UMA PROPOSTA DE EXPLORAÇÃO CONCEITUAL EM SITUAÇÃO DE EDUCAÇÃO NÃO FORMAL: TRANSCENDENDO DA OBSERVAÇÃO COM UM TELESCÓPIO PARA A INICIAÇÃO À ASTRONOMIA.

## UMA PROPOSTA DE EXPLORAÇÃO CONCEITUAL EM SITUAÇÃO DE EDUCAÇÃO NÃO FORMAL: TRANSCENDENDO DA OBSERVAÇÃO COM UM TELESCÓPIO PARA A INICIAÇÃO À ASTRONOMIA

Thiago Costa Caetano 1 , João Ricardo Neves da Silva , Agenor Pina da Silva , 2 3 Isadora Moutinho Carvalho Ângelo Menezes 4 , Jamili da Paula Neves , João 5 Marcante Neto 6

- 1 Universidade Federal de Itajubá, tccaetano@unifei.edu.br
- 2 Universidade Federal de Itajubá, jricardo.fisica@unifei.edu.br

## Resumo

- O presente trabalho tem por principal objetivo apresentar uma sistematização construída de forma empírica das possibilidades, tanto no que se referem à abordagem conceitual quanto à divulgação da ciência, advindas do planejamento de uma experiência de observação astronômica com alunos de escolas públicas em espaços não-formais de educação em ciências. Para o planejamento da atividade foi realizado um estudo prévio do céu noturno, levantando os objetos astronômicos observáveis e foi realizada uma discussão sobre aspectos conceituais e metodológicos da atividade, como, por exemplo, a forma de abordar os conceitos com os alunos da escola. Os resultados apresentados neste relato são constituídos por possibilidades de abordagem teórica de conceitos de astronomia e astrofísica em uma situação de observação astronômica com um telescópio. Relatamos toda a situação de observação que foi previamente planejada a partir de um estudo dos astros visíveis no céu e realizada em uma escola pública, as formas de registro das ocorrências das possibilidades de abordagem conceitual e culminamos com a sistematização desses conceitos e fenômenos potenciais de serem abordados em situações semelhantes.

Palavras-Chave: Ensino de Astronomia, Observação Astronômica, Educação não-formal, Conceitos de Astrofísica.

## O ensino de Astronomia e a educação não formal: em busca da relação entre divulgação científica e ensino de conteúdos

- O presente artigo explora a análise de uma atividade de observação com telescópio voltada à abordagem de conceitos de astronomia e astrofísica construídas a partir do contexto local e dos questionamentos dos observadores. Nesse sentido, a partir das informações construídas e analisadas no locus de uma atividade de observação astronômica previamente planejada, pretende-se discutir as possibilidades da exploração conceitual sobre esta temática em situações de 'ensino de ciências em espaços não formais de educação científica'.

As atividades analisadas se constituem no cenário proeminente das discussões sobre o ensino de astronomia na educação básica e a qualidade dos

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conceitos abordados nesse nível de ensino, e também das possibilidades da educação não formal em ambientes de aprendizagem interativa. Segundo Langui e Nardi (2004),

É comum observar nos estudantes - e até em professores - concepções alternativas em Astronomia, tais como: as diferenças entre as estações do ano são atribuídas à distância da Terra em relação ao Sol; as fases da Lua são interpretadas como sendo eclipses lunares semanais; a persistência de uma visão geocêntrica do Universo; a existência de estrelas entre os planetas do Sistema Solar; o desconhecimento do movimento aparente das estrelas no céu com o passar das horas, incluindo o movimento circular das mesmas no polo celeste; a associação da presença da Lua exclusivamente ao céu noturno, admirando-se do seu aparecimento durante certos dias em plena luz do Sol; a associação da existência da força de gravidade apenas com a presença de atmosfera; confusão entre Astrologia e Astronomia (p.13).

Então, há uma série de concepções enraizadas sobre os fenômenos astronômicos que vêm sendo exploradas em pesquisas na área e que buscaram a contextualização e consequente superação das concepções errôneas. Contudo, os conceitos mais abordados nessas pesquisas comumente são relacionados a aspectos da movimentação da Terra, estações do ano e movimentos relativos, como é demonstrado no trecho a seguir:

A abordagem de temas como os fenômenos como as estações do ano, a sucessão de dias, as fases da fases da Lua e os eclipses lunar e solar, envolvem a relação do homem no tempo, suas culturas e História. Estas abordagens são exemplos da característica interdisciplinar que é peculiar ao Ensino de Astronomia (DINIZ, DUTRA & FARIA, 2011).

Assim, propôs-se a elaborar uma abordagem de conceitos mais aberta e que se deixe determinar pelos questionamentos e duvidas apresentadas pelos alunos observadores em situação de observação com telescópio. Assim, há a necessidade de planejamento prévio dos possíveis elementos teóricos e conceituais a serem construídos com os alunos observadores no momento de suas perguntas, o que exige o trabalho de monitores da observação, parte muito presente das abordagens pautadas em educação não formal.

Sendo assim, a importância do ensino de astronomia em espaços não formais de educação torna-se evidente, uma vez que um dos papéis principais destes locais é o de motivar os estudantes para a ciência por oferecer um ambiente atrativo permitindo a eles um contato direto com instrumentos e práticas científicas (AROCA & SILVA, 2011).

Segundo as asserções do National Research Council (2009), vários são os aspectos que justificam a iniciativa de se pensar nas formas de promover aprendizagem nas situações de ensino ditas não formais, pois:

Tem-se então em sistema baseado nas relações entre o ambiente físico e o individuo para aprendizagem, a fim de compreender processos de aprendizagem cognitivos, sociais, e culturais, relacionando-as à motivação dos aprendizes, à formação dos mesmos, suas experiências de vida e suas expectativas associadas com a aprendizagem (NATIONAL RESEARCH COUNCIL, 2009 p.31).

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Os mesmos, ao defenderem as características benéficas e as situações em que a Aprendizagem de ciência em espaços informais traria benefícios, apresentam metas para guiar os trabalhos, e são elas:

- · Mostrar de maneira mais eficaz e atraente possível, os resultados de investigações científicas extremamente modernas e avançadas;
- · Empreendimento diferenciado;
- · Ampla gama de resultados;
- · Reações emocionais, reformulação ideias, etc.

Dessa maneira, e sob estas justificativas teóricas e conceituais, elaboramos o relato dos resultados de uma pesquisa que visou o desenvolvimento de abordagens conceituais de astronomia e introdução à Astrofísica a partir de uma situação de observação com telescópio em uma atividade de educação informal em um espaço de ensino formal.

## Metodologia de planejamento da observação com telescópio e da abordagem dos conceitos de astronomia

A principal convergência deste trabalho se dá no que se refere ao planejamento de uma atividade de observação que possibilite a discussão de conceitos de astronomia e astrofísica a partir das manifestações, questionamentos e dúvidas dos observadores. No caso desta pesquisa, os observadores eram alunos de uma escola pública da cidade de Itajubá - MG.

- O trabalho de planejamento envolveu todos os pesquisadores deste trabalho como monitores na realização da observação. Para o planejamento foi realizado um estudo prévio do céu noturno, levantando os objetos astronômicos observáveis e foi realizada uma discussão sobre aspectos conceituais e metodológicos da atividade como, por exemplo, a forma de abordar os conceitos com os alunos da escola. A escola foi visitada previamente para que o roteiro de observações pudesse ser estruturado da formam mais coerente possível, dadas as condições de observação do local. Os encaminhamentos do planejamento são apresentados a partir dos relatos dos licenciandos monitores da observação, como a seguir:

'Participando da observação do céu realizada em conjunto com os professores da UNIFEI algumas questões mostraram-se indispensáveis para a realização da mesma, tais como a prévia elaboração de um roteiro de observação e discussões conceituais durante a realização da dinâmica. Como é, com obviedade, realizada fora do espaço físico de uma sala de aula, normalmente em um pátio, faz com que os estudantes dispersem mais facilmente a atenção dos temas a serem debatidos, no entanto ao fazer uso de um roteiro previamente preparado permite uma sequência de observações e discussões que pode evitar prejuízos de tempo'. (Licenciando 1)

'Na escola em que a dinâmica de observação do céu aconteceu os monitores auxiliaram na 'preparação' do telescópio e a manter discussões com os estudantes sobre o que estava sendo observado. Entendemos que a pesquisa do que estará visível no céu durante a observação, e utilizando de um roteiro envolvendo perguntas conceituais para a abordagem dos alunos pode-se fazer de uma simples dinâmica mais proveitosa e significativa no aprendizado dos estudantes'. (Licenciando 2)

Os relatos apresentados pelos licenciandos apontam para alguns dos fatores que foram considerados no momento do planejamento. Diante da provável dispersão

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dos participantes em uma atividade de observação do céu como esta, em momentos que não se pode prever, não se pode descuidar da flexibilidade do roteiro onde os conceitos são apresentados e tratados durante a interação do grupo com o público. Com o mesmo efeito, o público pode ser exatamente aquele que se espera ou pode variar ao longo da atividade, uma vez que ela possui um grande potencial para atrair as pessoas e incitá-las ao diálogo científico. O fato de a observação ser realizada dentro dos muros de uma escola, é claro, contribui para impor certos limites ao público, mas não elimina a diversidade inerente ao ambiente escolar. Por este fato também se recomenda que a linguagem, as analogias e os elementos didáticos sejam flexíveis.

Frente ao desafio de desenvolver uma atividade que tivesse estas características e tendo conhecimento dos objetos que poderiam ser observados, além das características da observação, recorreu-se a discussões pontuais sobre conceitos de astronomia. O resultado desta dinâmica pode ser representado esquematicamente na forma que está no Quadro 01.

Quadro 01: Planejamento da atividade de observação

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É possível observar que cada objeto oferece a oportunidade de ricas discussões que abrangem diversas áreas da Física principalmente, mas que também possuem a característica de serem interdisciplinares. Há um aspecto mais sutil desta atividade que se refere à observação em si, de uma perspectiva técnica, mas ainda assim bastante conceitual. A título de exemplo podemos destacar o assunto poluição luminosa. No local em que as observações foram realizadas é possível avaliar o impacto das lâmpadas de sódio, largamente empregadas na iluminação pública, nas observações. A discussão ultrapassa o campo da astronomia e abrange conceitos de Física Moderna, por exemplo, favorecendo o ensino de Física em um contexto diferente daquele do ambiente escolar. O mesmo pode-se dizer do projeto do telescópio. Os elementos ópticos e sua função subsidiam profundas discussões sobre óptica geométrica. Estes aspectos também foram levados em consideração no planejamento da atividade.

## Uma proposta contextual de abordagens conceituais nas observações astronômicas

A discussão apresentada neste trabalho trata das possibilidades conceituais advindas de um planejamento e execução de uma observação com telescópio conduzida a partir de um planejamento prévio e conduzida a partir das duvidas dos observadores. A descrição das propostas se baseia nas observações realizadas durante as atividades e nos relatos dos licenciandos monitores das observações com o telescópio nas escolas.

No início sempre é preciso fazer a calibração do instrumento para que ele consiga localizar os objetos no céu automaticamente. Por se tratar de um

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procedimento técnico fora do escopo deste trabalho o mesmo não será tratado aqui. Após a calibração, o telescópio é capaz de compensar o movimento da Terra, fazendo com que os objetos permaneçam na ocular do instrumento. Chamamos isso de acompanhamento sideral. Chama a atenção o fato de que alguns observadores ignoram o movimento aparente dos astros. Talvez pelo fato do movimento ocorrer tão lentamente, alguns observadores não se dão conta de que as estrelas no céu noturno parecem se deslocar, assim como o Sol durante o dia o faz. De maneira pouco eficiente, o acompanhamento sideral contribui para elucidar estas questões.

A observação sempre tem início com objetos visíveis a olho nu. Este procedimento tornou-se padrão porque é a forma mais natural de proceder quando não se tem ferramentas auxiliares para a roteirização. De fato isto tem fornecido bons resultados na medida em que o observador pode constatar que objetos muito parecidos com estrelas a olho nu apresentam características tão particulares quando vistos pelo telescópio. Eles exibem espontaneamente uma inquietação que traduz a curiosidade em investigar cada objeto individualmente na expectativa de que ele mostre alguma particularidade.

Rapidamente o observador desenvolve uma incipiente noção a respeito dos parâmetros instrumentais que estão relacionados ao aumento do instrumento. Nesta noção ele descreve o efeito do instrumento como o de aproximar os objetos e supõe equivocadamente que o tamanho do instrumento é o fator responsável pelo seu aumento. Outro aspecto deturpado nesta noção é a de alcance limite. Vários observadores perguntam até onde o telescópio conseguiria enxergar, demonstrando que eles ignoram o significado do brilho de um objeto e - mais alarmante - não estabelecem uma relação significativa entre o conteúdo ensinado em sala de aula e o funcionamento do telescópio.

Estas questões promovem uma ampla discussão conceitual sobre o processo de formação de imagens em espelhos curvos (óptica geométrica, predominantemente) e a introdução do conceito de magnitude para o brilho de um objeto, parâmetro que pode dizer se um objeto é observável ou não com o instrumento utilizado. Faz-se sempre uma analogia entre o funcionamento do telescópio e o olho humano para tentar desenvolver a compreensão do observador, na medida em que alguns aspectos são melhores explicados quando ele pensa no modelo que ele detém para o funcionamento do olho humano.

O primeiro objeto, visível a olho nu, para o qual é feito o apontamento é a Lua. Estando acima do horizonte, ela é o astro que mais fascina os observadores. Sua observação levanta diversas questões como a origem das suas crateras, a sua face oculta, a visita do Homem, etc. Estas questões introduzem as discussões sobre a rotação síncrona da Lua, o efeito da Lua sobre as Marés e a ocorrência da força de maré em outros sistemas, o choque de meteoros com a superfície Lunar e o papel da atmosfera neste processo; e o procedimento moderno de medida da distância Terra-Lua.

A observação dos planetas conduz a questões de igual teor. Na observação de Saturno, por exemplo, seguramente surgirá a questão do mecanismo de formação dos anéis e sobre a sua composição. Nesta atividade não foi diferente. Os observadores sempre indagam porque estes anéis não passam por um processo coalescente e se Saturno seria o único planeta a exibir anéis. Neste ponto pode-se discutir a relação entre a sensibilidade do olho humano e o espectro eletromagnético. A discussão pode ser meramente expositiva, como foi o caso nesta

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atividade, ou pode deslanchar através de aspectos antropológicos que explicam a adaptação do olho humano à faixa espectral em que o Sol emite com maior intensidade. Embora não tenho sido o caso nesta atividade, estas possibilidades deixam clara a condição interdisciplinar das discussões.

Os objetos mais fracos são deixados para o final da observação por dois motivos principais: a) por serem fracos, a observação é muito improvável, dependendo da qualidade do céu no momento em que vai ser observado e b) por não serem visíveis a olho nu. Desta forma evoluímos naturalmente com os conceitos da observação em uma sequência onde o observador (questionador) possui uma série de conceitos abordados previamente que o auxiliarão no entendimento das discussões sobre estes objetos.

Algumas galáxias e nebulosas foram selecionadas no planejamento da atividade. É interessante que alguns objetos estejam localizados próximos ao zênite e outros estejam mais baixos no céu. Desta forma, durante a observação, os participantes podem notar que a iluminação ao redor do local interfere muito na qualidade da imagem. Diante desta constatação discute-se poluição luminosa e quais as medidas que podem ser tomadas para reduzir o seu efeito. Com objetos mais baixos também se evidencia o efeito da nossa atmosfera na qualidade da imagem. Em astronomia profissional a qualidade do céu é avaliada através de um parâmetro conhecido como seeing e que está relacionado à flutuação da imagem no campo. Este efeito é perceptível a olho nu, dependendo da intensidade com que ocorre. Com base neste contexto discute-se a relação custo e benefício para telescópios terrestres e espaciais. É uma oportunidade para apresentar aos participantes informações como o custo destes projetos, quais são os projetos em andamento, quem financia estes projetos e que benefícios o investimento em pesquisas nesta área pode trazer à sociedade. Nesta atividade foi feita uma longa contextualização histórica do assunto, mostrando para alguns participantes o resultado benéfico do investimento em ciência pura para a sociedade.

Também foi possível observar, na interação com os observadores, que certos recursos midiáticos como vídeos do youtube e redes sociais tem ganhado destaque no que se refere a popularização da ciência. É notável que os alunos que se envolvem em discussões científicas no momento da observação frequentemente relatam ' eu estava vendo no youtube que...' ou perguntam 'você viu aquela reportagem sobre um novo planeta descoberto no Sistema Solar?'. Não se pode deixar de notar que as referências ao conteúdo ensinado em sala de aula pouco aparecem neste contexto, embora seja claro que o conteúdo se manifeste de inúmeras maneiras.

## Algumas considerações e perspectivas para atividades futuras

A atividade de observação com o telescópio em espaços não-formais de ensino de ciências pode se configurar em um momento de exploração conceitual de fenômenos astronômicos e até mesmo astrofísicos, desde que haja um planejamento prévio com relação aos fenômenos celestes potencialmente observáveis na noite da atividade. Durante a observação foi possível identificar que conceitos estavam sendo tratados de maneira satisfatória e quais precisavam ser revistos. Além disto, algo mais importante pôde ser analisado: o roteiro de

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observações, a atividade em si e quais as situações didáticas que ela estava criando ou que poderia ter criado.

Notamos que seria interessante iniciar a observação sem o telescópio estar calibrado. Desta maneira o observador poderia constatar por si mesmo como o movimento aparente dos astros é significativo para as observações astronômicas. Proceder desta forma pode ser melhor que simplesmente discorrer sobre o assunto, pois transmite aquele que observa uma noção que vai muito além das definições. Transmite uma noção de grandeza e evita que a informação sofra distorções. A mesma constatação pode permitir ao observador a formação de uma concepção diferente, talvez mais sólida, sobre o significado do acompanhamento sideral do instrumento.

O quantitativo de pessoas auxiliando neste tipo de atividade é um fator relevante do ponto de vista pedagógico. Pelo caráter não-formal da atividade, é comum os participantes se distribuírem em pequenos grupos e dirigirem seus questionamentos a um ou outro monitor. Por esse motivo é crucial que a atividade passe pela fase do planejamento e que os objetos a serem observados sejam estudados anteriormente em grupo. Questões semelhantes surgem em grupos distintos em tempos diferentes e são dirigidas a monitores diferentes. É importante que toda a equipe conheça o roteiro de observações.

Dessa maneira, apresentamos o relato e a análise de uma situação de observação com um telescópio que intentou transcender da simples observação para a exploração conceitual tanto dos fenômenos observados quanto do aparato experimental, ou seja, a partir desta análise, desenvolvemos uma proposição de atividade com o telescópio na qual seja possível, com a exploração de todos os fenômenos a serem observados com este telescópio e com um planejamento prévio das abordagens para os questionamentos possíveis dos alunos, empreender uma exploração de caráter mais aprofundado desses fenômenos astronômicos, transcendendo da simples observação recreativa para a iniciação à investigação astronômica.

## Referências

AROCA, S. C.; SILVA, C. C. Ensino de astronomia em um espaço não formal: observação do Sol e de manchas solares. Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, 33, n. 1, 2011.

DINIZ, A. C. S.; DUTRA, J. A. L.; FARIA, P. L. Aprendizagem no planetátio: concepções e conhecimentos adquiridos por alunos do ensino fundamental. In: VIII ENPEC. Campinas, 2011. Atas... Campinas, 2011.

LANGHI, R.; NARDI, R. Um estudo exploratório para a inserção da Astronomia na formação de professores dos anos iniciais do Ensino Fundamental. Revista Tecné, Episteme y Didaxis , n. 16, 2004.

NATIONAL RESEARCH COUNCIL. Learning Science in informal environments . Washington, DC.: National Academy Press, 2009.

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