Um Diagnóstico do Ensino e Aprendizagem de Astronomia em duas escolas da Rede Pública de Ensino de Curitiba - PR

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## Um Diagnóstico do Ensino e Aprendizagem de Astronomia em duas escolas da Rede Pública de Ensino de Curitiba - PR

## 1, 2 Bárbara Celi Braga Camargo Sérgio Camargo 3

Universidade Federal do Paraná/ Departamento de Física/Grupo de Pesquisa de Processos Formativos e Linguagens nas Ciências da Natureza/ bcbc10@fisica.ufpr.br

2 Bolsista do Programa de Bolsa de Iniciação a Docência (PIBID)

3 Universidade Federal do Paraná/ Departamento de Teoria e Prática Ensino/Programa de PósGraduação em Educação em Ciência e em Matemática/ s.camargo@ufpr.br

## Resumo

O presente trabalho constitui um diagnóstico a respeito do conhecimento de alunos de escolas da Rede Pública de ensino da Cidade de Curitiba sobre conceitos de Astronomia básica. O objetivo principal foi delinear um perfil da abordagem e conhecimento de alunos do ensino médio curitibano sobre conceitos relacionados ao tema, uma vez que tais análises sobre o ensino na capital paranaense não se encontram na literatura. Primeiramente foi realizada uma revisão bibliográfica sobre as concepções de alunos e professores a respeito do tópico astronomia, realizadas com bases em outras cidades brasileiras. Isso foi feito com o intuito de se conhecer os parâmetros para a delineação de tais perfis e se ter uma visão geral sobre o estado do ensino de astronomia a nível nacional. Elaborou-se então, para a constituição dos dados, um questionário contendo quatro questões que buscavam investigar os conhecimentos e interesses dos alunos na área de Astronomia. Este questionário foi passado para 75 alunos, com idades entre 14 e 18 anos, que estavam cursando o primeiro ou terceiro ano do ensino médio em duas escolas da região central da cidade. A análise dos dados revelou, entre outras coisas que grande parte dos alunos teve contato com a astronomia somente nas séries iniciais (1ª a 4ª série), não tendo continuidade nas séries posteriores. Embora grande parte dos alunos questionados mostre interesse por essa área, não tiveram a possibilidade de aprofundar seus conhecimentos sobre os conteúdos relacionados à astronomia. A análise do conhecimento possuído pelos alunos foi feita através de uma questão referente aos fenômenos dos eclipses solar e lunar, considerados básicos no ensino de astronomia. Instigados, porém, a explicar tais fenômenos, a maioria dos alunos demonstrou desconhecimento sobre o assunto. Concluímos que o estudo e aprendizado de conceitos astronômicos necessitam ser precedidos por conhecimentos prévios dos alunos sobre geometria e noções de relações no espaço tridimensional, como profundidade, distância e tamanhos relativos. Uma base mais bem estabelecida seria proveitosa não apenas no processo de aprendizagem como no estímulo do interesse na área.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia, Ensino de Física, Eclipse, Ensino Médio, Educação Básica.

## A importância do Ensino de Astronomia

A Astronomia, por sua universalidade e por seu caráter naturalmente interdisciplinar, é de grande importância para o processo de alfabetização científica do cidadão. A evolução do conhecimento do Universo se entrelaça com a própria

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30 de janeiro a 04 de fevereiro de 2011

evolução do conhecimento humano e a percepção de sua natureza, perfazendo um importante passo no desenvolvimento do homem em si e da sociedade em que vive. A interdisciplinaridade da Astronomia se mostra em sua importância não apenas no estudo da História, Geografia, Antropologia e Física Clássica como também no estudo de tópicos recentes de Física de Fronteira como estudos em energia, Física Quântica e Partículas Elementares (um tópico muito discutido nos últimos tempos, graças aos avanços experimentais fornecidos pelo famoso acelerador de partículas LHC). O conhecimento do Universo é tão fundamental para o desenvolvimento intelectual do homem comum quanto o é para o desenvolvimento da ciência, expandindo os horizontes de ambos, rumo ao pleno desenvolvimento da sociedade humana.

No Ensino Fundamental e Médio, porém, essa importância não parece ser correspondida, sendo que a ignorância de seus tópicos básicos pela quase totalidade dos egressos dessa etapa da educação formal em nosso país é patente. Um exemplo é o trabalho de Bernardes (2008), em sua pesquisa com alunos do Ensino Fundamental de Itaocara - RJ, no qual se notou que os alunos das séries iniciais tinham poucas informações sobre Astronomia e Astronáutica e os conhecimentos dos alunos do Ensino Médio eram escassos.

- O ensino de Astronomia hoje está relegado a uma posição secundária em relação a muitas outras áreas do conhecimento. Nos currículos oficiais de quase todas as escolas, apenas uma abordagem rápida e superficial de alguns poucos tópicos é, em teoria, ministrada nas disciplinas de Geografia e/ou de Ciências.
- A carência do ensino regular deste tema na formação do indivíduo/cidadão vem sendo suprida, com dificuldade, apenas parcialmente por iniciativas isoladas e não coordenadas pelas instituições de ensino, ou, em alguns casos, por professores interessados na área.
- O desenvolvimento tecnológico atual em astronomia, como em softwares de astronomia, astrofísica e astronáutica e em telescópios portáteis de relativo baixo custo, possibilita uma difusão muito mais fácil da Astronomia para alunos de todas as idades, estimulando seus interesses através da visualização do tema na prática. A utilização de materiais externos ao usual no dia-a-dia da sala de aula pode ser um importante passo a ser incorporado no desenvolvimento de uma metodologia que vise um aprendizado mais aprofundado do tema. Dada a análise do perfil do estado atual do ensino e aprendizagem de Astronomia na cidade de Curitiba, realizada neste trabalho, pensar a respeito de tal metodologia, específica para o ensino de Astronomia, surge como a próxima etapa a ser realizada.

## Algumas dificuldades enfrentadas pelos professores do ensino básico no ensino de Astronomia

Vários trabalhos (LANGHI & NARDI, 2005; LEITE & HOSSOUME, 2007) apontam uma formação deficiente do professor neste campo e nas demais áreas da Ciência como a principal fonte de dificuldade no momento de sua atuação em sala de aula. Mesmo antes de iniciar sua formação, algumas concepções alternativas sobre fenômenos astronômicos estão firmemente arraigadas no futuro docente, tendo sua origem possivelmente na própria educação que recebeu enquanto criança, nos seus anos iniciais do Ensino Fundamental. Atingindo a formação, essas concepções normalmente persistem, em parte resultado de um curso de graduação

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falho ou isento de conteúdos em ensino de Astronomia (LEITE & HOSSOUME, 2007 ).

O problema da falta de um conhecimento mais aprofundado dos conceitos astronômicos é agravado pelos problemas estruturais encontrados no ambiente de ensino. Materiais didáticos adequados para o ensino e aprendizagem são um dos pontos mais importantes na passagem do conteúdo de astronomia. Muitas vezes, materiais didáticos contem erros que levam os estudantes a concepções erradas de fenômenos simples, um exemplo disso são desenhos da órbita da Terra extremamente elípticas ou a concepção de que o sol sempre nasce exatamente no leste e se põe no oeste durante qualquer período do ano. Um conhecimento básico dos autores de livros de ciências poderiam facilmente resolver este problema. A falta de equipamentos auxiliares como telescópios, cartas celestes ou simuladores computacionais, que facilitariam a visualização do objeto de estudo, aumentando o interesse dos estudantes é uma dificuldade enfrentadas pelos docentes. A utilização de materiais complementares às aulas de 'quadro-negro e giz' se mostra como uma ferramenta poderosa no ensino, pois tira, aos olhos dos alunos, a Astronomia do domínio das disciplinas puramente abstratas.

Estes problemas são abordados por Langhi e Nardi (2005), que após uma pesquisa com professores de séries iniciais, constatou que as principais dificuldades enfrentadas pelos educadores são: infra-estrutura, que inclui a dificuldade em passeios didáticos para observatórios, planetários entre outros; material didático, muitas vezes com conceitos errados; formação, a falta de um conhecimento aprofundado dos professores na área.

A carga horária vigente nas escolas é outro grande obstáculo para o ensino, não apenas em astronomia. É de grande dificuldade para os professores trabalharem tantos conteúdos em pouco tempo, e por isso muitas vezes os professores precisam decidir o que é mais relevante no ensino, não podendo abranger outras áreas do conhecimento.

'O professor de Física da rede pública de ensino se vê incapacitado para trabalhar tantos conteúdos com apenas duas aulas por semana, sabendo que a Física também trata de outros assuntos, não ligados à Astronomia, que também são de alta relevância para o aluno do ensino médio' (DIAS, 2008).

Tentativas de sanar estes vários problemas são temas de investigação. Estão sendo desenvolvidos métodos para o ensino dos temas abordados e devem ser difundidos pela comunidade educacional, tais como os descritos por Barnett (2002), que utiliza softwares e sistemas tridimensionais no Ensino da Astronomia. Peña (2001) descreve a importância do uso de imagens no Ensino da Astronomia e Kriner (2004) detalha quais os principais conceitos necessários aos alunos para que eles compreendam o fenômeno, analisando alguns dos pré-conceitos retirados dos livros didáticos (IACHEL, LANGHI e SCALVI, 2008).

Deve-se enfatizar que futuras modificações no currículo para o ensino de Astronomia devem passar por diagnósticos do estado atual do ensino, afim de que se possa viabilizar aos professores de ciências naturais do ensino fundamental, subsídios para futuro desenvolvimento de novas abordagens no ensino de Astronomia.

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## A Pesquisa

Esta pesquisa esta sendo desenvolvida em duas fases. Na primeira fase realizamos um diagnóstico sobre o ensino de astronomia nas escolas da educação básica da rede pública de ensino da cidade de Curitiba, Paraná. Na segunda fase, que terá continuidade no segundo semestre de 2010, de posse dos dados coletados será elaborado e desenvolvido um curso sobre astronomia para os alunos das escolas pesquisadas.

Neste trabalho será abordada e discutida somente a primeira parte relativa ao levantamento dos conhecimentos dos alunos sobre o tema e seus interesses na área de Astronomia.

## Obtenção dos Dados

Para a constituição dos dados foi elaborado um questionário e passado pelo professor de Física para os alunos do Ensino Médio regular. Estes alunos freqüentam duas escolas da rede pública localizadas na região central de Curitiba. Dado o tempo limitado para a pesquisa e análise e à intenção de unicamente se desenvolver uma visão geral sobre a formação, conhecimento e interesse dos estudantes em Astronomia, criou-se um questionário simplificado, contendo apenas quatro questões de caráter bastante geral. O questionário foi passado para 75 alunos que responderam as seguintes questões:

- - Você já teve o conteúdo de astronomia em algum momento da sua vida escolar? Em qual série?
- - Você saberia explicar como ocorre o eclipse lunar e/ou solar? Mostre através de um desenho.
- - Você gosta de astronomia? Que conteúdo relacionado à astronomia mais lhe agrada?
- - Como você acha que deveria ser dada esta matéria? Você acha que planetários, observatórios e outros recursos como esses auxiliam no interesse dos alunos nessa área?

Estes alunos estão na faixa etária de 14 a 18 anos e estão cursando o Primeiro ou o Terceiro ano do Ensino Médio da Educação Básica da Rede Pública de Ensino.

## Resultados e Discussões

Os gráficos abaixo foram construídos com base na análise das respostas aos questionários:

Você já teve o conteúdo de astronomia em algum momento da sua vida escolar?

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Apesar de a grande maioria ter visto algum conteúdo relacionado à Astronomia, as respostas mostraram que o tema foi abordado parcialmente, rapidamente e superficialmente. É importante ressaltar que o fato de 32% dos alunos afirmarem nunca ter tido qualquer conteúdo de astronomia revela uma porcentagem muito grande, uma vez que este assunto deveria estar contido no currículo de todas as escolas, como consta nos PCNs (Parâmetros Curriculares Nacionais).

## Em que série se deu o estudo de Astronomia?

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Neste caso devemos destacar que foi relatado que alguns alunos tiveram o conteúdo de astronomia nas séries iniciais (1 á 4 série). Como foi exposto pelo o o aluno J.K.:

'Lembro-me de algumas experiências com laranjas e lanternas na segunda série do primário'.

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Apesar de a Astronomia ter sido abordada nas séries iniciais com alguns alunos, isso não configura necessariamente um ponto positivo, pois como citado anteriormente em muitos casos os professores nunca tiveram o conteúdo de astronomia em sua formação e muitas vezes devido a tal falha, conceitos errados são expostos a alunos que estão começando a consolidar sua visão do mundo, o que acaba sendo prejudicial para o futuro do estudante.

Muitos alunos destacam a falta de um ensino mais aprofundado nessa área como relatado pela aluna C.S. &amp; F.A. respectivamente:

'Sim, somente uma passagem rápida por esse conteúdo no ensino fundamental'.

- ' Sim, de uma maneira simplificada, em apenas uma aula no planetário. Em meu primeiro e terceiro ano do ensino médio'.

Você saberia explicar como ocorre o eclipse lunar e/ou solar? Pode-se mostrar através de um desenho:

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Vemos que 64% dos estudantes questionados não sabem como ocorre um eclipse. O estudo deste fenômeno é considerado básico não apenas no ensino de Astronomia, mas também na disciplina de Geografia o que torna impressionante uma taxa tão elevada de estudantes que desconhecem completamente os mecanismos dos eclipses. Um exemplo das concepções erradas apresentadas pelos alunos se nota na resposta de F.O.:

'Eclipse lunar: o sol entra na frente da Lua',

Esta explicação, ou variações dela foram relatadas diversas vezes nos questionários. O fenômeno do eclipse Lunar foi o que mais induziu os alunos ao erro. Concepções como o Sol entrando na frente da Lua ou um planeta eclipsando a Lua foram os mais recorrentes. Isso mostra uma dificuldade na visualização abstrata do Sistema Solar e de distâncias relativas.

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Outros alunos mostraram dificuldade na retenção de conceitos, afirmando que já haviam estudado os fenômenos, mas que seriam incapazes de explicá-los, como o caso da aluna S.S.:

'Já vi, mas não sei explicar como ocorre.'

A explicação esperada dos alunos deveria ser da forma:

O eclipse ocorre quando há um alinhamento de três astros, de forma que a sombra ou sua passagem encubra um dos astros. No nosso caso trataremos o sistema Terra-Sol-Lua.

No caso do eclipse lunar (figura 1), o Sol projeta sua luz sobre nosso planeta, e a Lua é ocultada pela umbra da Terra. Nessa situação visualizamos o eclipse total da Lua. Pode ocorrer também o eclipse parcial quando a Lua passa pela penumbra da sombra da Terra.

Figura 1: Esquema de como ocorre o eclipse Lunar. (Fonte: http://astro.if.ufrgs.br/ )

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http://astro.if.ufrgs.br/ Figura 2: Esquema do eclipse solar. (Fonte: )

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Um eclipse solar (figura 2) ocorre quando a Lua se interpõe entre a Terra e o Sol, ocultando a luz emitida pelo Sol, deixando transparecer apenas a chamada coroa. Este fenômeno só ocorre devido a distância entre esses astros, os avistamos com basicamente o mesmo tamanho.

Você gosta de astronomia?

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Mesmo com o pouco contato dos estudantes com a Astronomia dentro das escolas, vemos que 65% dos alunos se interessam pela área e gostariam que ela fosse dada de maneira mais aprofundada.

Os alunos interessados em astronomia relataram os conteúdos os quais mais os interessam. O aluno G.T relatou:

'Gosto muito e me interessa o estudo de planetas.'

A aluna M.S mostrou seu interesse na área e ressaltou a dificuldade em se encontrar assuntos relacionados à temática sozinha:

'Sim, muito! O assunto que mais me interessa são as estrelas. Fica difícil pesquisar sobre essas coisas sozinhas'.

Dentre os alunos que afirmaram não gostar da matéria, foram feitas afirmações como:

'Não gosto muito, pois nunca tive um contato muito grande com essa matéria'.

Declarações como esta se repetiram muitas vezes nos questionários, apontando que a abordagem superficial se torna desestimulante aos estudantes, que não tem chance de se interessar pelo assunto.

Os alunos apontaram maneiras as quais acreditam ser estimulantes para a aprendizagem. Um exemplo é o relato da aluna M.S.:

'Seria bom que tivéssemos acesso ao planetário e a telescópios. Seria muitíssimo interessante'.

A aluna C.G relatou também:

' Deveriam ser aulas dinâmicas, práticas, para maior entendimento desse conteúdo, que abrange muitas informações. Recursos como planetários são fundamentais para essas aulas práticas e dinâmicas '.

## Considerações finais

A análise dos questionários distribuídos aos alunos mostrou que, embora a Astronomia desperte interesse na maioria dos alunos que responderam as questões,

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percebe-se a existência de um déficit no ensino de Astronomia nas Escolas de Ensino Básico da Rede Pública.

Esta pesquisa foi realizada em duas das, assim consideradas, melhores escolas públicas da região central da capital paranaense. Mesmo assim a análise dos dados revelou uma deficiência no tempo e na maneira como a Astronomia é abordada, sendo exposta apenas superficialmente, prejudicando a consolidação de conceitos básicos pelos alunos.

- A dificuldade em assimilar o conteúdo de forma satisfatória deve ser causada pela ausência das bases teóricas necessárias, como noções de geometria tridimensional, distâncias e tamanhos relativos e aparentes, entre outros tópicos. Além disso, a dificuldade na abstração de conceitos geométricos e de pontos como movimentos relativos são potencializados pela ausência de materiais auxiliares que facilitem esse processo. Planetários e mesmo simuladores computacionais auxiliam na tarefa de criar na própria mente uma visão, por exemplo, da movimentação dos corpos no sistema solar, dando aos estudantes uma base mais sólida para desenvolver suas concepções pessoais.
- O problema maior é que os professores que lecionam Astronomia na Educação Básica carecem de formação nessa área. Desta forma, entendemos que o aprimoramento do currículo de ciências nas escolas, para abordar a Astronomia, passa primeiramente pela formação continuada dos docentes, dando-lhes um conhecimento mais profundo do conteúdo a ser ministrado. Não apenas sua preparação técnica deve ser foco de atenção especial como também o aperfeiçoamento de uma metodologia capaz de lidar satisfatoriamente com as dificuldades encontradas pelos estudantes. O professor precisa ser capaz de transmitir o conteúdo de maneira clara e objetiva, não dando margem a dúvidas ou 'fantasias'. O conteúdo precisa ser trabalhado adequadamente, o que pode ser conseguido através de uma transposição didática e metodologias apropriadas a cada realidade, aliada, claro, a um suporte observacional (telescópios, planetários, softwares, etc.) que na visão dos próprios alunos se mostra indispensável.

Identificar os principais problemas no ensino da astronomia é o primeiro passo para introduzirmos de forma adequada seu conteúdo para os estudantes de todos os níveis.

## Referências Bibliográficas

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http://astro.if.ufrgs.br / acessado em 20/04/2010.

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