fevereiro de 1504, na sua quarta viagem ao Novo Mundo. A exploração da ignorância e superstição dos indígenas pelo navegador europeu foi posteriormente fonte de inspiração de inúmeros relatos romanceados. Os relatos de Colombo sobre os fenômenos astronômicos e em especial o eclipse da lua, de acordo com Mourão (1999, p. 35) "procuravam não só determinar sua posição, tendo em vista o conhecimento de sua observação em determinadas regiões, mas como uma forma de poder, de conhecimento, sobre a astrolatria dos indígenas."

A palavra eclipse, conforme Oliveira Filho e Saraiva (2005) (do grego ékleipsis, "desaparecimento") é o obscurecimento temporário, parcial ou total, de um corpo celeste por outro. Produz-z-se quando três objetos celestes colocam-se em posição alinhada. Ocorre 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 sombra da Lua, acontece um eclipse solar. Os eclipses do Sol e da Lua são fenômenos luminosos de formação de sombra, efeito dos movimentos combinados da Terra e da Lua. Há eclipses da Lua quando esta não pode receber os raraios do Sol por interposição da Terra entre o Sol e a Lua. Há eclipses do Sol, quando a Lua se interpõe entre o Sol e a Terra, ocultando -nos total ou parcialmente, o disco solar. Com isso, pretendeu-u-se relacionar os conhecimentos relacionados aos eclipses e aplicá-los em sala de aula em que a Terra seria representada por um globo terrestre e a L Lua com um bola de isopor.

Segundo Canalle (1999) o experimento com a bola de isopor nãnão permite ver os eclipses em todas as suas particularidades devido às desproporções entre os volumes da bola de isopor, da Terra e desproporções entre as distâncias Terra-Lua e Terra-Sol. Contudo permite simular suas ocorrêrências, tanto lunares quanto os solares.

## Ensino de Física

O ensino de Física, segundo os Parâmetros Curriculares Nacionais (1999, p. 228) "deve contribuir para a formação de uma cultura científica efetiva, que permita ao indivídíduo a interpretação dos fatos, fenômenos e processos naturais". Desta forma, uma atividade experimental como a simulação de eclipses em sala de aula se encaixa perfeitamente a tal pretensão.

Uma atividade experimental como esta não deve ser visto somente como uma comprovação de um determinado fenômeno físico e sim com um processo dinâmico da construção do conhecimento. Dentre os recursos materiais, um destes que funcionam como mecanismo mediador são aqueles chamamos de tecnologias intelectuais. Todo e qualquer produto criado ou não por humanos que faz parte do processo de interação entre o humano e a natureza ou entre os humanos pode ser considerado como

tecnologias intelectuais. Estas tecnologias contribuem na percepção, que por sua vez faz parte de um sistema dinâmico do comportamento humano. Segundo Vygotsky, 2000 a relação entre as transformações dos processos perceptivos e as transformações em outras atividades intelectuais é de fundamental importância.

Também apoiados em Vygotsky, usamos como base a mediação devido a sua importância no aprendizado, na interação entre os alunos e principalmente tendo o professor o papel de mediador. Segundo tal enfoque, a mediação é entendida como um processo de intervenção que conta com o recurso de um elemento intermediário, chamado de signo, em uma situação-problema, na qual este elemento facilita a operação desta situação-problema. Este signo é colocado por um agente externo, ou seja, o processo de mediação é indireto comparado a uma situação-problema operada somente pelo sujeito. O articulador desta intervenção é a linguagem, que possui um papel central na organização do mundo real em categorias conceituais. Desta forma, a totalidade dos processos psicológicos é reestruturada com a intervenção dos signos que permitirão aprender a partir de conceitos já formulados, outros mais complexos, mostrando então um caráter de natureza histórica, ou seja, o ser humano é uma construção social resultado da interação entre sujeito e o meio sócio-cultural. A inserção destes signos é por meio de relações do sujeito com outros através das relações sociais, mostrando assim o papel do professor como mediador na aprendizagem.

Assim, o aprendizado aparece como uma das formas nas quais se adquire conceitos, que por sua vez aumenta a capacidade de desenvolvimento mental. Para isto o aprendizado deve caminhar à frente do desenvolvimento, e deve voltar-se para as funções da mente que estão em amadurecimento e não apenas as já maduras. Quando um aluno é capaz de resolver problemas sem a ajuda do professor, quer dizer que suas funções psicológicas já estão amadurecidas, ou seja, os ciclos de desenvolvimento já estão completados. A estas funções psicológicas já amadurecidas chamamos de nível de desenvolvimento real. Porém, quando um aluno consegue resolver problemas com a colaboração do professor de forma que este forneça pistas, inicie a resolução para o aluno continuar, ou em outras palavras, o professor mediando, ele utiliza-se de funções psicológicas que estão em processo de amadurecimento, funções estas que estão como em um estado embrionário. A estas funções psicológicas, chamamos de nível de desenvolvimento potencial. A zona de desenvolvimento proximal, chamada por Vygostky, é justamente onde o aprendizado deve se efetivar. Ela é a diferença entre o nível de desenvolvimento real, na na qual o sujeito soluciona problemas com independência e o nível de desenvolvimento potencial, na qual o sujeito soluciona problemas por meio da mediação.

## Metodologia

A turma observada foi o Terceiro ano do Ensino Médio, composta por 30 (trinta) alunos. Nas conversas (interações) com os alunos estes mostraram não terem muita motivação para os estudos, principalmente em relação à Física. Houve por parte do professor uma tentativa de mudar com as aulas de estudo dirigido mas não se obtive êxito. Mesmo assim foi de grande valia para aperfeiçoamento da didática em sala de aula.

Algumas informações obtidas a respeito da percepção que os alunos têm das aulas de Física deram a entender que a grande maioria tem medo da disciplina e não entende o porquê estudar Física, Matemática etc, ou seja, ainda não se situaram ou já vem com deficiências anteriores em relação a conteúdos recebidos e sobre a forma como foram passados estes conceitos físicos.

Realizamos uma atividade prática com a referida turma com três horas aula de 45 minutos cada sobre os conteúdos relacionados aos eclipses, conforme o plano de aulas sendo estas aulas teórico -práticas.

## Plano de aulas

TITULO DA AULA: ECLIPSE

SÉRIE: 3ª ENSINO MÉDIO

OBJETIVO GERAL: compreender e conceituar os movimentos da Terra, Sol e Lua. Compreender os tipos e ocorrência de eclipses.

OBJETIVO ESPECÍFICO: Compreensão sobre: fases da lua; os movimentos aparentes dos astros em questão, inclinação dos planos orbitais da Terra e da Lua e ocorrência de eclipses.

CONTEÚDOS: Propagação retilínea da luz, refração, movimentos da Terra , Sol e Lua, Fases da Lua , ocorrência dos eclipses, tipos de eclipses,

METODOLOGIA: partir da apresentação de exemplos e importância das fases da Lua, exemplificar os tipos de eclipses (conceitual), utilizar transparências com imagens dos eclipses.

Para compreender melhor alguns aspectos sobre eclipses, propor a construção e análise de eclipses utilizando como material de apoio um globo terrestre, uma lanterna que representaria o Sol e uma bola menor, que representa a Lua e uma folha de papel vegetal conforme figura 1 abaixo:

Figura 1

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Após o Tempo de construção e simulações efetuar perguntas aos alunos como :

Observando o esquema montado, em qual delas a Lua está representada entre o Sol a e Terra?

Nessa situação, todo o lado do globo voltado para a lanterna ficará escuro? Explicar que: Um eclipse envolvendo a Terra, a Lua e o Sol podem ser de dois tipos.

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Quando a Lua está entre a Terra e o Sol, o eclipse recebe o nome de eclipse solar. Se a Terra está entre o Sol e a Lua, teremos o chamado eclipse lunar. Para que um desses tipos de eclipse ocorra, é necessário que os três corpos celestes estejam alinhados, fazer desenho no quadro conforme a figura 2.

Explicar que, no no eclipse solar, a sombra da Lua é projetada sobre uma região da superfície da Terra. Se durante o eclipse a Lua consegue tampar completamente o Sol em uma determinada região da Terra, dizemos que nessa região aconteceu um eclipse total, pois lá ficou escuro parecido com a noite. Há situações, entretanto, em que a Lua cobre parcialmente o Sol. Nesse caso, dizemos que o eclipse foi parcial, pois nessa região formou-se uma penumbra. No caso do eclipse lunar, a Lua entra na sombra da Terra. O eclipse acontece quando a luz que chega a um corpo é parcial ou totalmente ocultada pela presença de outro. No caso da Terra, a ocorrência de um eclipse pode provocar alterações na vida dos animais, das plantas e também dos seres humanos.

Apresentado este plano de aulas, para outra turma de terceiro ano do mesmo nível de ensino foi desenvolvida apenas uma aula teórica, ministrada pelo próprio professor da disciplina. Posteriormente foi aplicado um questionário para verificação da aprendizagem nas duas turmas.

A partir de pesquisas, definimos as questões a serem aplicadas os alunos após a atividade segundo as principais teorias de aprendizagem.

Além da questão fundamental da experiência prática mensurada anteriormente, as principais tendências na área de ensino de Física têm mostrado que estudantes podem ser caracterizados com vários estilos de aprendizagem. Estes diferentes estilos de aprendizagem podem vir a gerar falha na motivação pela ciência.

De forma geral, o trabalho tem por finalidade responder algumas questões como:

- a) Ocorreu uma melhor compreensão dos conceitos estudados pelo grupo que utilizou uma simulação para visualização dos eclipses, quando comparado com o grupo que apenas teve uma introdução teórica pelo professor da turma?
- b) Houve um aumento de motivação e da interação dos alunos entre si entre os grupos diferentes e com o professor nas aulas práticas?

A seguir apresentamos as questões dos questionários aplicados aos alunos e sua justificativas.

1) O que é um eclipse do Sol?

Esta questão pretendia verificar se o aluno conhecia as condições básicas para a ocorrência de deste tipo de eclipse.

2) Em qual ou quais fases da Lua eles ocorrem? Por quê?

Esta questão pretendia verificar se o aluno conhecia as condições de alinhamento dos corpos celestes que são necessárias para a ocorrência de eclipses e avaliar se aluno

conseguiu distinguir durante o experimento bem como durante as aulas teóricas, a variação do eixo da Terra e sua revolução em torno do Sol.

- 3) Por que coincidentemente o disco da Lua tampa o disco do Sol?

Esta questão pretendia verificar se o aluno identificaria as relações de tamanho e distância aparentes entre Sol Terra e Lua.

- 4) Pode acontecer do disco da Lua não conseguir tampar o disco do Sol?

Esta questão pretendia investigar se o aluno, realmente compreendeu a rotação da Lua em torno da Terra e se e a compreensão a respeito da 1ª Lei de Kepler, ou seja, que há momentos em que a Lua está mais próxima e momentos que está mais afastada da Terra.

- 5) Qualquer observador da Terra pode ver um Eclipse Total do Sol? Por quê?

Esta questão pretendia verificar se aluno compreendeu a respeito da localização do observador e se afeta na visibilidade do eclipse do Sol.

- 6) O que é um eclipse da Lua?

Assim como na questão 1, esta pretendia verificar se o aluno conhecia as condições básicas para a ocorrência de deste tipo de eclipse.

- 7) Em qual ou quais fases da Lua eles ocorrem? Por quê?

Assim como na questão 2, esta pretendia verificar se o aluno conhecia as condições de alinhamento dos corpos celestes que são necessárias para a ocorrência de eclipses e avaliar se aluno conseguiu distinguir durante o experimento bem como durante as aulas teóricas, a variação do eixo da Terra e e sua revolução em torno do Sol.

- 8) Por que podemos enxergar a Lua mesmo eclipsada ?

Esta questão pretendia verificar se o aluno compreendeu o conceito da refração da luz solar ao passar na atmosfera terrestre e a excentricidade da órbita da L Lua.

9) Qualquer observador da Terra pode ver um Eclipse Total do Lua? Por quê ?

Esta questão pretendia verificar se aluno entendeu corretamente que a localização do observador, não afeta a visibilidade do eclipse da Lua bem como a compreensão a respeito do posicionamento da Lua para a ocorrência do fenômeno.

## Resultados e Discussão

Durante as aulas da turma com atividades teórico -práticas e teóricas foram possíveis acompanhar os trabalhos desenvolvidos, tendo a oportunidade de observar o comportamento dos alunos. Pode-se destacar que as aulas práticas levaram a um aumento na motivação dos estudantes, tendo como conseqüência um melhor desempenho ao responder as questões propostas. A tabela 1 a seguir mostra uma síntese das respostas dos alunos. Foram apresentados somente os acertos que consideramos como resultado da aprendizagem dos alunos e a diferença restante que não aparece na tabela seriam as respostas erradas ou deixadas em branco pelos alunos que consideramos não houve aprendizagem dos conceitos abordados.

## Tabela 1

Podemos verificar que a turma com a abordagem teórico-prática os resultados foram muito mais significativos com destaque para as questões 3 e 8 em que as diferenças foram maiores . O interessante desta duas questões é que se tratam de conceitos que uma prática experimental propriamente dita nãnão faria tanta diferença , neste caso o tamanho aparente da Lua e do Sol , como citado em Canalle (1999) , e a refração da luz na atmosfera. Possivelmente o professor regente que ministrou suas aulas para a turma com enfoque teórico não tenha abordado estes conceitos ou se houve tal abordagem nãnão foi dada a devida importância. A questão 5 nos mostrou interessante também pois nas aulas práticas seria relativamente fáfácil visualizar uma situação em que um observador na Terra situado no lado iluminado pelo Sol, ou seja, dia com Lua nova poderia estar ou nãnão na região do cone de sombra da Lua para visualizar o eclipse . Até mesmo em uma aula tradicional, no caso do enfoque teórico, seria de se esperar um índice de acerto melhor. Se compararmos as respostas desta questão como as respostas da questão 9, q que são semelhantes com as posições da Terra e Lua trocadas, verificamos que as proporçõções de acertos sãsão maiores, principalmente para a turma com enfoque teórico. Possivelmente isto tenha ocorrido pelo fato do cone de sombra da Terra ser maior podendo toda Lua estar dentro dele e também que qualquer observador situado na Terra à noite pode visualizar esta situação.

Durante a execução das tarefas práticas aumentou a troca de informações e cooperação entre alunos e destes com o professor, praticamente eliminando a passividade com que a maioria dos alunos do grupo teórico veio a responder as questões na maior parte das vezes, sem nenhum questionamento.

É possível também inferir que, apesar r dos assuntos discutidos em sala não fazerem parte do dia-a-dia dos alunos e por não serem considerados básicos, existem muitas dificuldades para dar conta de explicar a lógica de funcionamento simplesmente tendo aulas teóricas.

De acordo com a teoria estudada e os resultados observados no decorrer das aulas, os objetivos propostos no trabalho foram alcançados uma vez que foi possível verificar que o trabalho com experiências práticas nas aulas de Física no Ensino Médio traz muitos benefícios dentre os quais pode-se citar a capacidade de despertar maior interesse e atenção dos alunos e a possibilidade de discussões com uso de materiais concretos, o que facilita a assimilação dos conteúdos.

Desta forma, as aulas realizadas com atividades práticas de demonstração e realização de experiências a partir de materiais visuais e concretos vêm ao encontro dos objetivos das aulas de física no ensino médio que visam contribuir para a formação de cidadãos críticos e capazes de atuar na sociedade. Isto de acordo com o o meio que faz pesquisas na área de ensino de ciências defendem. Para Trevisan et al. (1997), por exemplo, o ensino de Astronomia deve ser realizado na na forma de noções ou u conceitos básicos, para que os alunos possam relacioná-los com os conceitos desenvolvidos por outros ramos da ciência, assim como a Física, a Biologia e as Ciências da Terra e do Espaço.

## Considerações Finais

Este trabalho teve como propósito fundamental a investigação de exemplos práticos em sala de aula amparados em literatura especializada sobre o tema, resultante de trabalhos desenvolvidos por pesquisadores na área de ensino de ciências. Os resultados apresentados foram obtidos por meio da utilização de materiais simples e de baixo custo, com a finalidade de obter melhor desempenho e motivação durante as aulas de Física voltadas para a Astronomia.

- O ensino de Astronomia de forma prática, se for bem utilizado, pode oferecer grande vantagem no aprendizado, pois conforme foi abordado no decorrer das aulas teóricas e das aulas práticas, a curiosidade do adolescente aparece, sendo melhor visualizada esta curiosidade do adolescente que teve a aula prática, tendo-se a nítida sensação de que há uma certa facilidade ao analisar e visualizar os fenômenos as quais se discutia.

## Referências

BRASIL, Ministério da Educação, Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: para o Ensino Médio. Brasília: MEC, 1999.

BORBA, L. Metodologia da Pesquisa. Florianópolis: UFSC, 2003.

CANALLE, J. B. G; Explicando Astronomia Básica com uma Bola de Isopor, Caderno Catarinense de Ensino de Física, v.16, n° 3, p.314-331, dez.1999.

MILONE, A. C. Astronomia no dia-a-dia. In: Introdução à Astronomia e Astrofísica. São José dos Campos: INPE-7177/PUD-38, Divisão de Astrofísica, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, MCT, 1999.

MOURÃO, R. R. F. Os eclipses: da superstição à previsão matemática. São Leopoldo: Unisinos, 1999.

OLIVEIRA, K. S; SARAIVA, M. F. O. S. Astronomia antiga. http://www.fisica.com.br/Astronomia/Eclipse.htm acessado em 10/08/2005.

TREVISAN, R. H; LATTARI, C. J. B; CANALLE, J. B. G. Assessoria na Avaliação do Conteúdo de Astronomia dos Livros de Ciências do Primeiro Grau, Caderno Catarinense de Ensino de Física, vol. 14, n° 1, p.7-16, abr.1997.

VYGOTSKY, L. S. A Formação Social da Mente. São Paulo: Martins Fontes, 6ª Edição, 2000.

VYGOTSKY, L. S. Pensamento e Linguagem. São Paulo: Martins Fontes, 2ª Edição, 2000.