UNIVERSO ALPHA: ''INTRODUÇÃO AO ESTUDO DE ASTRONOMIA POR MEIO DE SOFTWARE"

## UNIVERSO ALPHA: 'INTRODUÇÃO AO ESTUDO DE ASTRONOMIA POR MEIO DE SOFTWARE'

Diego Aparecido Carvalho Albuquerque 1 , Ademir Ederson Aparecido Giraldelli 2

1 Universidade de Sorocaba, diego.albuquerque@msn.com

2 Universidade de Sorocaba, ademireagiraldelli@gmail.com

## Resumo

Vivemos atualmente na chamada 'Era da Informação' onde o símbolo maior da globalização é, sem dúvida, o computador. As crianças atualmente utilizam computador, celulares com sistemas operacionais avançados, tablets e outros aparelhos com facilidade. Dentro da área de Ensino de Ciências, diversos trabalhos propõem a utilização de softwares educacionais, criando dessa forma uma relação entre o conteúdo formal e a realidade sociocultural do aluno, priorizando o lúdico. Além disso, pode ser observado o crescimento de eventos científicos na área dos objetos de aprendizagem, como simpósios, cursos e projetos de extensão. O educador pode se beneficiar deste momento histórico em que estamos e utilizar o computador como ferramenta metodológica. O principal objetivo da pesquisa científica contida neste trabalho consiste em disponibilizar ao educador uma ferramenta metodológica que possa ser utilizada como apoio no ensino de Astronomia e, subjacente a isto, procurar incentivar o interesse dos alunos por fenômenos astronômicos, utilizando o ambiente virtual para contribuir com o processo de aprendizagem dos estudantes. O software desenvolvido a partir desta pesquisa está escrito em linguagem de programação C# e utiliza recursos de mídia para apresentar o conteúdo sobre astronomia sob os formatos de vídeo, texto e animações. O sistema foi implantado em uma sala de aula de uma escola da rede pública do Estado de São Paulo e foram realizadas aulas pela equipe executora do projeto mediando a relação dos estudantes com o software educacional. Os resultados alcançados são apresentados nesse trabalho e indicam uma ferramenta metodológica simples, porém, promissora para o Ensino de Astronomia.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Palavras-chave : Software Educacional; Ensino de Astronomia; Estratégias Metodológicas Educacionais; Divulgação Científica; Objetos de Aprendizagem

## Introdução

Atualmente, softwares de computadores e outros recursos de mídia em geral tem apresentado bons resultados em diversos setores da sociedade, desde um simples entretenimento doméstico até grandes indústrias. Na esfera acadêmica não tem sido diferente, tais recursos estão possibilitando demonstrar conteúdos abstratos descritos inicialmente apenas por modelos teóricos, permitindo uma compreensão mais plena por parte dos estudantes.

Para o ensino de astronomia, os softwares permitem demonstrar fenômenos astronômicos por meio de simulações ou qualquer outro tipo de representação gráfica, facilitando a compreensão de temas que abrangem desde nosso sistema solar ao universo.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) sugerem a astronomia como um tema estruturador de conhecimento no nível básico de educação. No entanto, atualmente não é muito comum encontrarmos softwares de apoio disponíveis para experimentação em escolas públicas do estado de São Paulo, o que gera dificuldades para que os docentes tenham condições de abordar temas astronômicos de maneira que seja compatível com o nível básico de educação garantindo a qualidade de ensino.

Levando em consideração a proposta curricular de introduzir a astronomia no ensino de nível básico, conforme sugerida pelos PCNs, e as dificuldades encontradas pelos educadores para apresentar tal tema, verificou-se a necessidade de novas ferramentas metodológicas que auxiliem os educadores, permitindo aos educandos uma melhor visualização e compreensão dos fenômenos astronômicos abordados.

Neste trabalho é apresentado um software como ferramenta metodológica para ser utilizada pelos docentes como material de apoio durante o ensino de astronomia. Sua utilização busca despertar no estudante o interesse pelo conhecimento cientifico e contribuir como uma ferramenta metodológica para o educador.

O objetivo dessa pesquisa científica consiste em disponibilizar ao educador uma nova ferramenta metodológica e investigar a relação entre a utilização de softwares com o lúdico, tendo como objeto de estudo o ensino de astronomia. Pretende contribuir com a divulgação científica por meio da disponibilização de softwares e objetos de aprendizagem, desenvolvido pelos autores. O software desenvolvido, que recebeu o nome de Universo Alpha , é composto por animações, textos, imagens e vídeos buscando abordar os tópicos previstos nos PCNs para o ensino básico de astronomia dentro das disciplinas de ciências e física.

## Revisão Teórica

O trabalho de Vigotski se fundamenta nos conceitos de que a cultura precede o desenvolvimento cognitivo (2001a, 2001b). Esta afirmação indica que os aspectos culturais e sociais da realidade do estudante, i.e. o conhecimento sociocultural do seu cotidiano, influenciará diretamente na evolução de seu lado cognitivo estabelecendo influencia na relação ensino-aprendizagem. Uma vez que os aspectos socioculturais da realidade dos estudantes estiverem presentes em

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

conteúdos apresentados por mediadores do processo ensino-aprendizagem, tal processo ocorrerá de forma eficaz e facilitada.

Diversos trabalhos desenvolvidos indicam que a utilização de softwares, desperta o interesse dos estudantes, favorecendo a relação ensino aprendizagem (FIALHO, MATOS, 2010; MONTEIRO e GASPAR, 2007), uma vez que a utilização de softwares possibilita a interação entre sujeitos e objetos e a interação sujeitos e sujeitos, ampliando o que Vigotski define como Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP) (VIGOTSKI, 1998, p. 112). Para Vigotski, existem duas Zonas de Desenvolvimento, a primeira denominada Real (ZDR) que abrange o conhecimento que o individuo carrega tendo como base seu contexto sociocultural e a segunda, denominada proximal (ZDP) que discrimina o potencial que o individuo pode atingir, ou seja, desenvolver, através da orientação de um adulto, professor, ou companheiro mais capaz.

Segundo Escanhoela (2011) o computador pode ser um mediador onde os desenvolvedores de software ('companheiros mais capazes' sugerido por Vigotsky) podem mediar a relação de ensino-aprendizagem com o usuário (aprendiz).

Os softwares desenvolvidos para a área educacional são considerados Objetos de Aprendizagem.

Studart (2011) define os objetos como:

Objetos de Aprendizagem são objetos digitais disponíveis na web projetados especificamente com finalidade educacional que podem ser utilizados, reutilizados, referenciados e controlados para criar ou apoiar situações de aprendizagem para uma audiência identificada.

- O autor ainda ressalta que os objetos de aprendizagem devem 'ajudar os professores' introduzindo novos temas e habilidades, proporcionar um reforço das competências existentes. Os Objetos de Aprendizagem devem ser projetados para contribuir para a autonomia do aluno.

Especificamente na área de ensino de física e astronomia, vários projetos estão sendo desenvolvidos e abastecendo vários repositórios buscando proporcionar ferramentas educacionais. Podemos citar como repositórios que hospedam material para a utilização dos professores em Ensino de Astronomia o 'Multimedia Educational Resource for Learning and Online Teaching (MERLOT)' , o 1 projeto nacional 'Rede Interativa Virtual de Educação (RIVED)' com o apoio do SEED/MEC 2 , o projeto internacional que já tem tradução em diversos idiomas (inclusive português) 'Physics Educational Technology (PhET)' em que a equipe é 3 liderada por Carl Wieman (Nobel de Física 2011), e o projeto 'comPADRE - Physics and Astronomy Education' . Além disso temos alguns repositórios que funcionam 4 como base de dados, direcionando aos outros portais com objetos de aprendizagens virtuais (inclusive de astronomia) como o Ciência à Mão - USP e o Banco 5 Internacional de Objetos Educacionais (BIOE) . Estes projetos já resultaram em 6 diversos produtos científicos como participação em eventos específicos da área,

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

inúmeros artigos publicados em periódicos, além da significativa produção de material didático.

A utilização de softwares no ensino de astronomia tem apresentado bons resultados como apontam Lima Filho, et. al. (2011):

Os softwares Celestia e Stellarium foram bem sucedidos como ferramentas auxiliadoras no processo de ensino-aprendizagem e o método utilizado mostrou ser capaz em estimular o interesse dos professores pela astronomia abrindo espaço para discussões da realidade.

Pessanha, et. al (2007) desenvolveram um software com o intuito de divulgação científica na área de astronomia. Em seu trabalho, o autor ressalta que 'A ferramenta tem se mostrado muito útil na solução de dúvidas'.

Dessa forma, a resultante deste trabalho é apresentar um software que engloba um acervo de objetos de aprendizagem, disponibilizado para toda a comunidade gratuitamente com a finalidade de ensino, de modo que professores podem utilizá-lo, como ferramenta metodológica e os alunos poderão utilizá-lo em suas próprias casas. Como ressalta Arantes et. al. (2010), tendo os objetos de aprendizagem disponíveis na internet a investigação dos fenômenos físicos sai da sala de aula e continua na casa dos alunos, facilitando a identificação de conceitos de maneiras alternativas. A possibilidade da utilização da ferramenta metodológica pelo próprio estudante permite, por meio da interação atingir resultados motivacionais. O software passa a ser então um mediador da relação ProfessorEstudante, motivando e facilitando para que os estudantes atinjam a Zona de Desenvolvimento Proximal, tendo como resultado o domínio e compreensão do conteúdo (VIGOTSKI, 1998).

## Metodologia

A pesquisa foi realizada em três etapas:

- · Pesquisa científica sobre as atuais contribuições de softwares educacionais de astronomia;
- · O desenvolvimento do software educacional;
- · Implantação do sistema em sala de aula;

A primeira etapa envolveu uma revisão bibliográfica no ensino de astronomia, que proporcionou um levantamento sobre os softwares que temos atualmente disponíveis gratuitamente na rede e os atuais impactos da utilização desses sobre a realidade presente na sala de aula vivenciada por educadores e estudantes, além da definição dos temas básicos que o software deve apresentar, baseando-se na estrutura do currículo nacional para o ensino básico que envolve o tema sobre astronomia.

A segunda etapa trata do desenvolvimento do projeto do software, realizando a criação do layout, que deve apresentar todos os recursos de forma simples, criação de animações, coletas de vídeos didáticos, produção de roteiros experimentais para atividades em sala de aula, sempre visando a relação do software com o lúdico.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

A linguagem de programação utilizada para desenvolver o software foi C# 7 8 com .NET Framework 9 4.5, tendo como objetivo principal em seu desenvolvimento, garantir a facilidade de utilização para todos os tipos de usuários de sistemas informatizados, até mesmo os usuários com conhecimentos básicos serão capazes de utilizá-lo sem dificuldades. O desenvolvimento realizou-se utilizando a ferramenta Visual Studio 2012 Express para Desktop, Macromedia Flash e 3D Studio Max. Os pré-requisitos mínimos para que o computador execute o software são: Sistema operacional Windows 7 ou superior; .NET Framework 4.5; Flash Player para Internet Explorer; Pacote de codecs para execução de vídeos e áudio; 1Gb de memória RAM. Com exceção do sistema operacional, os softwares pré-requisitos podem ser instalados gratuitamente.

A etapa final do projeto consiste na implantação do software em sala de aula. Nessa etapa a equipe desenvolvedora do software realizou reuniões com o objetivo de desenvolver um planejamento de aula. Posteriormente foi produzido um roteiro de utilização do software para os professores. Atualmente o software passa por uma implementação onde será disponibilizado pela equipe desenvolvedora em redes sociais e possivelmente será hospedado em sites colaboradores como o projeto 'Ciência à Mão' (USP) para professores que desejarem utilizar o material.

- O software possui um recurso para que os interessados entrem em contato com a equipe desenvolvedora do projeto. Este espaço se destina a relatórios de problemas, sugestões e críticas em relação ao software. Com a colaboração dos usuários, o software terá uma busca contínua por melhorias. Foi desenvolvido um questionário para avaliação do projeto. O questionário foi baseado nos trabalhos de Escanhoela (2011) e Flick (2009), que sugerem a elaboração de uma pesquisa qualitativa adequada bem fundamentada, com o objetivo de implementar novas funcionalidades e melhorias no projeto em questão.

## Resultados

- O software foi desenvolvido buscando ser uma ferramenta de simples utilização. A figura 01 a seguir é uma das telas do programa, em que uma animação apresenta o sistema solar desenvolvido em flash 10 .

- 8 Um tipo específico de linguagem de programação para se criar programas de computador. Possui seu próprio conjunto de regras para comunicar instruções ao computador.
- 9 Um Framework de qualquer linguagem de programação reúne códigos fonte comuns provendo uma funcionalidade genérica que pode ser reutilizada em vários projetos de programas de computador. Por meio da funcionalidade genérica pode-se aprimorá-la até atingir uma funcionalidade especifica.
- 10 Recursos computacionais que permitem instruir o computador a realizar a representação gráfica do conteúdo pretendido. O conceito de instruções é semelhante ao das linguagens de programação.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 01: Sistema Solar - Parte Integrante do Software Universo Alpha

<!-- image -->

O software foi implantado na escola estadual Prof. Julio Bierrenbach Lima na cidade de Sorocaba - SP, onde professores de física e ciências ministraram aulas para classes de 6ª série do ensino fundamental (7º Ano) e 1ª Série do ensino médio.

A avaliação do aproveitamento e real eficácia do projeto ocorreram em um primeiro momento através de um questionário com os alunos como apresentado na tabela 01 a seguir. Foi um total de 117 alunos respondendo as questões apresentadas na tabela 01.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Tabela 01: Resultado do Questionário sobre o Universo Alpha

Posterior aos alunos, os 3 professores responderam a um questionário e os resultados são apresentados na Tabela 02.

Tabela 02: Respostas dos Professores sobre a utilização do software Universo Alpha em sala de aula.

## CONSIDERAÇÕES

De forma geral, as avaliações sobre o software Universo Alpha como uma ferramenta metodológica de apoio foram positivas. Os dados apresentados na coleta de informações sobre a usabilidade são elementos motivadores para o progresso desse trabalho e futuras melhorias, além da ampliação do acervo disponibilizado na versão atual do software.

Os objetivos desse trabalho foram atingidos com satisfação de modo que o software desenvolvido contribuiu com docentes e discentes durante aulas e está sendo distribuído gratuitamente para toda a comunidade, propiciando a divulgação científica.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## REFERÊNCIAS

ARANTES, A. R.; MIRANDA, M. S.; STUDART, N. Objetos de aprendizagem no ensino de física: usando simulações do PhET. A Física na Escola , v. 11, p. 27-31, 2010.

ESCANHOELA, F. M.; Pion: a construção de um portal para os professores de Física , 2011 Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências Exatas), Programa de Pós Graduação em Ensino de Ciências Exatas, São Carlos: UFSCar, 2011.

LIMA FILHO, V. B.; PRADO, V. B.; SOARES, F. A. A. M. N. Desenvolvimento de uma metodologia de ensino de astronomia com o uso de software livre . 2011. 63ª Reunião Anual da SBPC. Goiânia, GO. 2011.

FIALHO, N. A.; MATOS, E. L. M.; A arte de envolver o aluno na aprendizagem de ciências utilizando softwares educacionais. Educar em Revista , Curitiba, Brasil, n. especial 2, p. 121-136, 2010. Editora UFPR.

FLICK, U. Introdução à pesquisa qualitativa . 3a ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 408p.

MONTEIRO, I.C.C.; GASPAR, A. Um estudo sobre as emoções no contexto das interações sociais em sala de aula, Investigações em Ensino de Ciências -V12(1), pp.71-84, 2007

PESSANHA, M. C. R.; CONZENDEYA, S. G.; OLIVEIRA, V. H. R.; SOUZA, M. O.; Astrosolar, um software didático para a apresentação de conceitos de astronomia . XVII Simpósio Nacional do Ensino de Física, 2007.

STUDART, N., Objetos de aprendizagem no ensino de Física: um recurso pedagógico moderno para professores e alunos E-book 1, p. 39 - Anpedinha Julho de 2011. Disponível em &lt;http://www.fe.ufrj.br/anpedinha2011/ebooks.html&gt; Acesso em: 05 de agosto de 2014.

VIGOTSKI, L. S. Formação Social da Mente , 6ª edição. - São Paulo: Martins Fontes, 1998

\_\_\_\_\_\_. A construção do pensamento e da linguagem . São Paulo. Editora Martins Fontes, 2001a.

\_\_\_\_\_\_.

Psicologia Pedagógica . São Paulo: Martins Fontes, 2001b

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_