CARACTERIZAÇÃO DE ESTUDANTES DO ENSINO MÉDIO DE ESCOLAS DA REDE PÚBLICA FEDERAL E ESTADUAL DE MINAS GERAIS SOBRE CONCEITOS CONTEMPORÂNEOS DE ASTRONOMIA E COSMOLOGIA

## CARACTERIZAÇÃO DE ESTUDANTES DO ENSINO MÉDIO DE ESCOLAS DA REDE PÚBLICA FEDERAL E ESTADUAL DE MINAS GERAIS SOBRE CONCEITOS CONTEMPORÂNEOS DE ASTRONOMIA E COSMOLOGIA

## Arilson Paganotti , Graciene Carvalho Vieira , Rebeca Mayra Martins Vieira 1 2 Silva , Gabriel Rodrigues Gomes 3 4

1Instituto Federal de Minas Gerais, Campus Congonhas, arilson.paganotti@ifmg.edu.br 2Instituto Federal de Minas Gerais,Campus Congonhas; graciene-carvalho@hotmail.com 3Instituto Federal de Minas Gerais, Campus Congonhas; gabrielpaiva874@gmail.com 4Instituto Federal de Minas Gerais, Campus Congonhas; rebecamartins@ymail.com

## Resumo

Diante das enormes dificuldades de aprendizado dos alunos, o ensino de física é foco de inúmeras pesquisas educacionais. O Ensino Médio no Brasil é uma das etapas da educação que mais tem preocupado os especialistas da área. No estado de Minas Gerais, foco da realização da nossa pesquisa, foi elaborado uma proposta de ensino em conformidade com os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs). Essa proposta curricular pode ser considerada inovadora no que tange à distribuição dos conteúdos nas séries do Ensino Médio. Ela apresenta os Conteúdos Básicos Comuns (CBC). Neste documento a contextualização e a interdisciplinaridade no ensino de Física são fatores importantes, sendo o conceito de energia o estruturador dos conteúdos básicos. As escolas da rede federal participantes da pesquisa, não seguem essa proposta, mas sim os conteúdos relacionados aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Neste trabalho procuramos fazer um diagnóstico do conhecimento dos alunos sobre temas contemporâneos relacionados à Astronomia e Cosmologia, constantes nos Eixos Temáticos IV e V do CBC e nos PCNs. A pesquisa foi realizada pelo grupo de estudos sobre ensino de astronomia do IFMG Campus Congonhas, sendo aplicada, via questionário, em quatro escolas da rede estadual e duas escolas da rede federal. Como nosso projeto é de extensão e divulgação científica, nossa pesquisa serviu como meio de levantamento das necessidades conceituais dos alunos quanto ao conhecimento de temas contemporâneos relacionados à Astronomia e Cosmologia. Diante das necessidades conceituais observadas poderemos promover ações de apoio futuro através de palestras e oficinas, realizadas nessas escolas.

Palavras-chave : Temas contemporâneos de Astronomia e Cosmologia, Ensino de física, CBC Minas Gerais

## Introdução

A formação de um cidadão crítico, capaz de exercer plenamente sua cidadania é um dos pressupostos que está presente na maioria dos discursos pedagógicos da atualidade. Os parâmetros curriculares nacionais destacam não apenas o ensino conteudista das ciências, mas um ensino que forme o aluno como um cidadão que conhece um pouco sobre as ciências e tenha condições de relacioná-las ao seu dia a dia. Destacamos que um dos meios que a escola dispõe para atualizar sua prática pedagógica é a melhoria da qualidade do ensino, que pode ser obtida através das inovações curriculares ou da capacitação profissional dos docentes.

No CBC mineiro (Conteúdo Básico Comum do estado de Minas Gerais) foi feita a opção por organizar os conteúdos básicos de física em torno do conceito de energia. A razão para essa opção é o fato de ser energia um conceito fundamental

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26 a 30 de janeiro de 2015

das ciências naturais permitindo uma maior integração entre as disciplinas Biologia, Física e Química. O conceito de energia é um conceito integrador, importante nos campos das ciências naturais, e permite aos alunos o entendimento de uma ampla gama de fenômenos.

Propostas de adaptação dos PCNs nacionais à realidade de ensino dos estados foram implantadas também por outros, como Rio de Janeiro e Paraná, no entanto não abordaremos esses casos em nossa discussão.

As escolas da rede federal de educação seguem as propostas de ensino diretamente vinculadas aos PCNs. Por serem escolas profissionalizantes elas geralmente interligam as disciplinas de formação geral do ensino médio com o ensino técnico.

Neste trabalho avaliamos o conhecimento de alunos do terceiro ano do ensino médio de escolas da rede estadual mineira e de escolas da rede federal de educação, localizadas em Minas Gerais. Averiguamos os conhecimentos desses alunos sobre conceitos contemporâneos de Astronomia e Cosmologia, com o intuito de promovermos, se necessário, ações de apoio ao ensino desses conteúdos. Essa pesquisa foi realizada pelo grupo de Astronomia do IFMG Campus Congonhas. Esse grupo é composto por alunos do curso de licenciatura em Física dessa instituição e alunos dos cursos técnicos integrados, bolsistas dos programas PIBEX e PIBEX JR, financiados pelo IFMG. Aplicamos um questionário com oito questões em seis escolas. Neste trabalho nos limitaremos apenas em analisar e apresentar algumas das respostas dadas ao questionário aplicado aos discentes.

## O CBC Mineiro e os PCNs

Dentro da concepção da LDB, o Governo Federal, através do Ministério da Educação, elaborou os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) a fim de auxiliar as equipes escolares na execução de seus trabalhos, objetivando estimular e apoiar a reflexão sobre a prática diária, o planejamento de aulas e, sobretudo, o desenvolvimento do currículo da escola, contribuindo ainda para a atualização profissional. Podemos observar a proposta de alinhamento dos PCNs com a LDB em vários pontos entre os quais citamos:

A qualidade da escola é condição essencial de inclusão e democratização das oportunidades no Brasil, e o desafio de oferecer uma educação básica de qualidade para a inserção do aluno, o desenvolvimento do país e a consolidação da cidadania é tarefa de todos. (BRASIL, 2008, p.5)

Dentre os estados, o de Minas Gerais, a partir dos PCNs e com uma proposta inovadora, através de sua Secretaria de Educação desenvolve e coloca em prática o CBC, estabelecendo os conteúdos mínimos que devem ser necessariamente trabalhados nas diversas disciplinas. Na primeira série do ensino médio devem-se apresentar aos alunos os conhecimentos tidos como fundamentais para o entendimento dos diversos fenômenos, nos quais a Física possui modelos de interpretação. Ainda na primeira série, os assuntos gerais da Física clássica são trabalhados de forma mais abrangente e semiquantitativa, tendo como fundamento o conceito de energia. Há também a proposta de conteúdos complementares destinados ao aprofundamento e ampliação dos conceitos físicos, que devem ser trabalhados nos anos posteriores ao primeiro. Segundo a proposta curricular de Física, na versão de 2009 do CBC mineiro:

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Os conteúdos complementares estão previstos para serem trabalhados na segunda série com os alunos que optarem pelas áreas de ciências naturais. Entretanto, o aluno que optar por outra área poderá estudar um subconjunto destes conteúdos complementares. Na terceira série, a escola poderá decidir sobre os conteúdos a serem ensinados, podendo ainda optar pela revisão de tópicos dos anos anteriores, aprofundamento ou ampliação dos mesmos. (MINAS GERAIS, CBC, 2009, p.11)

O CBC exalta a contextualização e a interdisciplinaridade e assume o conceito de energia como estruturador de toda a Física, por considerá-lo como um conceito fundamental nas ciências naturais. A proposta do CBC é organizar uma educação que priorize o desenvolvimento da capacidade dos jovens para que possam interagir de forma sustentável com a sociedade, tendo como princípio uma mudança na forma de pensar a educação escolar.

Não podemos deixar de destacar a importância da formação do professor, nesse contexto, pois muitas vezes os governantes se preocupam com a produção e execução de programas de ensino, esquecendo-se da realização de cursos de capacitação ou formação continuada, que viabilizem aos professores desenvolver um trabalho mais adequado a essas novas propostas. Carvalho, (2001), afirma que:

As pesquisas em educação têm evidenciado o grande descompasso entre os ideais daqueles que planejam os currículos e a prática dos professores em sala de aula. Corre-se o risco de que as transformações associadas às orientações construtivistas sejam anuladas em sua aplicação concreta. (CARVALHO, 2001).

Nossa pesquisa busca diagnosticar os conhecimentos contemporâneos de Astronomia e Cosmologia apresentado por alunos do terceiro ano do ensino médio, porém, é importante salientar que, embora o tema astronomia esteja presente nos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) (Brasil, 2008), trabalhos recentes indicam que não está ocorrendo à esperada inclusão dos conceitos de Astronomia e Cosmologia na maioria dos currículos escolares (Elias, 2006; Faria, 2008), apesar de algumas iniciativas que envolvem a formação continuada de professores, capacitando-os para abordarem conhecimentos desta área (Langhi; Nardi, 2007).

Segundo o trabalho de Ricardo e Zylbersztajn (2002), há ainda no nosso país muitas escolas que não atendem às propostas dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs), onde um ensino desorganizado e descontextualizado pode impedir o pleno aprendizado dos alunos.

Dentro deste contexto, podemos afirmar que temas relacionados à Astronomia e Cosmologia, que mexem com a curiosidade humana, podem ser uma interessante ferramenta de ensino. Primeiramente, devido ao seu grande poder de alcance para o ensino de Física, conforme apontado por Scarinci e Pacca (2006). Segundo, porque a utilização da Astronomia poderia oferecer novas opções para tornar o ensino da Física mais libertador e alinhado com a proposta dos PCNs, que propõem um ensino de Física que desenvolva habilidades e competências, caracterizadas pelo cotidiano dos alunos.

Essa proposta classifica como indispensável uma compreensão da natureza cosmológica, que favoreça ao jovem o conhecimento do seu 'lugar' na história do Universo. Os PCNs e o PCN+ (Parâmetros Curriculares complementares aos PCNs) apontam para essa nova perspectiva, incentivando os alunos a compreenderem as hipóteses e os modelos, bem como as formas de investigação da evolução do

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Universo. Nesse horizonte, Universo, Terra e vida passam a ser um dos chamados temas estruturadores.

## Descrição do trabalho

Tendo por base os PCNs e o Eixo Temático IV e V -Textos Complementares no CBC e levando em conta as habilidades e competências relacionadas à Astronomia e Cosmologia que o mesmo julga ser essencial ao aluno, elaboramos um questionário com oito questões discursivas e objetivas e o aplicamos a cento e quarenta alunos da terceira série do Ensino Médio. O questionário foi aplicado no primeiro semestre de 2014, em quatro escolas da rede estadual e duas escolas da rede federal, entre os meses de fevereiro e junho de 2014. Cada escola estadual teve a pesquisa aplicada em uma turma do terceiro ano, sendo 25 questionários aplicados por escola. Em cada uma das escolas da rede federal foram aplicados apenas vinte questionários, também em turmas do terceiro ano do ensino médio. Optamos pelas turmas do terceiro ano por imaginar que esses alunos tiveram um contato maior com as diversas disciplinas do curso e podem ter um domínio melhor da temática pesquisada.

Aplicamos a pesquisa em quatro municípios do interior de Minas Gerais, sendo: Divinópolis (uma escola estadual e uma federal), Congonhas (uma escola estadual e uma federal), Ouro Branco (uma escola estadual) e Belo Vale (uma escola estadual). A análise dos dados do questionário foi elaborada com base nas técnicas de análise de conteúdo de Bardin (2000).

## Resultados Obtidos

Aqui analisaremos e discutiremos algumas das respostas dadas pelos alunos ao questionário aplicado nas escolas.

## Questões um e dois:

- 1 - Você já ouviu falar de alguns dos temas atuais de Astronomia ou Cosmologia relacionados abaixo? Marque com um X.
- ( ) Exoplanetas ( ) Energia escura ( ) Matéria escura ( ) Sondas espaciais
- ( ) Big Bang ( ) Big Crunch ( ) Radiotelescópios ( ) Periélio
- ( ) Viagem tripulada à Marte ( ) Nenhum desses temas
- 2 - Com relação à questão anterior, cite a fonte onde você ouviu falar desses temas:
- ( ) Na escola, durante as aulas ( ) Na internet ( ) Em revistas, jornais ou televisão
- ( ) Outros meios de comunicação. Cite qual\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Nessas duas questões buscamos verificar os conhecimentos que os alunos possuíam com relação aos temas atuais de Astronomia e Cosmologia citados e a fonte de obtenção destes saberes. Pretendemos verificar se esses conhecimentos foram construídos no cotidiano escolar ou são provenientes de outras fontes como a internet ou outros meios de comunicação.

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Tabela 1: Conteúdos relacionados à astronomia e cosmologia citados na pesquisa

A tabela anterior retrata as respostas dadas à questão um. Observamos que Big Bang, que é um termo que aparece muito na mídia foi o mais citado pelos alunos, 132 citações num universo de 140 respostas. Observamos que temas da atualidade como exoplanetas, viagem tripulada a Marte, energia escura, sondas espaciais, matéria escura e big crunch, são mais citados pelos alunos das escolas da rede federal, principalmente da escola de Congonhas.

Na segunda questão observamos que a maior parte dos alunos da escola estadual de Belo Vale e da escola federal de Divinópolis, tiveram maior contato com os conceitos de Astronomia e Cosmologia pela internet. Nas escolas estaduais de Congonhas e Ouro Branco foi relatado o conhecimento da temática via revistas, jornais e TV. Na escola estadual de Divinópolis e na escola federal de Congonhas os relatos apontaram para contato com os tópicos de Astronomia e Cosmologia durante as aulas.

Tabela 2: Fontes de conhecimento de temas de astronomia e cosmologia

Terceira questão: Nas disciplinas que compõem o ensino médio, na sua escola, você se lembra de algum tema da atualidade relacionado às ciências (Física, Química, Biologia, Astronomia), que foi trabalhado ou citado pelo seu professor(a)?

Tivemos um número expressivo de alunos, sessenta e nove, quase cinquenta por cento, que responderam que não se lembravam. Acredito que eles não conseguiram entender adequadamente a questão ou a relação das temáticas de ciências com a atualidade.

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Quarta questão: No ensino fundamental, do sexto ao nono ano, na disciplina de ciências, você se lembra de algum tema relacionado à Astronomia ou Cosmologia que foi trabalhado pelo seu professor(a)? Cite qual.

Nesta questão objetivamos verificar se os alunos pesquisados tiveram contato com tópicos de Astronomia e Cosmologia durante o ensino fundamental, ou se já conheciam mesmo superficialmente esses termos. Lembramos que a Astronomia é um tópico presente nos PCNs do ensino fundamental na disciplina de ciências e alguns pontos relacionados também aparecem na disciplina de Geografia, no entanto, a falta de formação específica dessa temática, obriga muitos docentes a não trabalhar esse conteúdo. Dos cento e quarenta alunos pesquisados, quarenta e nove por cento (69 alunos) afirmaram ter estudado Astronomia e Cosmologia no ensino fundamental enquanto que trinta e seis por cento (51 alunos) afirmaram não ter estudado. Quatorze por cento (20 alunos) afirmaram não se lembrar. Observamos que os alunos das escolas estaduais de Congonhas e Divinópolis tiveram maior contato com Astronomia e Cosmologia no ensino fundamental.

Exemplos de respostas:

A18C (lê-se: aluno(a) 18 de Congonhas, federal) - 'Sim. Características dos planetas do sistema solar. Teorias geocêntrica e heliocêntrica. Fases da Lua.'

A17B (lê-se: Aluno(a) 17 de Belo Vale, estadual) - 'Não me lembro.'

A22D (lê-se: Aluno(a) 22 de Divinópolis, estadual) - 'Sim. Big bang.'

A11D (lê-se: Aluno(a) 11 de Divinópolis, federal) - 'Sim, tais como nomes e características de planetas e Sol.'

A5O (lê-se: Aluno(a) 5 de Ouro Branco, estadual) - 'Não. Nunca tive professor de astronomia ou cosmologia.'

Tabela 3: Alunos que estudaram Astronomia e Cosmologia no Ensino fundamental

Quinta questão: Em que série do ensino médio seu professor de física trabalhou o tópico Gravitação Universal? Cite alguns dos temas que ele trabalhou. Ex.: Leis de Kepler, contextos históricos, teorias Geocêntrica e Heliocêntrica.

Nas duas escolas federais que seguem os PCNs e normalmente a sequência dos livros didáticos de Física, tivemos cem por cento dos alunos (40 alunos) afirmando que viram o tema Gravitação Universal no primeiro ano do ensino médio. Dos cem alunos da rede estadual que participaram da pesquisa, apenas vinte e sete por cento (27 alunos), afirmaram ter estudado Gravitação Universal no ensino médio. Uma justificativa para esse baixo índice é que na proposta estadual do CBC mineiro, o tópico Gravitação Universal aparece como um tema complementar, e fica a cargo do professor trabalhar ou não esse conteúdo. Das escolas estaduais, a de Belo Vale foi a que apresentou melhores resultados quanto ao trabalho dessa temática junto aos alunos, sendo apresentado no primeiro ou no segundo ano.

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Tabela 4: Alunos que estudaram Gravitação Universal no Ensino Médio

Sexta questão: Você acha importante que os conteúdos que você estuda na escola estejam alinhados com conceitos científicos da atualidade? Justifique sua resposta.

Cerca de cento e dezoito alunos responderam sim a essa questão, apesar que em muitas justificativas, os alunos reclamam da falta de preocupação dos docentes com a integração deste item, atualidade, no dia a dia da sala de aula.

Sétima questão: Você acha que as olimpíadas escolares como a OBA (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ASTRONOMIA), podem favorecer a divulgação científica e incentivar os alunos participantes quanto à busca por temas atuais de Astronomia e Cosmologia?

Oitava questão: A sua escola participa de alguma olimpíada escolar? Cite qual.

Nessas últimas questões, objetivamos verificar a opinião dos alunos quanto à importância das Olimpíadas de Astronomia no ambiente escolar e se a unidade onde esses discentes estudam, participa dessas olimpíadas. A ideia central era verificar se a OBA, com toda a movimentação que ela provoca no ambiente escolar, pode ajudar aos alunos quanto à obtenção do conhecimento de temas atuais de Astronomia e Cosmologia.

Em todas as escolas pesquisadas, tivemos mais de oitenta por cento (112 alunos) a favor da participação e importância da OBA, junto à divulgação de temas atuais de Astronomia e Cosmologia no ambiente escolar. Mesmo na escola estadual de Belo Vale que ainda não participa dessa olimpíada, os alunos foram favoráveis a atividade.

## Exemplos de respostas:

A18O (lê-se: Aluno(a) 18 de Ouro Branco, estadual) - 'Acho interessante mais quando se tem uma base, que não é nosso caso.'

A2C (lê-se: aluno(a) 2 de Congonhas, federal) - 'Acho que ajuda mas poderia ser mais motivador.'

A2D (lê-se: Aluno(a) 2 de Divinópolis, estadual) - 'Acho importante pois não temos oportunidade de estudar esses conteúdos.'

## Considerações Finais:

Embora o ensino de Astronomia esteja previsto nos PCNEM (BRASIL, 2008), e no CBC mineiro do ensino médio nos textos complementares, os estudantes declaram não apresentar os conhecimentos mínimos sobre conceitos relacionados à Astronomia e Cosmologia, conforme evidenciado nas respostas dadas ao questionário. Podemos supor que o aluno até tenha visto parte do conteúdo questionado na pesquisa, no entanto não aprendeu o conceito adequadamente.

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Observamos uma expressiva diferença nas respostas dadas ao questionário aplicado nas escolas federais e estaduais, justificado pela diferença em se seguir diretamente os PCNs nacionais ou a versão simplificada dada pelo CBC mineiro, seguido pelas escolas da rede estadual. Observamos, por exemplo, como o tema Gravitação Universal é pouco trabalhado junto aos alunos do ensino médio estadual. Segundo Elias (2006):

A origem do problema do ensino de astronomia está na grande deficiência verificada na abordagem desses conhecimentos nos ambientes escolares, uma vez que ainda não se verifica a inclusão de muitos temas relacionados com a Astronomia na estrutura curricular vigente. ( ELIAS, 2006)

Com esse trabalho observamos que apesar de algumas deficiências, a maior parte dos temas atuais de Astronomia e Cosmologia citados são de conhecimento dos alunos, mesmo que superficialmente. Verificamos também que o mesmo não é obtido no cotidiano das escolas, mas, por outros meios de comunicação e a própria curiosidade dos alunos.

Com esses dados e parâmetros poderemos direcionar nosso projeto de pesquisa e extensão a fim de contribuir com a divulgação do conhecimento desses tópicos atuais de Astronomia e Cosmologia e tentar amenizar a deficiência dos alunos quanto a essa temática.

## Referências:

BARDIN, L. Análise de Conteúdo . Lisboa: Edições Setenta, 2000. 226 p.

BRASIL. Ministério da Educação. Parâmetros curriculares nacionais do Ensino Médio 2008 . Orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais - Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias, MEC.

CARVALHO, A. M. P. de. Formação de Professores de Ciências . São Paulo. Cortez, 2001.

ELIAS, D. C. N. Um Projeto de Intervenção nos Espaços de Exposições do Planetário do Parque Ibirapuera . Dissertação de Mestrado, 2006, 156 f. (Mestrado em Ensino de Ciências e Matemática) - Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, 2006.

LANGHI, R.; NARDI, R. Ensino de Astronomia: erros conceituais mais comuns presentes em livros didáticos de Ciências . Caderno Brasileiro de Ensino de Física,v. 24, n. 1, p. 87-111, 2007.

MINAS GERAIS, SEE. Conteúdo Básico Comum (CBC) de Física no Ensino Médio, versão 2009 . Disponível em: <http://crv.educacao.mg.gov.br/sistema\_crv/banco\_objetos\_crv/{A5BEEC31-4A494F7D-91D8-8A8891526D68}\_CBC%20Física%20EF.pdf> Acesso em: 15 jun. 2014a.

RICARDO, E. C.; ZYLBERSZTAJN, A.. O Ensino das Ciências no Nível Médio: Um Estudo Sobre as Dificuldades na Implementação dos Parâmetros Curriculares Nacionais . Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v.19, n.3, p. 351-370, 2002.

SCARINCI, A. L.; PACCA, J. L. A.. Um Curso de Astronomia e as PréConcepções dos Alunos . Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v.28,

n.1, 89-99, 2006.

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