Conhecimentos de Astronomia de professores do terceiro e quarto ciclos do Ensino Fundamental

## CONHECIMENTOS DE ASTRONOMIA DE PROFESSORES DO TERCEIRO E QUARTO CICLOS DO ENSINO FUNDAMENTAL

## Edio da Costa Junior, Júlio César de Oliveira

Instituto Federal de Minas Gerais Campus Ouro Preto, Coordenadoria de Física (julhocesaroliveira@yahoo.com.br, edio.junior@ifmg.edu.br)

## Resumo

A Astronomia está entre as mais antigas Ciências de que se tem notícia. Há milênios os eventos celestes causam interesse e mexem com a imaginação dos povos ao redor do planeta, demonstrando que o hábito de observar o céu tem acompanhado nossos ancestrais há muito tempo. De volta à atualidade, alguns conteúdos astronômicos estão divididos entre duas disciplinas no Ensino Fundamental, Ciências e Geografia. No entanto, os profissionais que atuam nesse nível de ensino possuem diferentes formações acadêmicas e conhecimentos sobre o assunto. Desta forma, este trabalho tem como objetivo conhecer as dificuldades, os saberes e as concepções que um grupo de professores da educação básica da rede pública e privada apresenta sobre o tema. Para tanto, foi desenvolvido e aplicado um questionário com o intuito de identificar as fragilidades, potencialidades e concepções alternativas apresentadas pelos mesmos. O instrumento passou por uma fase de testes com alunos do curso de Licenciatura em Física do IFMG Campus Ouro Preto (IFMG-OP), o que gerou diretrizes que possibilitaram sua melhoria e readequação. Os resultados obtidos com professores da educação básica mostram que ainda há muitas falhas no ensino de Astronomia. Os problemas encontrados passam pela formação dos docentes, falta de tempo/material didático para estudos e insuficiência de capacitação de formação profissional continuada. Esse mapeamento das dificuldades enfrentadas pelos professores poderá ser usado na determinação de conteúdos e na elaboração de eventuais cursos de formação continuada a serem oferecidos, além de lançar luz em discussões acerca da inclusão de conteúdos astronômicos na formação de professores da educação básica.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia, formação de professores, Ensino Fundamental.

## Introdução

Gradualmente, muitos conteúdos de Astronomia foram introduzidos nos conteúdos curriculares. No Ensino Fundamental, especificamente, esses tópicos se dividem entre as disciplinas de Ciências e Geografia, a partir do terceiro ciclo. Entretanto, no caminho inverso, diversas pesquisas no Brasil vêm evidenciando várias dificuldades apresentadas por professores da educação básica com relação ao tema (LANGHI, 2004; LANGHI; NARDI, 2005). Dentre as dificuldades destacamse: 1) a formação inicial deficitária desses profissionais, que impacta de forma negativa no processo de ensino-aprendizagem (BRETONES, 1999; MALUF, 2000; LANGHI; NARDI, 2005, 2010; PINTO; FONSECA; VIANNA, 2007; LEITE; HOUSOME, 2007); 2) professores que ensinam disciplinas diferentes de suas áreas de formação (CERQUEIRA JÚNIOR et al., 2015); 3) difusão de concepções

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23 a 27 de janeiro de 2017

alternativas e falhas conceituais por parte dos professores (CANELLE, 1997; LANGHI, 2004; LANGHI: 2011); 4) perpetuação de erros conceituais em livros didáticos (PRETTO, 1985; BIZZO, 1996; CANELLE, 1997; LANGHI: 2011) e 5) falta de tempo e indisponibilidade de material de pesquisa para obtenção ou reciclagem de conhecimentos (MALUF, 2000; LANGHI; NARDI, 2007).

Frente a tudo isso, é muito importante entender as dificuldades pelas quais o ensino de Astronomia passa. Esse conhecimento pode ser usado na elaboração de materiais didáticos em eventuais cursos de formação continuada. Ainda, ao serem identificadas as falhas nos cursos de formação, uma discussão mais ampla pode ser levada a cabo. Como fruto desse debate, os próprios conteúdos a serem ministrados em tais cursos podem ser revistos e melhor adaptados às necessidades dos futuros docentes.

Assim, este trabalho tem como objetivo geral investigar os conhecimentos que professores que atuam na educação básica, 3º e 4º ciclos, apresentam sobre os tópicos de Astronomia sugeridos pelos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs), a fim de conhecer os saberes, as dificuldades e as concepções alternativas desses profissionais. Além disso, buscou-se identificar os motivos da eventual defasagem/insuficiência de conhecimentos dos docentes.

## Metodologia

Inicialmente, foram identificados os tópicos relativos à Astronomia e que constam no currículo do Ensino Fundamental, conforme sugeridos pelos PCNs para o 3º e 4º ciclos. Ver Amaral (2008) para uma descrição detalhada dos conteúdos de Astronomia nos referidos ciclos.

A partir daí foi desenvolvido um questionário contemplando alguns desses assuntos. Foram incluídos apenas tópicos mais simples e estritamente referentes ao 3º e 4º ciclos, para que os conhecimentos sobre as concepções dos docentes possam ser apuradas a partir do mais básico. Estudos futuros poderão investigar os conhecimentos sobre assuntos mais complexos e específicos.

Além disso, no questionário buscou-se conhecer a formação desses professores, bem como identificar se os mesmos cursaram alguma disciplina ou frequentaram algum curso sobre Astronomia, tanto em suas formações iniciais quanto na continuada. Desse modo, o mecanismo desenvolvido é um misto entre um instrumento de coleta de dados aberto e fechado, contendo perguntas de ambos os tipos. As questões discursivas apresentam como vantagem a possibilidade de explorar todas as possíveis respostas a respeito de um item, enquanto as objetivas se diferenciam por permitir um tratamento estatístico direto, apesar de se apresentarem mais rígidas. Vale ainda esclarecer que todas as questões objetivas apresentam cinco opções de resposta, com apenas uma alternativa correta.

Foram incorporados elementos considerados essenciais e que vêm sendo utilizados há décadas na elaboração de questionários, como por exemplo: abordar temas abertos e de fácil resposta nas questões iniciais, com o objetivo de envolver o respondente; apresentar-se de fácil preenchimento e pequeno, com no máximo oito páginas; conter questões que os participantes tenham condições e interesse em responder; evitar títulos; evitar ambiguidade no entendimento das questões; ser testado com pessoas que poderiam participar da pesquisa e que possam contribuir

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com a melhoria do instrumento; ajustar o nível das perguntas e da linguagem utilizada ao dos respondentes, dentre outros (FERBER, 1974; MILLER, 1977).

- O instrumento passou por uma fase de testes. Os alunos do curso de Licenciatura em Física do IFMG-OP foram convidados a responder sua primeira versão. Com isto, foi possível gerar um feedback para sua finalização e posterior aplicação aos docentes, de forma não assistida.
- A distribuição dentre professores de Ciências e Geografia contou com a ajuda de conhecidos. Esse tipo de coleta de dados é chamado de amostragem por conveniência. Participaram 20 professores, sendo 12 de Ciências e 8 de Geografia. Dezessete trabalham exclusivamente na rede pública, um trabalha somente na rede particular e dois trabalham em ambas as redes de ensino.

## Resultados e Discussão

- O primeiro resultado do trabalho foi o desenvolvimento de um questionário para pesquisa e mapeamento de conhecimentos de professores da educação básica e que poderá ser usado e/ou aprimorado para continuação da pesquisa ou em pesquisas futuras relacionadas ao tema. Além de ter sido submetido a um teste com alunos do curso de Licenciatura em Física do IFMG-OP, o instrumento foi aplicado a professores do Ensino Fundamental e ambos os feedbacks poderão ser usados para ajustes em eventuais aplicações futuras.

Dois docentes, após analisar as perguntas, afirmaram que não seriam capazes de contribuir por insuficiência de conhecimentos. Ainda complementaram afirmando não gostarem de ministrar o conteúdo. Esse resultado deve ser destacado negativamente, pois o questionário aborda apenas tópicos simples e que constam nos PCNs para o nível educacional em que os profissionais atuam.

Por uma questão de limitação de espaço neste artigo, o questionário não será apresentado. Assim, as questões objetivas serão descritas, apresentadas sob a óptica da estatística descritiva e seus resultados comentados.

- A primeira pergunta é uma questão simples sobre o Sol. O índice de acertos foi de 65 % (13 acertos), o que indica um nível moderado de conhecimentos. Entretanto, pela sua simplicidade, esse índice é de certa forma relativamente baixo. Assim, 35 % (7 professores), provavelmente baseados em concepções alternativas, consideram o Sol como a maior estrela conhecida do universo. Além disso, vale chamar a atenção para os 5 docentes (25 %) que acreditam que o Sol não seja a única estrela em nosso sistema solar. Talvez esse resultado seja o mais preocupante nessa questão, pois indica que os docentes em geral não sabem que nosso sistema é constituído por apenas uma estrela.

A segunda questão, relacionada à Lua, também é bastante simples. Inclui conhecimentos sobre o que é, se ela tem ou não luz própria e o seu tamanho em relação à Terra. A simplicidade do item pode ser conferida a partir do índice de 100 % de acertos. Isso indica que possivelmente todos os participantes conhecem bem as características da Lua, o que aponta para uma potencialidade.

Uma série de afirmações simples sobre o sistema solar é feita na terceira questão: o número de estrelas e de planetas, o maior dos planetas, planetas que possuem satélites naturais e anéis e possíveis corpos com luz própria além do Sol.

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Apesar de abrangente, o índice de acertos foi de apenas 30 %, demonstrando grande fragilidade dos conhecimentos sobre o assunto.

Na sequência, a questão 4 investiga os conhecimentos com relação às estações do ano. O índice de acertos foi de 65 % (13 participantes), indicando conhecimentos moderados. No entanto, 4 respondentes (20 %) associaram as estações apenas ao movimento de translação da Terra. Essa é uma concepção alternativa perpetuada por décadas em livros didáticos, onde a excentricidade da órbita terrestre era mostrada de uma forma muito exagerada. Finalmente, há que ser registrado de forma negativa que 3 docentes (15 %) acreditam que o movimento de rotação da Terra tem alguma influência nas estações.

As fases da Lua são abordadas na quinta questão. Novamente, 65 % (13 participantes) acertaram, associando a porção do satélite iluminada pelo Sol que pode ser vista da Terra como explicação para o fenômeno. Ainda foi possível identificar uma concepção alternativa que acompanha alunos e professores há décadas. Tal erro refere-se à crença de que as fases acontecem pela projeção de sombra criada pela Terra, impedindo que a luz solar chegue de forma plena ao satélite. Esse fenômeno na verdade caracterizaria um eclipse lunar, e não as fases da Lua. Quatro docentes (20 %) utilizaram essa concepção alternativa na resposta ao item.

Ainda cabe chamar a atenção para outro ponto de fragilidade, em que 2 professores acreditam que as fases lunares ocorrem devido ao movimento de translação terrestre, possibilitando visões diferentes da Lua ao longo do ano. Esses docentes talvez desconsiderem inclusive a escala temporal em que as fases lunares se repetem, aproximadamente 29,5 dias, em acentuado contraste com os aproximadamente 365 dias da órbita da Terra ao redor do Sol.

Os eclipses lunares e solares foram investigados na sexta questão. O resultado não foi satisfatório. O percentual de acertos foi de apenas 10 %, indicando que eclipses constituem uma grande fragilidade com relação aos conhecimentos astronômicos do grupo de professores participantes do estudo, em contraste com a grande visibilidade que o assunto tem nas mídias, principalmente internet e televisão.

Uma grande potencialidade dos conhecimentos dos docentes com relação à existência do ano bissexto foi identificada na questão 7, um item bastante simples. Todos os participantes acertaram, creditando a sua ocorrência a um período orbital terrestre ligeiramente superior a 365 dias. Pode-se tentar entender esse nível de acertos analisando a maior veiculação do assunto nos meios de comunicação. Entretanto, os resultados e os dados são insuficientes para que esta relação de causa e efeito seja feita com clareza.

A questão 8 é bastante abrangente, abordando: o plano orbital da Lua e da Terra; o período orbital lunar; a constituição, a região de ocorrência e o tamanho relativo dos asteroides; a forma da Via Láctea e o tamanho do Sol dentre suas estrelas; a elipsoidalidade da órbita terrestre e a suposta associação do verão e do inverno às regiões próximas ao periélio e ao afélio, respectivamente; possíveis outros planetas no sistema solar com satélites naturais além da Terra e, finalmente, possíveis outros planetas do sistema solar com sistemas de anéis além de Saturno. Muito provavelmente, esta é a questão mais complexa do questionário e pode ser encarada como um desafio aos docentes.

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Entretanto, apesar de ter um grau de complexidade que destoa das demais, nada além de tópicos que deveriam ser tratados no 3º e 4º ciclos do Ensino Fundamental foi abordado. Novamente, os resultados não foram satisfatórios, já que apenas 25 % (5 professores) responderam corretamente. Fica evidente que, pelo menos para o grupo de participantes, os assuntos mais específicos de Astronomia não são amplamente dominados, apesar de constantes no eixo Terra e Universo sugerido pelos PCNs.

A penúltima questão objetiva revelou uma potencialidade com relação aos planetas do sistema solar, tratando os tópicos: quantidade, qual o maior e qual o menor, qual o mais próximo e qual o mais afastado do Sol e, por fim, quais são os quatro gasosos. O índice de acertos foi de 75 % (15 docentes).

O que chama a atenção é que 25 % erraram por considerar nove planetas no sistema. Em um encontro da IAU ( International Astronomical Union ) ocorrido em Praga em 2006, novos critérios para a definição de um planeta foram propostos e aprovados. Naquela ocasião foi definido que Plutão seria reclassificado como planeta-anão e, desde então, são considerados apenas oito planetas orbitando o Sol. A questão mostra que alguns professores não se capacitam para lecionar conteúdos de Astronomia, ou os fazem de forma bastante lenta. Apesar de Plutão já não ser considerado planeta há aproximadamente dez anos, ainda assim um quarto dos docentes envolvidos na pesquisa não sabe disso.

Além das questões objetivas havia algumas discursivas, que possibilitaram compreender melhor a formação e as dificuldades que os participantes enfrentam para ensinar Astronomia.

As formações são bastante variadas, a saber: licenciados e bacharéis em Geografia, licenciados e bacharéis em Ciências, um graduando em Conservação e Restauro e um graduado em Ciências Biológicas.

Quando perguntados se já cursaram disciplinas específicas de Astronomia durante a graduação, todos responderam 'não'. Isto mostra que, de fato, a Astronomia ainda está longe da realidade dos cursos de formação, sendo um dos maiores complicadores identificados em várias pesquisas e em diferentes regiões do país (BRETONES, 1999; MALUF, 2000).

Também, foi perguntado se os professores já passaram por algum curso de Astronomia após a graduação e, novamente, o resultado é preocupante. Apenas dois já fizeram cursos do tipo. Apesar de ser uma alternativa válida como uma medida emergencial, já foi mostrado que os resultados obtidos com a formação continuada não são tão satisfatórios a ponto de suprir as deficiências de formação de professores (GARCIA, 1999; MIZUKAMI; RODRIGUES, 2002).

Finalmente, foi aberto um espaço para os professores descreverem as principais dificuldades enfrentadas no ensino de Astronomia. Como em diversas pesquisas que vêm sendo desenvolvidas ao longo das últimas décadas (PRETTO, 1985; NARDI, 1991; BIZZO, 1996; CANELLE, 1997; BRETONES, 1999; MALUF, 2000; LANGHI; NARDI, 2005, 2007, 2009, 2010; FONSECA; VIANNA, 2007; LEITE; HOUSOME, 2007), os problemas apontados foram basicamente os mesmos: distanciamento entre a formação docente e os conteúdos de Astronomia, perpetuação de concepções alternativas, falta de tempo para estudos dos conteúdos, formação fora da área de Ciências e falta de materiais didáticos e pedagógicos para a obtenção e reciclagem dos conhecimentos.

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## Conclusões

De uma forma geral, os professores envolvidos enfrentam as mesmas dificuldades e problemas que assombram o ensino-aprendizagem de Astronomia em todo o país, a saber: formação acadêmica inicial que não contempla os conteúdos astronômicos, concepções alternativas sendo mantidas ao longo da formação e exercício profissional, tempo insuficiente para estudo e aprendizagem dos conteúdos, formação fora da área de ciências exatas e escassez de fontes de consultas didáticas. Além disso, foi detectado que, em geral, alguns docentes demoram a atualizar seus conhecimentos.

Com relação aos conteúdos, foram identificados alguns tópicos em que os docentes apresentam sérias dificuldades. O principal se refere a eclipses lunares e solares, com um índice de acertos de apenas 10 %. Outro ponto de fragilidade diz respeito a conhecimentos diversos sobre o sistema solar, tais como número de estrelas e planetas, o maior planeta, planetas que possuem satélites naturais e sistemas de anéis, além de possíveis corpos com luz própria além do Sol.

Mais fragilidades foram detectadas nos temas reunidos na questão 8: o plano orbital da Lua e da Terra; o período orbital lunar; a constituição, a região de ocorrência e o tamanho relativo dos asteroides; a forma da Via Láctea e o tamanho do Sol dentre suas possíveis estrelas; a elipsoidalidade da órbita terrestre e a suposta associação do verão e do inverno às regiões próximas ao periélio e ao afélio, respectivamente; possíveis outros planetas no sistema solar com satélites naturais além da Terra e, finalmente, possíveis outros planetas do sistema solar com sistema de anéis além de Saturno. O índice de acertos foi muito baixo, apenas 25 %.

Com índices de acertos satisfatórios foram aferidos os temas: Sol; estações do ano e fases da Lua, com 65 % cada um. O percentual de conhecimentos sobre os tópicos pode ser classificado como moderado. Com um índice de acertos de 75 %, os conhecimentos sobre o Sistema Solar são bons.

Finalmente, as maiores potencialidades encontradas e que devem ser destacadas são relacionadas à Lua e também à ocorrência de anos bissextos. Estes temas apresentaram índices de acertos de 100 %.

Algumas concepções alternativas foram claramente encontradas e são identificadas em alunos e professores há anos. As principais são: o Sol como maior estrela do universo, estações do ano associadas à excentricidade da órbita terrestre e associação das fases lunares a projeções de sombra da Terra.

As questões discursivas revelaram que os docentes envolvidos possuem diferentes formações acadêmicas, o que está de acordo com a realidade do país. Essa heterogeneidade pode ajudar a explicar a grande dificuldade envolvida no ensino-aprendizagem dos conteúdos astronômicos, em geral não estudados durante a formação inicial e nem em eventuais cursos de pós-graduação.

Frente ao exposto, pode-se dizer que a realidade dos docentes participantes da pesquisa é muito parecida com a realidade geral do país. Os tópicos astronômicos nos cursos de formação devem ser repensados. Ainda, diante da grande variedade de formações dos profissionais que trabalham no Ensino Fundamental, em especial nas aulas de Ciências, há que se pensar e planejar cursos de capacitação e obtenção de novos conhecimentos.

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Os resultados não podem ser extrapolados para um universo além deste grupo de 20 professores. Eles podem sim indicar uma tendência para docentes de uma forma geral. Entretanto, resultados bastante parecidos e obtidos com outros indivíduos e em regiões distintas, apontam para uma universalidade do tema.

## Agradecimentos

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES/PRODOCÊNCIA), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Diretoria de Inovação, Pesquisa e Extensão (DIPE) do IFMG-OP.

## Referências

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