O Ensino de Astronomia por meio das Tecnologias da Informação e Comunicação

## O Ensino de Astronomia por meio das Tecnologias da Informação e Comunicação

## Bárbara Celi Braga Camargo 1 , Sérgio Camargo 2

1 Universidade Federal do Paraná/ Graduanda em Física/Bolsista do Programa de Bolsa de Iniciação a Docência (PIBID) bcbc10@fisica.ufpr.br

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

## Resumo

A ciência mais antiga e a base de toda a ciência moderna, a Astronomia, pelo seu caráter instigante, é uma das áreas que tem atraído homens e mulheres para o estudo das ciências desde os primórdios do conhecimento humano, porém nos últimos anos seu estudo foi agregado de forma superficial a outras áreas de conhecimento e por fim esquecida pelos educadores. A fim de reverter esta situação o trabalho com astronomia foi escolhido e desenvolvido, no âmbito do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID), subprojeto de Ensino de Física, em escolas do ensino médio da rede pública de ensino da cidade de Curitiba-PR. O PIBID possibilita os estudantes da área de física a acompanhar a realidade das escolas, funcionando como um parceiro para projetos, possibilitando aos futuros professores de física uma maior vivência dentro da escola. O objetivo inicial foi delinear um perfil da abordagem e do conhecimento de conceitos relacionados à Astronomia e a elaboração de métodos mais efetivos para aprendizagem significativa dos alunos. Os dados foram constituídos a partir de um questionário diagnóstico para verificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre essa temática. Foram acompanhadas as aulas de quatro turmas, duas do segundo e duas do terceiro ano do ensino médio, sendo que os questionários diagnósticos foram passados apenas para três dessas turmas, as aulas foram ministradas nas quatro turmas e o questionário avaliativo foi dado para duas turmas. As turmas eram compostas de aproximadamente 30 alunos com idade entre 15 e 18 anos. Nessas turmas foram ministradas aulas utilizando como base tecnologias e novas abordagens, como simuladores e vídeos de astronomia com o intuito de melhorar o entendimento de fenômenos astronômicos pelos estudantes. As aulas foram ministradas de maneira mais informal nos moldes de divulgação científica, pela falta de uma carga horária mais robusta.

Palavras-chave : Astronomia, Rede Pública de Ensino, Tecnologia e Novas Abordagens, PIBID.

## Introdução

## O Ensino de Astronomia

Vários trabalhos (LANGHI & NARDI, 2005; LEITE & HOSSOUME, 2007) apontam, uma formação deficiente do professor no campo da astronomia 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. Essas concepções

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20 a 25 de janeiro de 2013

normalmente persistem, em parte resultado de um curso de graduação 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. Muitos materiais didáticos apresentam dados incorretos ou incompletos como é relatado por Trevisan e Lattari (1997), e 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 são uma das principais dificuldades 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: infraestrutura, que inclui a dificuldade em passeios didáticos para observatórios, planetários entre outros; material didático, muitas vezes com conceitos errados; formação e 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 preconceitos retirados dos livros didáticos (IACHEL, LANGHI & 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 possam viabilizar aos professores de ciências naturais do ensino fundamental, subsídios para futuro desenvolvimento de novas abordagens no ensino de Astronomia.

## Tecnologias e Novas Abordagens

Professores mais bem preparados, com melhores salários e trabalhando em boas condições, são umas das principais metas dos sindicatos. Porém uma escola com estruturas modernas ainda não tem sido abordado pela classe. Dificilmente se inauguram novas escolas e a maioria delas tem a mesma estrutura desde suas

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inaugurações, tendo algumas escolas mais de 100 anos. Carteiras e a disposição dos alunos em classe permanecem as mesmas desde décadas atrás.

Dentro de algumas Universidades pelo país vemos a mesma condição dessas escolas. Cysneiros (1999) aprofunda sobre os problemas estruturais

'A arquitetura pobre e o mobiliário desconfortável e precário dificultam o trabalho intelectual de alunos e mestres'.

Com tal cenário, como cobrar uma inovação tecnológica dessas escolas públicas, ainda é um questionamento dos educadores. A tecnologia está no dia a dia dos alunos e não trazê-la para a sala de aula e utilizada como aliada para o ensino é um desperdício.

Imaginar uma sociedade sem tecnologia é impossível, impedir os alunos de usar essa tecnologia dentro da sala de aula é uma batalha, celulares, por exemplo, tem sido o grande inimigo dos professores. A unificação da paixão dos jovens pela tecnologia pode ser utilizada dentro do ensino, em especial aqui, no ensino de astronomia.

Desde 1920 pesquisadores da área de ensino já defendiam a utilização de novas tecnologias dentro da sala aula

'Uma das principais referências nesta área é o trabalho de Larry Cuban , professor de educação da Stanford University, intitulado Professores e Máquinas: O Uso da Tecnologia na Sala de Aula desde 1920. Cuban estudou a introdução do rádio, filme, TV e computador em escolas norteamericanas, abrangendo a literatura desde o início deste século até meados da década de oitenta.' (CYSNEIROS,1999)

O acesso dos alunos a computadores conectados a internet dentro das capitais está mais recorrente, porém como podemos utilizar essa tecnologia a favor dos professores ainda não é de conhecimento desses profissionais de ensino.

Diversos softwares podem ser utilizados para facilitar o entendimento dos alunos, um exemplo disso são imagens animadas (.gif) de efeitos físicos simples, como vibração de moléculas.

Outras possibilidades são de simuladores, nos quais possibilita o aluno a mexer livremente no programa e fazer suas próprias descobertas.

Tablets e celulares também podem ser utilizados, vários programas educativos estão disponíveis para estes aparelhos.

Apesar de mais ortodoxo a televisão ainda pode ser utilizada, vídeos e filmes ainda podem interferir positivamente no ensino de alunos.

Dentro da astronomia, alguns softwares são bem conhecidos, Stellarium e Celestia, são bem utilizados por alguns estudantes do ensino superior, mas não são ainda conhecidos pelos alunos do ensino básico.

A utilização destas tecnologias no ensino e aprendizagem da Astronomia é um ótimo recurso, a dificuldade de entendimento tridimensional e de escalas pode ser superada com os softwares corretos. A familiarização da elaboração e a utilização destes softwares não é uma realidade entre os professores, mas rever esse quadro ainda é possível.

## A Pesquisa

## Conhecendo a escola e suas dificuldades

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No primeiro semestre de 2011 foram acompanhadas as aulas da disciplina de Física na escola (C) e elaborado questionário passado aos alunos durante uma das primeiras aulas. Estes alunos estavam cursando respectivamente o 2 º ou 3 º ano do ensino médio. Dado o tempo limitado para a pesquisa e análise, neste trabalho, será desenvolvida apenas 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 62 alunos que responderam as seguintes questões: (1)Você já teve o conteúdo de astronomia em algum momento da sua vida escolar? (2)Em que série se deu o estudo de Astronomia? (3)Você saberia explicar como ocorre o eclipse lunar e/ou solar? Pode-se mostrar através de um desenho. (4)Você gosta de astronomia?

Mais da metade dos alunos afirmaram ter visto algum conteúdo relacionado à Astronomia, as respostas mostraram que o tema foi abordado parcialmente, rapidamente e superficialmente como relatado pela aluna M.S.:

' No 1 o ano fomos em um globo onde nos explicaram sobre as estrelas, mas o conteúdo como matéria tive quando estava na 3 o ou 4 o série.'

Nos Parâmetros Curriculares Nacionais está estabelecido que o conteúdo de astronomia deveriam ser implementado nas escolas, mas como visto, 32% dos alunos relataram nunca ter tido contato com astronomia em sua vida escolar.

Como descrito anteriormente pela aluna M.S. , os conteúdos de Astronomia foram abordada nas séries iniciais na maioria dos alunos. Deve-se ressaltar, porém, que apesar de terem visto algum conteúdo de astronomia, os alunos foram apresentados apenas superficialmente, sendo que os professores que trabalharam com os conteúdos, em grande maioria, nunca tiveram a disciplina de astronomia em sua formação, impossibilitando-os de um conhecimento mais aprofundado sobre o conteúdo.

Apenas 34% dos estudantes questionados sabiam como explicar 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 que desencadeia eclipses. Um exemplo das concepções erradas apresentadas pelos alunos se nota na resposta de L.F.:

## ' 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.

Apesar do pouco contato com a astronomia a maioria dos alunos se mostram interessados em assuntos como planetas e estrelas e se mostraram dispostos a saberem mais sobre os conteúdos. Porém da porcentagem que não soube responder, notou-se que não sabiam se gostavam pois nunca tiveram um contato significativo com a astronomia, como relatado pelo aluno G.H.:

' Não sei se gosto, porque tive pouca coisa dessa matéria.'

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Este mesmo questionário foi passado em outras duas escolas da região central de Curitiba no ano de 2010, foram 75 alunos entrevistados, nos quais os diagnósticos não diferem dos obtidos no trabalho atual.

## Abordando os temas

Esta pesquisa foi desenvolvida no âmbito do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID), subprojeto de Ensino de Física com o intuito de aprimorar a formação inicial dos futuros professores de Física e promover a inserção desses no cotidiano das salas de aula da rede pública de ensino, possibilitando também a interação entre o ensino superior e a educação básica, buscando estabelecer ações que contribuam para a qualidade do ensino de Física nas escolas envolvidas. Neste trabalho são descritas atividades sobre os conteúdos de astronomia desenvolvidos em escolas da rede estadual, na cidade de Curitiba, Paraná.

Na primeira fase, desenvolvida em 2010, realizou-se um diagnóstico sobre o ensino de astronomia em duas escolas (A e B) da educação básica da rede pública de ensino da cidade de Curitiba, Paraná. A segunda fase ocorreu no primeiro semestre de 2011, a partir dos dados constituídos nas duas escolas anteriores mais aqueles da terceira escola (C), nesse processo foram obtidos subsídios para a elaboração de um curso sobre astronomia para os alunos das escolas envolvidas. Neste estudo estamos apresentando o trabalho desenvolvido na escola (C).

No primeiro semestre de 2011 acompanhamos as aulas de Física da escola (C), tivemos acesso à programação da disciplina de Física, os planos de aulas do professor de Física, de posse do diagnóstico e dessas informações organizou-se o curso para ser ministrado aos alunos do ensino médio sobre os conteúdos de astronomia.

- O curso foi ministrado em quatro turmas, sendo duas do segundo e duas do terceiro ano do ensino médio. Cada turma tinha aproximadamente 30 alunos.

A preparação das aulas foi baseada nos resultados e comentários dos alunos obtidos através do questionário diagnóstico passado para os alunos no ano de 2010 e início de 2011.

Os conteúdos abordados foram:

- Ó Sistema Solar: Sol, Lua, Planetas, Asteroides, Meteoros, Cometas e Fenômenos astronômicos, tais como eclipses, marés e fases da Lua.
- Ó Estrelas: O que são estrelas, como são formadas, vida e morte de estrelas, constelações.
- Ó Galáxias: o que são e como são formadas.
- Ó História da Astronomia: Utilização da Astronomia por povos antigos, Astrônomos famosos, a construção da Astronomia Moderna.

Durante as aulas utilizamos recursos que haviam sido enviados pela SEED para a Escola, porém nunca tinham sido utilizados pelos professores, por não trabalharem com os conteúdos de astronomia. Esse material consistia em telúrio mostrando do sistema SOl-TERRA-LUA e pôsteres explicativos.

Além desse material foi utilizados programas de simulação como o Stellarium no computador e outras tecnologias visuais como projetores e vídeos para a visualização do espaço e dos fenômenos astronômicos.

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Foi mostrada também outra forma de tecnologia que tem sido amplamente utilizada, os aplicativos de celular. O google skymap possibilita identificar qualquer corpo celeste apenas apontando para ele com o celular, utilizando as coordenadas a partir do gps do aparelho. Este aplicativo e outros similares estão disponíveis pelo sistema Android, e são baixados gratuitamente.

A aula foi interativa, os alunos foram estimulados a mexer no material levado a sala de aula e os formatos das aulas foram mais dinâmicos sem muita utilização do quadro-negro. Os alunos foram convidados a saírem de suas carteiras e se aproximarem mais dos professores, tornando as aulas menos formais.

## Resultados e Discussões

- O interesse dos alunos foi evidente, houve grande participação com perguntas e sugestões para as aulas. Depois de mostrados alguns programas de simulação, muitos alunos adquiriram estes programas em seus computadores pessoais e relataram que estavam explorando. Durante as semanas que ocorreram as aulas houve um eclipse lunar no qual muitos alunos acompanharam e aumentaram a sua curiosidade sobre o fenômeno.

Para encerrar as atividades relacionadas aos conteúdos de astronomia foi passado novamente um questionário, mas agora um questionário avaliativo. Este questionário foi passado em apenas duas das quatro turmas trabalhadas. Sendo uma do segundo e outra do terceiro ano do ensino médio.

No questionário avaliativo foram feitas apenas duas questões: (1) Explique dois destes fenômenos Astronômicos: Marés, Fases da Lua, Eclipse Solar, Eclipse lunar. (2) Por que é importante aprender Astronomia? Se você não considera importante, explique.

- A primeira questão, relacionada aos conteúdos, teve o papel de avaliar a passagem dos conteúdos para os alunos.
- Apesar de alguns equívocos de conceitos a maioria dos alunos soube explicar perfeitamente como ocorre o fenômeno das marés. Na sala de aula esse conteúdo foi dado através de desenhos e animações no computador.
- O fenômeno de fases da Lua, aparentemente, foi o qual os alunos tiveram maior dificuldade em se expressar. A maioria optou por não responder mostrando insegurança sobre o fenômeno.
- O eclipse solar já era bem conhecido por eles, durante as aulas os alunos não tiveram dificuldade em explicar como acontecia. O maior erro cometido era inverter a explicação de o eclipse solar com o eclipse lunar.
- O eclipse lunar que no questionário diagnóstico foi o que teve maior número de erros conseguiu inverter a situação, após uma explicação com a maquete eles conseguiram visualizar e explicar perfeitamente como ocorre o fenômeno.

Apesar de uma grande porcentagem de acertos nas questões, não podemos afirmar que o conhecimento tenha sido passado de maneira significativa, visto que foram apenas algumas aulas. Porém um contato por mais que rápido pode servir como porta para uma pesquisa mais aprofundada pelos próprios estudantes, como foi relatado por alguns após as aulas, que assistiram documentários a respeito dos assuntos trabalhados.

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A segunda questão foi para medir o nível de interesse dos alunos após um contato mais aprofundado com a astronomia. Foi relatado pela aluna C.M.:

' Aprender astronomia é importante, pois assim podemos entender os fenômenos que ocorrem com o nosso planeta.'

Alguns alunos alegaram que o conteúdo era interessante, mas não achavam importante para vida, isso mostra que só a passagem de conteúdos não é o suficiente para afiar o senso crítico dos alunos.

Durante as aulas foi relatado por muitos alunos contato com a astronomia por meio de documentários visto na televisão. Mas mesmo esses programas ainda dão um ar apenas de divulgação, sem uma abordagem mais social e crítica para os conteúdos.

Um contato dos conteúdos de astronomia com fatos históricos e discussões filosóficas poderia ser uma alternativa para a evolução do pensamento crítico dos estudantes.

## Conclusão

Apesar do pouco tempo para a passagem dos conteúdos foi possível um trabalho mais detalhado com os alunos, como dito anteriormente a maioria já tinha visto conteúdos de astronomia de forma superficial no ensino fundamental. As aulas foram dadas de forma a estimular o ensino e por isso foi utilizados poucos cálculos e teorias mais complexas, mesmo assim os fenômenos principais foram compreendidos com clareza pelos estudantes.

Os resultados foram positivos, mas devemos enfatizar que os conteúdos não foram passados em sua totalidade e poder-se-ia trabalharmos com os conteúdos de maneira bem mais aprofundada e através de outros recursos, como planetários, telescópios, entre outros.

- O próximo passo do trabalho de ensino de astronomia é com o auxilio do colégio e dos alunos adquirir materiais e montarmos um clube de astronomia a fim de divulgação científica para alunos e comunidade.

A astronomia, como relatado pelos alunos, agrada a grande maioria os estudantes, e pode ser um passo para a entrada de estudantes na área de ciências na graduação, contribuindo para a formação de futuros professores e pesquisadores na área de ensino de ciências no Brasil.

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