O CONHECIMENTO DO CONTEÚDO ESPECÍFICO DE ASTRONOMIA COMO ELEMENTO PARA UM CURSO DE FORMAÇÃO INICIAL

## O CONHECIMENTO DO CONTEÚDO ESPECÍFICO DE ASTRONOMIA COMO ELEMENTO PARA UM CURSO DE FORMAÇÃO INICIAL

## Marcos Daniel Longhini 1 , Iara Maria Mora 2

- 1 Universidade Federal de Uberlândia -MG/ Programa de Pós -graduação em Educação da Faculdade de Educação, mdlonghini@faced.ufu.br

## Resumo

O presente texto apresenta resultados de uma pesquisa realizada com licenciandos que participam de uma disciplina introdutória de Astronomia. Eles foram requisitados a responder a um questionário que versava sobre diferentes temas relativos a esta Ciência, elaborado com base no Astronomy Diagnostic Test (ADT), um instrumento empregado em diferentes países para avaliar a aprendizagem de estudantes participantes de cursos introdutórios de Astronomia. As questões do instrumento , as quais versavam sobre diferentes temas relativos a esta Ciência, , foram, por nós, classificadas em três tipos: I, II e III. Tal ordem caminha na direção de um nível crescente de abstração e de relações que os licenciandos teriam que fazer para responder às questões. Quanto aos dados obtidos, pudemos verificar que as questões do tipo I são aquelas q que os alunos apresentam um nível satisfatório de conhecimento, ao passo que as situações presentes nas questões do tipo II e, na grande parte, do tipo III, I, parecem ainda não ser compreendidas pelos participantes. São elas, justamente, as perguntas que requerem que os estudantes possuam uma compreensão da Astronomia de uma forma dinâmica, com o movimento da Terra e dos demais planetas e suas implicações; algo além da mera memorização de nomes ou informações desarticuladas, s, como são aquelas que parecem possuir um domínio maior de conhecimento. De forma mais específica, os resultados obtidos apontam alguns variados aspectos relativos ao conhecimento do conteúdo específico de Astronomia dos futuros professores, o que revela elementos que devam servir de eixo para elaboração de propostas voltadas à foformação inicial em Astronomia.

Palavras -chave: Ensino de Astronomia; Formação inicial; Conhecimento do conteúdo específico

## 1. Introdução

Quando se trata de conteúdos de Astronomia, os estudantes, de forma geral, apresentam curiosidade acerca de fenômenos envolvendo esta Ciência, mas, em contrapartida, nem sempre, a escola tem aproveitado tal motivação em suas aulas,

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26 a 30 de Janeiro de 2009

apesar do alto caráter interdisciplinar que esta ciência possui, conforme afirma Tignanelli (1998).

No entanto propostas curriculares ofic iais brasileiras, assim como vem ocorrendo em diversos países (KALKAN e KIROGLU, 2007), têm incentivado cada vez mais a presença de conteúdos de Astronomia nos diferentes níveis de ensino, como revelam os Parâmetros Curriculares Nacionais, por exemplo (BRASASIL, 1997).

Apesar de sua inserção nos currículos escolares ser razoavelmente recente, os alunos, e até mesmo professores, possuem diversos conhecimentos relacionados aos mais diferentes temas referentes à Astronomia, mesmo que nem sempre condizentes com a a interpretação científica atual. São diversas as pesquisas na área que vêm, nas últimas décadas, investigando tais tipos de conhecimentos alternativos, como, por exemplo, os trabalhos de Manuel Barrabín (1995), Vega Navarro (2001), Sebastià (2004), Gil Quílílez e Martínez Peña (2005), Leite e Hosoume (2000), Prather et. al. (2003), Agan e Sneider (2004), Navarrete et. al. (2004), Kavanagh et. al. (2005), Kavanagh e Sneider (2007), Kalkan e Kiroglu (2007), dentre outros.

Essas pesquisas assumem relevante importância, tendo em vista o papel que tais conhecimentos representam para o processo de ensino e aprendizagem, uma vez que se constituem em elementos centrais em torno dos quais devem orbitar os planejamentos de atividades de ensino. Scarinci e Pacca (2005) ressaltam a significância que o reconhecimento das próprias concepções tem no processo de aprendizagem, uma vez que se trata de uma oportunidade de elas serem colocadas à prova, na tentativa de um processo de mudança, o que nem sempre é fácil.

Para aqueles em processo de formação, tal premissa também é central, ou seja, os currículos dos cursos de licenciatura deveriam propiciar o contato dos futuros professores com tais conteúdos. No entanto, o que as pesquisas têm apontando é que, mesmo em cursos da área de Ciências, como Física, por exemplo, a Astronomia tem sido abandonada ou oferecida na forma de disciplinas eletivas, com pouca organicidade com o projeto pedagógico do curso (PEDROCHI E NEVES, 2003).

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## 2. A busca de elementos para a formação inicial em Astronomia

Em países como os Estados Unidos, testes têm sido realizados de modo a averiguar o conhecimento de alunos e professores, e os mesmos têm sido empregados para avaliar cursos oferecidos a estudantes (BROGT et. al. 2007) e até mesmo para inspirar reformas curriculares. Um desses testes é conhecido como Astronomy Diagnostic Test (ADT). Segundo Deming (2002) , ele foi elaborado em 1998, por uma equipe de pesquisadores em ensino de Astronomia, dos EUA. Sua criação se deu com base na necessidade sentitida por pesquisadores da área de possuir um instrumento para avaliar a compreensão em Astronomia de estudantes matriculados em cursos introdutórios nesta área do conhecimento (HUFNAGEL, 2002).

O teste foi submetido à avaliação por faculdades de Astronomia, aplicado a alunos, os quais apontaram críticas para sua melhoria e ampliação. Em 1999, foi lançada uma segunda versão do teste (ADT 2.0), com 33 questões sobre a área. Trata -se de um recurso que pode ser empregado àqueles que se dedicam ao ensino de Astroronomia de modo que tenham uma ferramenta, tanto para investigar os tipos de concepções prévias que os alunos apresentam, daí apresentar dados para elaboração de suas aulas, quanto para averiguar a aprendizagem dos estudantes, quando aplicado ao final de cursos introdutórios de Astronomia.

Assim como na pesquisa de Brunsell e Marcks (2005), utilizamos a maior parte das questões apresentadas no ADT 2.0 para realizar uma sondagem inicial dos conhecimentos do conteúdo específico de uma turma de licenciandos que participam, no decorrer do ano de 2008, de uma disciplina introdutória de Astronomia.

Nosso objetivo, portanto, foi traçar um panorama do tipo de conhecimento do conteúdo específico que os licenciandos possuem a respeito de temas básicos de Astronomia, buscando elementos, para elaboração de propostas futuras voltadas à formação inicial docente.

Assim sendo, o questionário foi aplicado, no início do 2º. semestre de 2008, a uma turma de 20 alunos de graduação em Física, matriculados numa disciplina

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introdutória de Astronomia. Dentre eles, somente dois haviam freqüentado, anteriormente, uma disciplina na área. Os dados obtidos são apresentados, e as discussões seguem na direção de encontrar elementos centrais que apontem por onde devem caminhar propostas de formação em Astronomia.

## 3. Resultados obtidos

Para realizarmos a análise das respostas dos participantes da pesquisa, primeiramente, classificaremos as questões utilizadas no instrumento em três tipos: I, II e III. É importante ressaltar que essa classificação é arbitrária e foi feita com fins específicos de análise das respostas obtidas, ante as questões apresentadas.

Assim sendo, classificamos diversas questões como pertencentes ao tipo I . Nesta categoria, incluímos as perguntas que requeriam dos participantes apenas conhecer, de forma pontual e fragmentada, dados ou informações, tais como distâncias, idades, dimensões ou constituição química dos astros, por exemplo.

Citamos, abaixo, duas questões pertencentes a essa categoria, como exemplos:

O que determina o quanto uma estrela vive?

- a. Estrelas nunca morrem
- b. Onde a estrela nasceu
- c. A massa da estrela
- d. Do que a estrela é feita

De onde vem a energia do Sol?

- a. Elementos leves são combinados em elementos pesados
- b. Elementos pesados são quebrados em elementos mais leves
- c. Rocha fundida, como um vulcão
- d. Calor excedente do Big Bang

As questões que classificamos como tipo II requeriam, além de conhecer os aspectos apontados na categoria anterior, saber relacioná-los ou aplicá-á-los em situações hipotéticas ou do cotidiano. Também no tipo II, inserimos as questões que

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demandavam o conhecimento de uma teoria e sua aplicação, como, por exemplo, a teoria da gravidade, além de, muitas vezes, a análise da situação exigir do aluno o deslocamento do referencial centrado na Terra para um ponto exterior a ela.

Abaixo, seguem duas questõtões que exemplificam am esse tipo de categoria:

Imagine que a Terra fosse de vidro e você, no Brasil, pudesse olhar através dela. Para onde você ê poderia apontar, em linha reta, para ver pessoas em outros países, como a China ou Índia, por exemplo?

- a. Para sua esquerda
- b. Para sua direita
- c. Em direção aos seus pés
- d. Para cima

Imagine que o Superman cavou um buraco que atravessa a Terra de um lado para o outro. Imagine que a pessoa do desenho solte uma pedra de suas mãos. O que ocorrerá com a pedra, após algum tempo? (o desenho está sem escala)

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- a. Ela flutuará
- b. Cairá, atravessando a T Terra
- c. Cairá e parará no centro da Terra
- d. Atravessará a Terra e entrará em órbita

No tipo III, classificamos as questões que requeriam tudo o que o tipo anterior apontava, mas que exigia dos participantes, nas mais difererentes situações, relacionar todos os aspectos em um sistema dinâmico, envolvendo o movimento dos astros, compreendendo como tais movimentos se relacionam e as implicações disto para nós, como, por exemplo, as modificações na trajetória do Sol, no céu, no decorrer do ano, e as diferentes projeções de sombras na superfície da Terra, a ocorrência dos eclipses, as mudanças nas estações do ano, dentre outros.

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Como nas duas categorias anteriores, seguem dois exemplos de questões do tipo III:

Em Uberlândia/MG, quando é que uma haste vertical de uma bandeira não produz nenhuma sombra devido ao Sol estar incidindo diretamente sobre a haste?

- a. Todos os dias, ao meio-dia
- b. Um dia em novembro ou em janeiro
- c. O primeiro dia da primavera ou o primeiro dia do outono
- d. Nunca
- e. Somente o primeiro dia do verão

Em 22 de Setembro, aproximadamente, o Sol oculta-s-se diretamente no oeste, como mostra o diagrama abaixo. Onde aparentaria se ocultar duas semanas depois?

- a. Mais para o Sul
- b. No mesmo l lugar
- c. Mais para o Norte

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Assim sendo, o instrumento que utilizamos possui 8 questões do tipo I, 10 do tipo II e 19 do tipo III.

Assumiremos, para efeitos de avaliação desses resultados, que ocorreu convergência nas respostas à questão quando houve, pelo menos, 50% ou mais de respostas assinaladas em somente uma das alternativas, independente de esta ser a correta ou não. Consideraremos que ocorreu divergência em relação à questão quando nenhuma das alternativas disponíveis atingiu, ao menos, 50% das respostas de cada grupo participante.

Podemos perceber que houve uma convergência maior nas respostas para as questões dos tipos I e II. O mesmo não podemos afirmar sobre as questões do tipo III, nas quais a divergência de respostas foi maior.

Isso nos leva a pensar que, de forma geral, os participantes possuem uma razoável compreensão de aspectos gerais relacionados à Astronomia,

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especialmente no que concerne a informações isoladas (tipo I) ou que requeriam uma interrrelação moderada (tipo II). Por outro lado, o resultado revela dificuldades maiores quando a questão envolve um pensamento a respeito de uma situação dinâmica entre os astros envolvidos (tipo III), prevendo os efeitos que tais movimentos irão acarretar. Isso implica, muitas vezes, tentar r visualizar essa dinâmica num referencial externo ao nosso planeta, o que parece não ser uma tarefa óbvia.

Dentre as nove questões que geraram maior diversidade de respostas, oito delas pertenciam ao tipo III. Duas questões, por exemplo, requeriam do licenciando uma compreensão do movimento aparente da trajetória do Sol, no céu, no decorrer do ano. Os participantes pareciam não ter claro como ocorrem as variações nas trajetórias e os efeitos delas decorrentes, como, por exemplo, imaginar em que momento do ano e em que localidade, uma haste vertical não projeta sombra por volta do meio -d -dia.

Um outro aspecto que pareceu não ser consensual foi a respeito dos movimentos da Lua e suas conseqüências, como as suas diferentes fases e os eclipses. Pareceu não haver uma compreensão de como as fases da Lua estão relacionadas às suas posições em relação à Terra e ao Sol, ou mesmo que a fase da Lua é a mesma para um observador noturno, independente do local da Terra onde esteja.

Tais dados se refletiram diretamente na difificuldade dos futuros professor em relacionar em que fase da Lua ocorrem os eclipses solares, talvez até mesmo por não compreenderem ou imaginarem as posições relativas da Terra, Sol e Lua na ocorrência de tais fenômenos.

Um outro aspecto que gerou dificuldades foi sobre as estações do ano e a posição da Terra em sua trajetória ao redor do Sol. Há uma crença forte de que as estações do ano estão associadas com a distância da Terra ao Sol, uma vez que, modificando -a por um círculo perfeito, resultados significativamente diversos seriam obtidos.

Todas as questões indicadas até o momento pertenciam ao tipo III, mas houve uma do tipo I que também gerou uma grande diversidade de respostas para

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ambos os grupos investigados. Trata-se da questão que abordava a relação entre a cor da estrela e sua temperatura. Este parece não ser um assunto relativamente bem conhecido pelos participantes, além de situações do nosso cotidiano induzirem a respostas equivocadas, como atribuir o vermelho a uma maior temperatura, por ser er considerado por nós uma cor quente, ao passo que o azul é avaliado como uma cor fria, portanto, atribuído a uma estrela com menor temperatura.

## 4. Conclusões

A aplicação de um instrumento diagnóstico, como o apontado nesta pesquisa , mostrou -se como um recurso útil para iniciarmos as atividades voltadas para o ensino de Astronomia, de modo que possamos ter um panorama dos conhecimentos que os alunos possuem sobre o tema e quais aqueles que merecem uma atenção maior.

Os resultados que obtivemos corroboraram os resultados de pesquisa previamente realizadas, que demonstram, por exemplo, o quão complexo é o ensino do mecanismo que dá origem às fases da Lua (BENACCHIO, 2001; KRINER, 2004), e o quão forte é a concepção, muitas vezes reforçada pelos livros didáticos, de que as estações do ano estão associadas à trajetória elíptica da Terra em torno do Sol (SOBREIRA, 2002, MANUEL BARRABÍN, 1995, NAVARRETE et. al. 2004, dentre outros).

Especificamente em relação às questões do ADT 2.0, Zeilik e Morris (2003), trabalhando com o mesmo questionário com alunos de cursos universitários, apontam que os tópicos em que os estudantes tiveram maiores dificuldades de mudarem suas concepções foram aqueles que, em nossa classificação, se relacionam às questões do tipo III. Ou seja, os estudantes apresentaram idéias como: o eclipse do Sol ocorre na lua cheia; o Sol está na mesma posição no horizonte uma semana depois do equinócio; e as estações ocorrem porque a órbita é elíptica e o verão é quando a Terra está mais próxima ao Sol.

Kalkan e Kiroglu (2007), também empregando o mesmo instrumento para análise de um curso introdutório de Astronomia, referem que o aspecto em que os

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alunos tiveram menor avanço nas concepções foram as fases da Lua. Segundo os autores, os estudantes não compreendem o papel da Terra e do Sol na determinação das fases; acreditam que é a Terra que projeta sua sombra na Lua, obscurecendo uma parte dela, além de confundirem os eclipses com as fases. Além deste tema, apresentaram pouco avanço no que concerne ao ciclo dos dias e das noites e a ocorrência do Sol a pino em diferentes localidades e horários.

Os dados que obtivemos, além daqueles que a literatura nos traz, revela que precisamos preparar estratégias de ensino que caminhem em direção a uma compreensão de aspectos de Astronomia que avancem para além do conhecimento isolado de nomes, distâncias ou definições. Os resultados indicaram que, para este enfoque, os resultados têm se mostrado menos sofríveis. No entanto, nossos alunos, e até mesmo professores, carecem do entendimento de como tais dados se relacionam num sistema em movimento. Seria isso reflexo de um ensino de Astronomia que privilegia somente a leitura e a observação de figuras em livros em oposição a simulações ou observações reais?

São aspecectos que necessitamos rever, caso desejemos que novas gerações de professores tenham capacidade de ensinar a Astronomia como ela realmente é, tridimensional, dinâmica e em constante mudança.

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