CONCEPÇÕES DE TERRA DE ESTUDANTES DO ENSINO FUNDAMENTAL: o que revela uma atividade de ensino envolvendo sombras

## CONCEPÇÕES DE TERRA DE ESTUDANTES DO ENSINO FUNDAMENTAL: o que revela uma atividade de ensino envolvendo sombras

## Hanny Angeles Gomide¹, Marcos Daniel Longhini²

1 Universidade Federal de Uberlândia/hannygomide@yahoo.com.br

## Resumo

A presente pesquisa visa apresentar as concepções reveladas por alunos a respeito de como entendem o formato da Terra a partir do estudo da sombra, no decorrer da implementação de uma atividade de ensino envolvendo uma história problematizadora (HP). Trabalhamos com um grupo de 26 alunos do ensino fundamental, de uma escola pública da cidade de Uberlândia/MG, com a HP intitulada: Uma viagem luminosa às sombras. Ela é composta por um texto de ficção, vivido por personagens imaginários, que conduz o aluno a desvendar um problema que emerge no desenrolar do enredo. As atividades são realizadas em grupo, as quais são fomentadas por materiais que o professor disponibiliza aos estudantes. A pesquisa é de abordagem qualitativa, os instrumentos de coleta foram as gravações em vídeos das falas dos alunos e os registros escritos. Quanto aos conhecimentos presentes, a pesquisa mostrou que os estudantes buscam formas de encontrar respostas ao problema exposto na história e empregam modelos explicativos que pautam em concepções de Terra plana e estática, com o Sol girando em torno dela. Tais dados, além de revelarem como as concepções dos alunos são resistentes às mudanças, também mostram a dificuldade em se abordar a forma de nosso planeta a partir do estudo das sombras.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia; Concepções de alunos; Forma da Terra; Sombras.

## Introdução

A Astronomia, uma das mais antigas das Ciências, teve o seu início, juntamente com o surgimento das civilizações. No princípio, a ideia dos filósofos acerca do planeta, era apenas contemplativa, sem os conhecimentos das teorias cosmográficas. Para eles, a ideia era de uma Terra plana, noção que perdura nos tempos atuais. Quando olhamos para o horizonte ao nosso redor, intuitivamente somos levados a acreditar que estamos sobre uma superfície plana, tendo o céu como envoltório que nos cerca. Ainda na Grécia antiga, a forma plana da Terra começou a ser questionada, a partir da observação atenta de que os navios, quando partiam em viagem, desapareciam gradualmente no horizonte, sendo o mastro, o último a ser visto. A explicação para tal fato fazia sentido se a superfície por onde as embarcações navegavam fosse curva, o que os levou à hipótese de a Terra ter esta forma (SINGH, 2006).

Assumir que a Terra não possui um formato plano implica em algumas consequências, dentre elas, o fato de que a incidência dos raios solares sobre sua superfície não ocorre de forma homogênea por todo o globo. Isso faz com que, por exemplo, um objeto localizado em um determinado lugar tenha sombra se os raios

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26 a 30 de janeiro de 2015

solares atingi-lo de forma oblíqua, ao passo que outro, num mesmo momento, pode não ter nenhuma sombra, se recebe a luz solar de forma perpendicular. Então, considerando a Terra redonda, as sombras dos objetos sobre sua superfície, não seriam a mesma, sofrendo modificações de acordo com o local em que se encontravam.

Como vemos, a partir da história da Astronomia, as interpretações acerca da forma de nosso planeta foi motivo de inquietações durante muito tempo, o que não quer dizer que, nos dias atuais, este tema seja compreendido por todas as pessoas, em modo específico, pelos estudantes.

Na explicação dos fenômenos que ocorrem em nosso cotidiano, por vezes as pessoas utilizam de esquemas que se distanciam do conhecimento científico, podendo associá-los à cultura do lugar onde vivem. No cenário educacional, vários termos têm sido empregados pelos pesquisadores na área de Ensino de Ciências, para categorizar as ideias que os alunos trazem para a sala de aula, como 'concepções espontâneas', 'concepções alternativas', 'prévias', ou até mesmo 'ideias ingênuas' (Teodoro, 2000). Respeitar e valorizar tais conhecimentos são os pilares centrais sobre o qual nos apoiamos.

Especificamente, sobre a forma da Terra, tema central deste artigo, alguns autores apresentam trabalhos neste sentido como: Nussbaum e Novak (1976); Nussbaum (1992) e outros.

- O estudo realizado por Nussbaum e Novak (1976) com um grupo de crianças, apontam cinco tipos de concepções por elas expostas, as quais os autores designaram de 'noções'. A primeira delas de que a Terra é plana; a segunda que vivemos em uma Terra redonda, mas que habitamos um local plano em seu interior. A terceira que o céu se encontra ao redor do planeta, como um espaço ilimitado. A quarta, que nosso planeta é redondo, não revela uma concepção de centro, e por fim a quinta noção, de que a Terra é redonda, rodeada por espaço ilimitado e os corpos, quando soltos, caem em direção ao seu centro, noção esta em conformidade com o científico.

Em trabalho posterior, Nussbaum (1992) nos mostra que elaborar a ideia de Terra redonda, circundada por um espaço cósmico ilimitado, não é tarefa tão óbvia o quanto parece. Para o autor, a dificuldade de os estudantes explicarem o formato da Terra empregando noções mais elaboradas ao invés das mais primitivas, deve-se ao fato do forte apego a um ponto de vista local, ou egocêntrico, que interpreta como correto o ponto de vista de onde o aprendiz está. Para superar isso, o estudante precisa adotar outros pontos de vista de nosso planeta, como uma visão de um astronauta, por exemplo, o que implicaria em romper com elementos associados ao ponto de vista egocêntrico.

Como evidencia a literatura, apesar de o formato da Terra ser um tema corriqueiramente presente na escolarização básica, a compreensão por parte dos aprendizes, do ponto de vista da Ciência, não é tarefa simples. Por isso, trouxemos nesta pesquisa dados que evidenciam a respeito da viabilidade de se ensinar sobre a forma da Terra tomando como elemento um aspecto que já esteve presente na história da Astronomia: o estudo das sombras. Temos como objetivo, no presente texto, apresentar e discutir que concepções estudantes do Ensino Fundamental revelaram e como as empregaram ao participarem de uma atividade ensino, que usou uma história problematizadora, que tinha como pano de fundo as diferentes sombras projetadas sobre a superfície da Terra.

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## A história problematizadora

Ao abordar o tema com os estudantes, optamos pelo trabalho com resolução de problemas. Autores que utilizam a resolução de problemas (Polya, 1977; Pozo, 1998) revelam-nos o emprego de estratégias metodológicas que, de modo geral, buscam a participação ativa dos alunos, numa concepção oposta ao ensino meramente por transmissão. É importante esclarecer que nosso entendimento por problematização, ou 'solução de problemas', comunga com a ideia expressa por Pozo (1998). Segundo este autor, é uma estratégia que está baseada na exposição de situações abertas e questionadoras, que exige dos aprendizes uma atitude ativa e um esforço para buscar respostas a partir de seu próprio conhecimento. São, justamente, tais ações que as histórias problematizadoras buscam propiciar.

Nessa linha de raciocínio, buscamos uma forma de trazer os problemas aos alunos de forma não isolada, estanque ou desprovida de contexto. Para isso, aliamos os problemas à leitura de histórias de ficção, de tal forma que elas conduzam o estudante pelo universo das hipóteses apontadas por personagens, levando-os a compreender o problema apresentado. A esses textos intitulamos de 'histórias problematizadoras' (HP), que são textos curtos, geralmente, com uma ou duas páginas de extensão, vividas por personagens fictícios, que conduzem o aluno a desvendar um problema aberto que emerge no desenrolar do enredo. Sua solução é buscada por meio de atividades em grupo, as quais são fomentadas por materiais que o professor disponibiliza aos estudantes. No caso específico desta pesquisa, trabalhamos com uma HP intitulada: 'Uma viagem luminosa às sombras '. 1

Os materiais utilizados pelos estudantes nessa HP foram cartões com mapas de Brasil, indicando as localidades das cidades em questão; lâmpadas acopladas a suportes e massinha de modelar para representar os personagens da história, em suas respectivas cidades. Tais materiais tiveram como objetivo fornecer subsídios para que, ao manipulá-los, os alunos levantem hipóteses e busquem esclarecê-las.

Sabemos que as HPs, não são propostas únicas para a Educação em Ciências, mas que, com suas semelhanças e particularidades, com o trabalho investigativo, proposto por Gil-Pérez (1993), podem vir a contribuir com este ensino.

## Descrição do trabalho desenvolvido

Este trabalho foi desenvolvido com 26 estudantes do sexto ano do Ensino Fundamental, com idades entre 10 e 11 anos, de uma escola da rede pública estadual da cidade de Uberlândia-MG, Brasil. Os instrumentos de coleta dos dados foram seus registros escritos e as falas destes alunos durante a sequência didática desenvolvida.

As atividades aconteceram em um mesmo dia, numa sequência de três horários de cinquenta minutos cada, dividida em três momentos: a) leitura e

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interpretação da HP e do problema apresentado; b) manipulação dos materiais; c) socialização, discussão das respostas pelos grupos e fechamento da atividade.

Os materiais utilizados nesta HP, foram um cartão com o mapa, indicando as cidades envolvidas, para o qual foi usado, propositadamente, placas planas. Isso demandaria que os alunos as curvassem, tal como a Terra, para que as sombras em sua superfície tivessem tamanhos diferentes, ao serem iluminadas. Também foram utilizadas lâmpadas acopladas a suportes, com as quais representariam o Sol. Por fim, com massinha de modelar, eles poderiam representar os personagens em cada localidade do mapa. Tais materiais estão representados nas figuras 3 e 4.

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Figura 3: Mapas com as capitais em estudo. Figura 4: Suporte com lâmpadas, representando o Sol.

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## Resultados obtidos

Os dados foram analisados, seguindo os três momentos em que a atividade foi dividida: leitura da história e sua interpretação; o trabalho com os materiais; socialização das respostas e fechamento da atividade

## - Leitura da história e sua interpretação

Nesta parte da atividade, os alunos apresentaram a compreensão de fatos que permearam a história e que eram relevantes na busca da resposta frente ao problema proposto. De modo geral, acreditam que há sombras diferentes no mesmo horário, em locais diferentes.

## - O trabalho com os materiais

De maneira geral, verificamos que os alunos colocavam a fonte de luz em cima de cada cidade, para explicar a formação das sombras, não importando se isso ocorria de fato, na natureza, com o Sol. Observamos que, verbalmente, expressavam uma ideia oposta à de sua representação, ou seja, afirmavam ser a Terra que descrevia o movimento em torno do Sol, mas ao utilizar os materiais, mantinham a placa estática e giravam a fonte de luz.

Os alunos não tentaram modificar o formato da placa e, sim, ajustaram o movimento da fonte de luz para obter o desejado. Percebemos então, que os discentes buscaram adaptar os dados apresentados na história a uma concepção de Terra plana. De acordo com as imagens por nós registradas, a Terra, para eles, não muda de posição, é estática. Os alunos possuem este entendimento a partir de uma

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ideia imediata do mundo, explicando os fatos segundo uma visão pautada na observação direta que ele tem do lugar onde vive, de um observador que se encontra em um ponto fixo na Terra (Nussbaum; Novak, 1976; Nussbaum, 1992). Podemos, mediante os apontamentos de Bisch (1998), atribuir estas ideias a um realismo ingênuo, pois os alunos se utilizam de explicações a partir de uma representação própria acerca dos temas astronômicos.

Outro recurso que empregavam para obter as sombras diferentes era aproximando e afastando a lâmpada do objeto que representava as pessoas nas cidades, influenciando no tamanho das sombras. No entanto, isso garantiu a eles obterem o dado apresentado na história, sem, necessariamente, dispor de uma superfície curva.

## - Socialização das respostas e fechamento da atividade

Nesta etapa, continua a ideia de que a mudança na posição do Sol é que ocasiona a projeção diferente das sombras. Supomos que a Terra mencionada por alguns alunos possa ser o 'chão' onde vivemos, como nos indica Bisch (1998), o que vai na direção da noção de Terra plana, apresentada por Nussbaum e Novak (1976).

A compreensão do papel que desempenha a curvatura da Terra só passa a ser percebida pelos alunos, quando o professor, no encerramento da atividade, mostra uma placa similar à usada, porém, curvada. Somente a partir disso, é que encontramos presentes em seus registros explicações pautadas na curvatura da Terra e assumindo que este elemento acarreta sombras diferentes, mesmo que antes conseguissem o mesmo efeito com a superfície plana.

## Considerações

As concepções dos discentes ao longo da atividade centraram-se em torno de alguns pontos chave. Percebemos que os estudantes buscam fragmentos de um conhecimento relacionado à Astronomia, possivelmente, trabalhados em outro momento de sua escolarização, ou se apoiaram em modelos elaborados no decorrer de suas vidas. Tais conhecimentos são empregados sem que, eles encontrassem uma forma cientificamente aceitável de explicar os fatos presentes na história.

Também revelaram conhecimentos prévios relacionados às concepções de que nosso planeta é imóvel e ocupa uma posição em torno do qual gira o Sol. Apresentam ideias que mostram concepções de Terra plana, ou de existir duas formas para o nosso planeta: aquela que percebemos, plana, e a que a escola e os livros pregam, redonda. Tais ideias vão na direção do que Nussbaum (1992) encontrara anteriormente, em seu estudo.

Em relação à atividade desenvolvida, os estudantes conseguiram encontrar formas diferentes de obter sombras distintas, mesmo mantendo a superfície plana do mapa. Percebemos, portanto, que tais materiais não provocaram dúvidas nos alunos, talvez, devido ao fato de que estejam acostumados a visualizar os mapas, quase sempre, planos.

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Concluímos que os alunos possuem dificuldades de relacionar as sombras em distintas localidades, devido ao apego ao ponto de vista local. Isso se mostra evidente, quando afirmam que cada lugar tem seu próprio tipo de sombra ou, até mesmo, seu Sol.

Percebemos que trabalhar a forma da Terra a partir das sombras, revelou ser um caminho complexo, contrariamente ao que esperávamos, ou seja, de que percebessem que a superfície curva seria a que melhor se adequaria ao problema presente na história, eles encontraram formas de adequar suas intepretações à uma forma plana de Terra.

## Referências

BISCH, S. M. Astronomia no ensino fundamental: natureza e conteúdo do conhecimento de estudantes e professores. 301 p. Tese (Doutorado em Educação) - Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo. 1998.

GIL-PÉREZ, D. Contribución de la história y de la filosofía de las ciências al desarrollo de um modelo de enseñanza/ aprendizage como investigación. Enseñanza de las Ciencias , v.11, n. 2, p. 197-212, 1993.

NUSSBAUM, J. La Tierra como cuerpo cósmico. In: DRIVER, R., GUESNE, E. Y TIBERGHIEN, A . Ideas científicas en la infancia y la adolescência . Tradução de Pablo Manzano. 2ª edição, Madrid: Edições Morata, 1992. p.259- 290.

NUSSBAUM, J. Y NOVAK, J. An assessment of children's concepts of the earth utilizing structured interviews. Science Education , 60(4), pp.535-550. 1976.

POLYA, G. A arte de resolver problemas : um novo aspecto do método matemático. Rio de Janeiro: Interciência, 1976.

POZO, J. I. (Org). A solução de problemas : aprender a resolver, resolver para aprender. Porto Alegre: Artmed. 1998.

SINGH, S. Big bang . Tradução de Jorge Luiz Calife, Rio de janeiro: Record, 499p. 2006.

TEODORO, S. R. A História da ciência e as concepções alternativas de estudantes como subsídios para o planejamento de um curso sobre atração gravitacional . 327 f. Dissertação (Mestre em Educação para a Ciência) - Faculdade de Ciências - Universidade Estadual de São Paulo, Bauru. 2000.

## Apêndice A - Uma viagem luminosa às sombras

Depois de um ano de aventuras, dezembro havia chegado. Os irmãos Astronildo, Telúrico e Celeste estavam pensando em como aproveitar as férias de verão. Afinal, durante todo o ano foram diversas conversas sobre assuntos relacionados ao céu e a Terra, das quais, muitas terminaram em conflitos. Quando as conversas eram sobre Astronomia, ficavam horas discutindo suas diferentes ideias.

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Desta vez, finalmente sobre um fato estavam em pleno acordo: queriam terminar o ano como bons irmãos. Como estavam próximos ao Natal, uma forma de comemorarem e selarem as pazes, seria fazendo uma viagem de férias. Tudo começou sobre o destino para onde iriam:

- - Pessoal, estive pensando e cheguei a uma conclusão sobre onde podemos viajar neste natal, comentou Celeste.
- - Pois eu já tinha pensando nisso há muito tempo!, afirma Astronildo. E continua:
- - Eu já tinha falado para o Telúrico que nossa viagem de férias será para Salvador. A água do mar vai lavar nossas discórdias, tenho certeza!
- - Que nada!, diz Celeste. Eu não concordo em ir para Salvador. Prefiro um lugar menos conhecido, talvez Macapá. Gosto de ir longe nas minhas ideias e passeios...
- - Macapá?, indaga Telúrico. Quanto irá custar nossas passagens até lá? Vocês sabem que eu sou pé no chão, portanto, pensei em viajarmos para um lugar não muito distante de onde moramos. Além disso, vocês sabem que prefiro grandes centros urbanos. Minha sugestão é que fôssemos todos para São Paulo!

Parece que mais uma vez os irmãos não estavam chegando a um acordo. Como sempre, Astronildo tenta amenizar o problema:

- - Meninos, não vamos ser nem muito sonhadores, nem muito pés no chão! Por que não vamos para Salvador? É uma opção intermediária!
- -Eu é que não abro mão de minha viagem de férias a Macapá, fala firmemente Celeste.

Da mesma forma, Telúrico comenta:

- - E eu também não deixarei de ir a São Paulo!

Irritado com a nova discussão em família, Astronildo fala em tom enérgico:

- - Eu conheço muito bem vocês dois! Quase sempre não chegam a um acordo. Se querem saber, vou para Salvador mesmo. Nossa viagem de conciliação será cada um em um lugar diferente. Mas, olha, pensando bem, para não ficarmos sem contato, sugiro que, pelo menos, enviemos um e-mail um para o outro e contemos sobre nossos passeios, fala em tom fraternal, Astronildo. Está bom para vocês?
- - Por mim, está ótimo!, afirmou Celeste.
- - Para mim, idem, retrucou Telúrico.

Poucos dias antes do natal, os três irmãos seguem para seus destinos, conforme haviam sugerido. Conheceram os principais pontos turísticos de cada localidade, cada um a seu modo particular. Conforme combinado, passado o primeiro dia de passeio, cada um entrou em contato com os demais para contar sobre suas aventuras de férias.

Telúrico, de São Paulo, envia um e-mail aos irmãos, comentando:

'Queridos Astronildo e Celeste: foi uma ótima opção ter vindo para São Paulo. Vocês precisavam estar aqui, comigo, aproveitando a cidade. O dia foi muito bonito, com um belo céu azul e ensolarado; fui a diversos lugares. Interessante é

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que notei que, por volta do meio-dia, passeando pelas ruas, praticamente meu corpo não projetava nenhuma sombra no chão. Esta cidade realmente é muito bem organizada! Aqui até o sol passa direitinho sobre nossas cabeças por volta do meiodia. Não é a toa que é a capital dos negócios. Bom passeio a vocês. De São Paulo, Telúrico'.

No outro dia, os dois irmãos responderam ao e-mail de Telúrico:

- 'Oi, Telúrico! Eu estou adorando Macapá! E vê se para com esta mania de ficar só olhando para o chão! Olhe mais para o céu! E vou lhe dizer uma coisa: aqui em Macapá eu não vi nada deste negócio de sol sobre minha cabeça por volta do meio-dia. Aliás, sol quente é o que aqui não falta! E se quer saber: meu corpo faz uma boa sombra ao meio-dia. Pare de bobeira e bom passeio para você. De Macapá, Celeste'.

Da mesma forma, Telúrico recebe resposta do seu irmão mais velho, Astronildo:

'Como vai Telúrico? Que bom que está se divertindo em São Paulo. Eu passo o dia todo na praia, aqui em Salvador. Coloco meu guarda-sol na areia e passo o tempo olhando para o mar. Lógico que eu percebi que por volta do meio-dia a sombra do guarda-sol não está bem embaixo dele; fica um pouquinho de lado. Preste atenção que você encontrará sua sombra por volta do meio-dia. Mas cuidado para não trombar com um poste! Um abraço com gosto de mar, de seu irmão, Astronildo. Salvador.'

No dia 28 de dezembro os três irmãos retornam de suas viagens. Conversaram muito sobre os lugares que conheceram, mostraram as fotos, tudo sem nenhuma discórdia.

- - Mas vocês tinham que ver o sol de São Paulo! Não faz sombra por volta do meio-dia, afirma Telúrico.
- - Eu é que fiquei debaixo de um sol escaldante, suei até quase derreter e você é que ficou zonzo em São Paulo, comenta Celeste. Lógico que por volta do meio-dia tinha sombra! E pelo que eu saiba, o sol que vemos é o mesmo, tanto faz estar em São Paulo, Salvador ou em Macapá.
- - Pois você é que só olha para o céu e não entende nada do que ocorre na Terra!, retruca Telúrio, irritado.
- - Calma, calma! Vamos ter que pensar na situação. Como pode o mesmo Sol, na mesma data, no meio-dia de cada cidade, fazer com que em um lugar tenha uma grande sombra, como disse o Celeste ter visto em Macapá, em Salvador ter um sombra não muito grande e, em São Paulo, não ter sombra nenhuma? Será que vimos errado?

## Agora é com você:

Pense na situação vivida pelos três irmãos nesta viagem de férias. Elabore, num primeiro momento, sua explicação pessoal para o fato. Posteriormente, crie seu grupo de discussão e comente suas repostas. Tentem chegar a um consenso que possa ajudar esclarecer a situação vivida pelos três irmãos.

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