INTERESSE E MOTIVAÇÃO NO ENSINO DE ASTRONOMIA

## INTERESSE E MOTIVAÇÃO NO ENSINO DE ASTRONOMIA

## Denis Eduardo Peixoto 1 , Maurício Urban Kleinke 2

1 Unicamp/PECIM/, denis.peixoto@outlook.com

2 Unicamp/IFGW/DFA, kleinke@ifi.unicamp.bra

## Resumo

O presente trabalho tem como principal objetivo realizar um diagnóstico preliminar sobre quais seriam os temas que os alunos consideram interessantes e motivadores no ensino de astronomia. Para mediarmos nossa discussão foi utilizado, como instrumento metodológico, um questionário fechado contendo 28 temas de astronomia associados às categorias: astronomia de posição; sistema solar; astronáutica; cosmologia e astrofísica. Esse questionário foi aplicado para alunos do ensino médio de duas escolas distintas do estado de São Paulo e participantes da Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica no ano de 2015, totalizando 80 respondentes. Temas atuais, voltados para pesquisas em astrofísica e cosmologia apresentaram um alto interesse (80%); enquanto os temas mais próximos dos sugeridos pelas diretrizes curriculares nacionais (estudos do sistema SolTerra-Lua e fenômenos correlacionados) apresentaram um indicador de 70% sugerindo um menor interesse por parte dos respondentes. A observação de astros utilizando o telescópio continua aparecendo como uma temática de grande interesse (96%), apesar de ser uma técnica antiga, mantém sua capacidade de atração e de encanto dos estudantes. Notamos que a mídia, assim como o universo da ficção científica, impactou diretamente na escolha dos estudantes, que optaram por assinalar com maior intensidade itens vinculados a questões ainda em aberto na Ciência e altamente divulgados em redes sociais, filmes e programas de televisão. Ao final demonstramos a relação dos temas que se revelaram mais interessantes sob a perspectiva dos alunos sugerindo assim, novos olhares para o ensino de astronomia. Propomos que as abordagens metodológicas para o ensino de astronomia passem a evidenciar propostas interdisciplinares, que busquem incorporar alguns dos avanços científicos presentes nas áreas de cosmologia, astrofísica e cosmologia; possibilitando ao aluno enriquecer seu cotidiano escolar com temas que realmente o motivem e que possam inspirá-lo na busca por novos conhecimentos.

Palavras-chave : Ensino de astronomia, interdisciplinaridade, astrofísica.

## Introdução

Diariamente somos expostos às mais variadas notícias sobre o mundo científico e suas novas descobertas, principalmente através de novas tecnologias associadas à comprovação de previsões e modelos teóricos ligados à diversas áreas do saber. Nesse sentido a astronomia, juntamente com as ciências espaciais, compõe uma temática que produz excitação, interesse e inspiração no currículo de ciências (ROCHE et al , 2012), nos mostrando que além de ser um atrativo para aproximar os estudantes das áreas de tecnologia, engenharias e matemática; ainda nos envolve através de belíssimas imagens (por vezes nos levando ao passado) obtidas pelos mais avançados telescópios espaciais ou terrestres ou mesmo na utilização de instrumentos de alta precisão, como foi o caso da recente comprovação das ondas gravitacionais previstas pela relatividade geral e geradas pela junção de

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

23 a 27 de janeiro de 2017

dois buracos negros a aproximadamente 1,3 bilhões de anos luz de distância (Abbott et al , 2016).

- O ensino dessas duas áreas científicas não ocorre apenas no ambiente formal escolar, ele também é influenciado pela participação efetiva de planetários, museus e grupos de astronomia amadora, ou mesmo de maneira informal 'quando alguém lê um jornal, quando está na frente da tevê/rádio ou procurando recursos sobre astronomia na internet' (FRAKNOI, 1996).

De maneira semelhante, a ficção científica atual fornece contribuições para o ensino da astronomia, nos mostrando algumas das descobertas mais recentes no campo e aliada à tecnologia, além de - em alguns casos - ser produzida por autores com alto nível de formação em ciências (FRAKNOI, 2003). Não podemos desprezar o papel do cinema na divulgação dos conceitos de física e de astronomia, uma área cada vez mais explorada a partir dos recursos midiáticos hoje disponíveis e que colocam a ciência e suas realizações em evidência, contribuindo para a sua popularização (PIASSI, 2013).

Através de análises realizadas sobre os documentos oficiais nacionais, podemos afirmar que no Brasil o ensino de astronomia está intimamente ligado a um ensino de astronomia introdutória. A astronomia introdutória pode ser caracterizada pelas descobertas realizadas entre os séculos XVII e XX, apresentando como foco principal o ensino do sistema Sol-Terra-Lua e seus fenômenos associados, tais como: ciclo dia-noite, fases da Lua, eclipses e estações do ano.

Porém, com a rápida evolução tecnológica ocorrida no século XXI a astrofísica, a cosmologia, e mais recentemente a astrobiologia, nos possibilitaram enxergar o universo com outros olhos, transpondo as observações astronômicas antes realizadas em sua maioria na faixa da óptica do visível para observações em outros comprimentos de ondas do espectro eletromagnético, abrindo-se a novas áreas de estudos e de interesse o que levou a astronomia a uma considerável ruptura de paradigmas.

Susana Deustua, Noel-Storr e Foster (2009) afirmam que o ensino de astronomia do século XXI, diferentemente do ensino de astronomia do século XX, 'é uma área de investigação das interfaces entre astrofísica moderna, educação, psicologia e ciências cognitivas' . E ainda, que ' a interface entre astronomia e aprendizagem é verdadeiramente multidisciplinar; incorpora psicologia, sociologia, cognição, assim como física, astrofísica e estatística '.

Notamos a falta de uma relação interdisciplinar com outras áreas do conhecimento no ensino de astronomia atual, tais como a astrofísica, a astrobiologia e a cosmologia; e também com o desenvolvimento tecnológico que nos permite, através de novos instrumentos, observar a natureza de maneiras distintas, levandonos a novos questionamentos e a produção de novos saberes.

Dessa forma, acreditamos não ser suficiente hoje, oferecer aos alunos uma astronomia introdutória típica do início do século passado, é necessário buscar uma astronomia com caráter interdisciplinar, ampliando as relações da física com a astronomia, bem como incluir outras ciências no estudo de temas astronômicos.

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

## Objetivos e problema de pesquisa:

Muitos autores sugerem que a astronomia seja uma ciência repleta de temas interessantes e motivadores que poderiam conduzir alunos e professores a refletirem e discutirem sobre os temas associados a astronomia, como por exemplo os trabalhos de Longhini e Mora (2010), Dias e Rita (2008). Porém, pouco ou nada é mencionado na literatura sobre quais os temas dessa ciência que realmente parecem interessar aos nossos alunos e professores.

Buscando compreender melhor quais são os tópicos de astronomia com maior capacidade de atração para os alunos com um maior interesse declarado na área; é que propomos como nossa pergunta de pesquisa:

Quais os principais tópicos de interesse de alunos do ensino médio em relação à astronomia?

Os tópicos apresentados aos alunos para classificação foram selecionados tendo como base as indagações apontadas como mais relevantes em astronomia pelo grupo Astronet ; bem como temas sugeridos pelo PCN de ciências naturais do 1 EF e pelo PCN+ de Ciências da Natureza do EM (no que diz respeito principalmente à tecnologia).

Para tanto, foram investigados alunos da rede pública e particular do Estado de São Paulo, que apresentaram interesse pessoal na área de astronomia (foram pesquisados alunos inscritos em olimpíadas sobre o tema). Os alunos foram apresentados à uma lista de tópicos, onde opinaram sobre seu interesse em uma escala Likert (concordo fortemente até discordo fortemente). Posteriormente esses resultados foram tratados estatisticamente para aferir sua validade.

## Metodologia:

- O questionário apresentou vinte e oito temas distribuídos em cinco categorias: astronomia de posição; sistema solar; astronáutica; cosmologia e astrofísica. Os temas foram apresentados em uma estrutura de tópicos para que os sujeitos de pesquisa (alunos) assinalassem seu nível de interesse sobre cada um dos temas.

## O nível de interesse foi avaliado em escala do tipo Likert, a qual:

'utiliza uma série de questões com cinco alternativas de resposta: aprovar fortemente (5), aprovar (4), indecisos (3), rejeitar (2), e fortemente rejeitar (1). Ele (Likert) combinou as respostas da série de perguntas para criar uma escala de medida de atitude. Sua análise dos dados baseou-se no escore composto a partir da série de perguntas que representou a escala de atitude' (BOONE, H. e BOONE, D. A; 2012)

Tomamos o devido cuidado de utilizar uma notação simples e de fácil entendimento buscando evitar desconfortos e maiores dúvidas por parte dos respondentes de como proceder no momento do preenchimento. Para isso confeccionamos uma simples introdução para que os participantes ficassem a par do questionário e ajustamos todo o conteúdo em apenas uma página, evitando que se sentissem intimidados ou desmotivados a responde-lo devido a um elevado número

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

de temas a serem classificados. Os temas apresentados aos estudantes podem ser vistos abaixo na Tabela 1.

Tabela 1 : Temas do questionário com suas respectivas categorias.

O questionário foi aplicadado para 80 alunos que estavam cursando o ensino médio em duas escolas de cidades distintas do interior do Estado de São Paulo (uma estadual pública e outra no Sistema S), sendo a média de suas idades entre 14 e 17 anos. A aplicação se deu em dois momentos distintos, sendo que para um grupo a aplicação ocorreu logo após uma palestra sobre a Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica (OBA), momento em que os alunos puderam tirar 2 maiores dúvidas sobre o evento; e para segundo grupo a aplicação ocorreu logo após a participação dos alunos na OBA. Em ambos os casos foi entregue um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) para que os responsáveis pelos estudantes pudessem conhecer e efetivamente autorizar que participassem da

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

pesquisa. Destinamos cerca de quinze minutos para o preenchimento do questionário e em nenhuma das turmas houve dificuldades aparentes ou maiores dúvidas.

## Resultados e discussões

Num primeiro momento, após a tabulação dos dados obtidos, optamos por calcular o coeficiente Alfa de Cronbach que mensura o quão confiável é um instrumento de medida. O coeficiente pode ser obtido através da seguinte função:

Onde é a variância das respostas da i-ésima frase, e é a variância da soma de todas as i respostas (ALMEIDA; SANTOS; COSTA, 2010). A letra k representa o número de temas que compõe o questionário.

Para nossos questionários obtivemos um valor de 0,89 para o coeficiente alfa de Cronbach, valor bem acima do limite de 0,7 proposto na literatura, indicando uma ótima confiabilidade para nosso questionário (LAROS, 2005).

Buscando verificar em que intensidade os temas propostos interessavam os alunos, calculamos a média dos valores atribuídos a todos os itens de cada uma das categorias, com que cada categoria foi assinalada com valores entre 0 e 5 (Tabela 2) assim como os temas que mais e menos foram apontados pelos estudantes.

Tabela 2: Média do nível de interesse para as categorias.

Analisando a Tabela 2 notamos que o interesse dos estudantes foi dirigido principalmente para a temática associada à Astrofísica (4,0 em 5,0 possíveis) seguido por Sistema Solar e posteriormente por Cosmologia. Por último estão as categorias Astronáutica e Astronomia de posição , respectivamente. Esse diagnóstico evidencia uma forte influencia midiática na escolha dos estudantes, provavelmente devido a temas relacionados à pesquisas científicas atuais nas áreas de astrofísica e cosmologia estarem diariamente expostos em redes sociais e demais meios de comunicação.

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

Para darmos continuidade a nossa pesquisa, optamos por analisar separadamente a intensidade com que cada item foi assinalado, esperando obter informações significativas sobre o real interesse desses alunos para um estudo em sala de aula (Tabela 3).

Tabela 3: Temas de Astronomia com maior e menor interesse.

Os temas que geram maior interesse para os estudantes são aqueles voltados para aspectos associados a curiosidade científica e reflexões pessoais, evidenciada pelo interesse sobre catástrofes/fins anunciados/reflexão sobre existência ( extinção do universo ; extinção do Sol e Onde nós estamos ) e pela ciência próxima ( telescópios ) ou distante ( buracos negros ).

A observação com telescópio, apesar de estar presente na astronomia tradicional, mantém seu fascínio para os alunos: existe de forma inequívoca um desejo em se observar - utilizando telescópio - planetas e galáxias distantes. Esse interesse pode estar associado ao fato de que dificilmente os alunos já tiveram contato com telescópios, uma vez que raramente uma escola possui um em suas dependências; e quando o possui existe a necessidade da presença dos alunos e professores em horário noturno; boa visibilidade para sua utilização; além de professores aptos a operar tal instrumento.

Por outro lado, alguns dos temas de menor interesse ( Calendários, Estações do ano e Fases da Lua ) vão de encontro com as propostas e sugestões curriculares para o ensino de astronomia na educação básica brasileira. O formato da pesquisa realizada não permite discernir se o baixo interesse por esses temas está associado ao fato de já serem conhecidos ou por serem considerados desinteressantes. Teoricamente, os alunos já tiveram contato com esses temas em sala de aula.

Da mesma forma, por não possuirmos um programa espacial fortemente midiático, como são os casos dos programas espaciais americano e europeu, temas ligados à exploração espacial e a astronáutica em si ( Caminhada espacial e Sondas espaciais ), não atraem a atenção dos alunos, mesmo considerando o fato de um astronauta brasileiro ter viajado até a estação espacial internacional em 2006.

## Conclusões

Através da análise do questionário podemos afirmar que o interesse dos alunos por astronomia é alto, principalmente em áreas próximas de pesquisa e da divulgação científica. Percebemos que o papel da mídia, assim como o universo da

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

ficção científica impacta diretamente na escolha dos estudantes, pois temas mais difundidos em redes sociais e programas televisivos foram os que apresentaram maior interesse, assim como temas envolvendo aparente reflexão filosófica (relações humanísticas associadas ao início ou fim do universo).

A área de Astrofísica foi contemplada com o maior nível de interesse, o que sugere que uma relação interdisciplinar da astronomia com essa área de conhecimento deve ser inserida no universo dos alunos, propiciando o surgimento de novos saberes aliados à uma aprendizagem pautada por novas descobertas e ao desenvolvimento tecnológico.

Itens como Buracos negros , Extinção do Sol e Extinção/fim do universo não apenas chamam a atenção como promovem uma reflexão aparente sobre nosso destino e sobre a manutenção da vida humana.

Da mesma forma, a alta intensidade com que o item Observação com telescópios foi assinalado (4,6) nos demonstra que a possibilidade da observação do desconhecido, seja de outros planetas ou mesmo de outras galáxias, ainda é alvo de interesse e motivação.

- Já os temas relacionados à formação escolar tradicional, associados à astronomia introdutória, apresentam o valor mais baixo (2,35) das intensidades obtidas, indicando que as sugestões e orientações atuais para o ensino de astronomia não despertam o interesse dos alunos.
- O estudo das Estações do ano e dos Calendários , não parece motivar os alunos a ponto de levá-los a um questionamento sobre a ocorrência desses fenômenos e sobre sua importância para a sociedade.
- O menor interesse demonstrado sobre S ondas espaciais e Caminhada espacial sugere que esta temática - a exploração espacial - seja um cenário por demais distante da realidade brasileira, com pouco destaque na mídia nacional.

Dessa forma, esperamos contribuir para uma reflexão sobre uma nova abordagem para a astronomia, sugerindo que o ensino dessa ciência seja evidenciado por propostas interdisciplinares orientadas por um currículo mais moderno e atual; que busque uma relação direta com os avanços de áreas científicas como a cosmologia, astrofísica e cosmologia; possibilitando ao aluno aliar seu cotidiano escolar com temas que realmente o motive e que possam o inspirar na busca por novos conhecimentos.

## Referências

ALMEIDA, D.; SANTOS, M.A.R.; COSTA, A. F. B. Aplicação do coeficiente alfa da Cronbach nos resultados de um questionário para avaliação de desempenho da saúde pública. In: Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Maturidade e desafios da Engenharia de Produção, 30. 2010, São Carlos, Anais: competitividade das empresas, condições de trabalho, meio ambiente, 2010.

BOONE JR, H. N; BOONE, D. A. Analyzing Likert Data. Journal of Extension, Volume 50 Number 2, Article number 2TOT2, West Virginia University -Morgantown, West Virginia - Abril de 2012.

ABBOTT B. P. et al. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letters, 116 , 061102 (2016)

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

DEUSTUA, S., NOEL-STORR, J., FOSTER, T. (2009). In Support of Astronomy Education Research. In astro2010: The Astronomy and Astrophysics Decadal Survey (Vol. 2010, p. 9P).

DIAS, C. A. C. M, RITA, J.R.S. Inserção da astronomia como disciplina curricular do ensino médio. Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia RELEA, n. 6, p. 55-65, 2008.

FRAKNOI, A. Teaching astronomy with science fiction: a resource guide. In: The Astronomy Education Review, Issue 2, Volume 1:112-119, 2003

FRAKNOI, A. The state of astronomy education in the U.S. Astronomical Society of the Pacific (1996).

<http://www.astronet-eu.org/FP6/astronet/www.astronet-eu.org/index.html>. Acessado em 02/06/2015 às 10h.

LAROS, J. A. O uso da análise fatorial: algumas diretrizes para pesquisadores. In Análise fatorial para pesquisadores. LabPAM Saber e Tecnologia, Brasília, DF, pp. 141-160, 2005.

LONGHINI, M. D; MORA, I. M. Uma investigação sobre o conhecimento de astronomia de professores em serviço de formação, in : Marcos Daniel Longhini (org.), Educação em astronomia: experiências e contribuições para a prática pedagógica. Campinas, Ed. Átomo, 2010.

OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ASTRONOMIA E ASTRONÁUTICA. Disponível em: <http://www.oba.org.br/site/index.php>. Acesso em 20 de janeiro de 2016.

PIASSI, L. P. A ficção científica e o estranhamento cognitivo no ensino de ciências: estudos críticos e propostas de sala de aula. Ciênc. educ. (Bauru), v. 19, n. 1, p. 151-168, 2013.

ROCHE, P. et al . Teaching astronomy in UK schools. Space for education; education for space. March 2012, 93(344).

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