O ENSINO DE ASTRONOMIA E A FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES DE FÍSICA: CONTRIBUIÇÕES DE UMA ATIVIDADE DE OBSERVAÇÃO DO CÉU NOTURNO

## O ENSINO DE ASTRONOMIA E A FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES DE FÍSICA: CONTRIBUIÇÕES DE UMA ATIVIDADE DE OBSERVAÇÃO DO CÉU NOTURNO

Alan de Gois Cesar , João Paulo Assis Bonifácio , Júlio César Martins , Mariane 1 2 3 dos Santos Fernandes , Millie Castro Salles , Thiago Costa Caetano 4 5 6

- 1 Aluno do curso de licenciatura em Física/Instituto de Física e Química/Universidade Federal de Itajubá, allan\_gois\_2013@outlook.com

- 3 Aluno do curso de licenciatura em Física/ Instituto de Física e Química/Universidade Federal de Itajubá, j.csar2@hotmail.com
- 4 Aluna do curso de licenciatura em Física/ Instituto de Física e Química/Universidade Federal de Itajubá, marianedossantosfernandes@outlook.com.br
- 5 Aluna do curso de licenciatura em Física/ Instituto de Física e Química/Universidade Federal de Itajubá, milliesalles@gmail.com

6 Instituto de Física e Química/Universidade Federal de Itajubá, tccaetano@unifei.edu.br

## Resumo

O ensino de Astronomia tem sido apontado por diversos autores da área como um elemento importante na formação do cidadão. Diante desses apontamentos, no curso presencial de Licenciatura em Física da Universidade Federal de Itajubá, tem-se buscado a criação de espaços para se trabalhar o Ensino de Astronomia. A criação da disciplina 'AST926 - Conceitos de Astronomia', no ano de 2009, pode ser considerada um resultado das discussões que ocorreram nesse sentido. A disciplina tem sido aprimorada desde então, dos pontos de vista pedagógico e metodológico. Atividades que colocam os licenciandos em contato com o público, em situações didáticas, tem fornecido elementos norteadores importantes nesse ponto. Nesse trabalho trazemos um relato de uma atividade de observação do céu noturno com um telescópio robotizado adquirido no ano de 2011 com recursos Fapemig. Um grupo de alunos da disciplina conduziu a atividade com a participação de alunos do Curso Assistencial Theodomiro Santiago (Cats). Um questionário contendo perguntas sobre o conteúdo específico de Astronomia e questões socioeconômicas foi elaborado pelos alunos da disciplina e aplicado previamente aos alunos do Cats. Nesse trabalho são feitas algumas considerações acerca dos resultados, buscando identificar elementos contextuais que possam estar relacionados ao desempenho dos alunos nas questões de conteúdo específico. Faz-se também uma análise do impacto do questionário na atividade de observação do céu noturno. Constatou-se que a aplicação do questionário auxilia na manifestação de inquietações latentes e na construção de perguntas mais elaboradas e mais variadas no momento da observação. Com relação à elaboração do questionário, percebe-se que existe uma leve tendência, por parte dos alunos da disciplina, em explorar as áreas com maior concentração de concepções equivocadas e o formato predominante das questões sugere um olhar pragmático sobre o conhecimento. Essa é uma constatação importante que irá subsidiar algumas adequações na disciplina AST926.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia, Observação do céu noturno, formação de professores.

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## Introdução

Encontrar uma justificativa para o ensino de Astronomia não é uma tarefa que requer grande esforço, quer seja ele voltado para a educação básica, nos ambientes formais de educação, ou para o público em geral. Conforme apontado por Langhi e Nardi (2012), a Astronomia está presente intensa e cotidianamente em nossas vidas e isso seria o bastante para justificar o ensino dessa ciência. Além disso, a Astronomia possui uma característica que a torna um elemento importante no processo de ensino e aprendizagem: ela é capaz de despertar o interesse do público em geral, aguçar a sua curiosidade e aproximá-lo da ciência. Ao mesmo tempo, os temas estudados em Astronomia possuem a característica de serem interdisciplinares, o que possibilita que diversos tópicos de outras áreas sejam discutidos através de uma perspectiva integradora do conhecimento, conforme os direcionamentos encontrados nos parâmetros curriculares nacionais. Os principais argumentos sobre a importância e a justificativa para o ensino de Astronomia foram apontados por Leite e Soler (2012), que analisaram 180 artigos sobre ensino de Astronomia.

A sucessão dos dias e das noites (nictêmeros), a passagem das horas, a mudança na posição do nascer do Sol e do seu ocaso, a hemerologia, as marés… exemplos de alguns fenômenos ou temas que estão presentes na vida de todos nós e que desempenharam um papel crucial para o desenvolvimento das grandes civilizações na antiguidade (BOCZKO, 1984). Na atualidade, no entanto, para o público em geral, a importância de temas como esses passa despercebida na maioria das vezes, pois a sociedade moderna oferece inúmeros recursos capazes de prover informações sem que seja necessário conhecer a ciência por trás dos recursos. Assim, um relógio digital permite a rápida leitura do tempo sem que seja necessário discutir a posição angular do Sol com relação à passagem meridiana, ou a origem do sistema hexadecimal adotado em relógios analógicos. Esse fato, aliado a uma postura predominantemente passiva da sociedade, leva a um distanciamento entre o conhecimento científico e a população. Há, portanto, uma sinalização de que, além do ensino de Astronomia ser necessário, deve-se buscar sempre trabalhar os temas de forma contextualizada, tendo como objetivo que o sujeito seja capaz de enxergar as relações entre o tema e as situações cotidianas, enxergar a utilidade daquilo que está aprendendo em sua vida pessoal.

Subjacente às questões ligadas ao ensino e à aprendizagem em Astronomia encontra-se, evidentemente, a formação de professores. Afinal, esses profissionais constituem o agente catalisador nesses processos. Para tanto, é preciso assegurar a esses profissionais uma formação satisfatória em termos de conhecimento do conteúdo específico, é necessário instrumentalizá-lo do ponto de vista pedagógico e metodológico e prover os elementos necessários ao desenvolvimento de sua autonomia.

Há vários anos a preocupação com a formação docente, considerando os aspectos concernentes ao ensino de Astronomia, tem sido manifestada durante as reuniões do Núcleo Docente Estruturante (NDE) do curso presencial de Licenciatura em Física da Universidade Federal de Itajubá (Unifei). Como resultado, no ano de 2009, foi incluída no primeiro período da matriz curricular do curso uma disciplina obrigatória intitulada 'Conceitos de Astronomia - AST926'. É pertinente mencionar ainda que, desde a sua criação, em 2002, o curso possui um conjunto de disciplinas optativas que caracteriza a ênfase em Astronomia, incluindo disciplinas como

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Astrofísica Estelar, Astrofísica Extragaláctica, Cosmologia e Técnicas Observacionais em Astronomia, oferecidas em períodos mais avançados do curso e ministradas por astrônomos profissionais.

Naquilo que diz respeito à disciplina AST926, de um modo particular, tem-se buscado continuamente dar consistência ao seu conteúdo, à sua estrutura e às suas características metodológicas em função dos preceitos mencionados anteriormente. Neste trabalho apresentamos o relato de uma atividade realizada com auxílio de um grupo de alunos da disciplina e cujos resultados serão utilizados em prol dessa busca. Trata-se de uma sessão supervisionada de observação do céu noturno com um telescópio (VECCHIA et al., 2012), durante a qual os alunos da disciplina aplicaram um questionário à alunos de um curso pré-vestibular, muitos deles egressos do ensino médio.

- O questionário possui perguntas sobre Astronomia e algumas questões pessoais consideradas relevantes para uma análise consubstanciada do resultado. Foi feita uma análise quantitativa simples sobre o desempenho dos alunos do curso pré-vestibular e buscou-se identificar fatores, basicamente socioeconômicos, que pudessem exercer algum tipo de influência sobre o desempenho. Aproveitamos para fazer uma análise crítica das questões formuladas, tentando identificar falhas, ou pontos frágeis, do ponto de vista didático-pedagógico. Com base nesses elementos, tecemos algumas considerações que servirão de base para adequações na disciplina AST926 e para o planejamento de ações formativas complementares.

## O contexto da atividade de observação do céu noturno

- O Grupo de Tecnologia em Ensino de Física e Tecnologias Associadas (Gpeft) da Unifei adquiriu no ano de 2011, com auxílio de recursos da Fapemig, um telescópio robótico da marca Celestron, Schimidt-Cassegrain, autoazimutal (existe a possibilidade de se transformar a montagem em equatorial), com espelho primário medindo 11 polegadas. Desde então, diversos projetos de extensão têm sido realizados com esse equipamento, além de orientações de Trabalho de Conclusão de Curso e Iniciação Científica. A título de exemplo, sugerimos ao leitor que consulte o endereço eletrônico www.espacointerciencias.com.br/aceuaberto para informações sobre um desses projetos.

No dia 30 de junho, alunos do Curso Assistencial Theodomiro Santiago (Cats) se organizaram para uma sessão de observação com o telescópio no campus Prof. José Rodrigues Seabra, Unifei - MG (Figura 1). O Cats é um cursinho prévestibular mantido pela iniciativa de voluntários, alunos e professores, e funciona nas instalações da própria universidade. A sessão teve início por volta das 20h30 e contou com a participação de um astrônomo profissional, dos professores do cursinho e de alunos da disciplina AST926.

Antes da sessão os alunos foram reunidos na sala de aula para responderem a um breve questionário contendo questões sobre Astronomia e algumas questões pessoais. Essa parte da atividade foi conduzida pelos alunos da disciplina AST926 e levou cerca de uma hora e meia. É importante mencionar que as questões foram elaboradas pelos alunos de AST926, de forma que é possível tecer algumas considerações relacionadas à dimensão pedagógica de sua formação a partir da análise da estrutura dessas questões.

Após adquirir certa experiência com sessões de observação do céu noturno com um telescópio, as questões que surgem durante a atividade tornam-se

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previsíveis. Da mesma maneira, é possível apontar as concepções alternativas que se manifestam com mais frequência, os objetos astronômicos que impressionam mais, perguntas mais frequentes, entre outros. Essa constatação foi um dos motivos que levou a aplicação de um questionário no momento anterior à observação. A ideia era direcionar previamente a atenção dos alunos para questões menos óbvias, as quais não se pode esperar que sejam exploradas espontaneamente nas observações. A intenção era que, ao indagar os alunos sobre determinados conteúdos sobre os quais eles têm pouco ou nenhum conhecimento, eles se tornassem curiosos, predispostos a aprenderem. É como se a pergunta, temporariamente sem resposta, criasse uma estrutura cognitiva capaz de acomodar o novo conhecimento.

Figura 01: Fotografia dos alunos do Cats e professores ao término da sessão de observação no dia 30 de junho de 2016. Local: Unifei, Campus Prof. José Rodrigues Seabra, MG.

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## Características do grupo e resultados

O questionário foi aplicado para um total de 41 alunos. A Figura 2 mostra a distribuição etária do grupo. A maior parte é composta por alunos egressos do ensino médio (EM) há menos de dois anos. Dentro desse grupo estão os alunos que concluíram o EM no tempo regular e aqueles que levaram mais de três anos para a sua conclusão. Há uma parcela de alunos que ainda está cursando o EM e já está se preparando para o processo seletivo para o ensino superior. Três membros do grupo concluíram o EM há mais de dois anos e há menos de 5 anos. Apenas um membro do grupo concluiu o EM há mais de 8 anos. A idade média do grupo é de 18 anos de forma que, para efeito estatístico, é razoável caracterizá-los como uma turma de alunos recentemente egressos do EM e prestes a ingressarem no ensino superior.

Cerca de 44% do grupo morou na zona urbana a vida toda. O restante morou na zona rural por pelo menos um período de sua vida. Essa informação é

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relevante uma vez que o fenômeno da poluição luminosa em cidades de médio e grande porte (isso inclui Itajubá) tem afetado as observações astronômicas. As observações à olho nu nessas cidades só são possíveis para objetos muito brilhantes, como a Lua ou objetos com magnitude aparente menor que +4,5 (a magnitude limite para a observação depende de fatores regionais). Alunos que residiram na zona rural provavelmente tiveram uma experiência mais rica em observações do céu noturno, o que poderia explicar o desempenho desses alunos em algumas das questões. A magnitude limite nessas áreas alcança a marca de +6,0 magnitudes, permitindo a observação de objetos difusos como a Via Láctea.

Figura 02: Distribuição etária dos alunos do Cats

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Ao analisar os resultados, é possível notar dois grandes aspectos que merecem ser discutidos separadamente, conforme as especificidades de cada um: o desempenho dos alunos do Cats no questionário e os impactos do questionário sobre a atividade de observação.

## Análise do desempenho dos alunos do Cats no questionário

No total, foram feitas 13 questões sobre Astronomia. É possível responder a maior parte delas a partir da interpretação de fenômenos cotidianos, por exemplo: i) Qual o período de revolução da Lua em torno da Terra? ii) Como diferenciar o brilho de um planeta do brilho de uma estrela? iii) Qual o sentido de rotação da Terra? iv) Como explicar o fenômeno das estações do ano? (todas questões objetivas, exceto aquela sobre a diferença entre o brilho de um planeta e o brilho de uma estrela). Algumas questões tratavam de temas que requerem conhecimentos gerais, como: i) O ano-luz é uma medida para qual grandeza física? ii) O Big Bang é uma teoria para explicar que fenômeno?

A média de acertos da turma foi de 40%, com um desvio padrão de aproximadamente 15%. É um índice insatisfatório, considerando que várias das questões abordavam, direta ou indiretamente, conteúdos que deveriam ser trabalhados no EM. O resultado mostra ainda que os alunos têm pouca ou nenhuma

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habilidade de observar fenômenos cotidianos e processá-los a partir de referenciais científicos.

Nas questões referentes à correta definição da unidade ano-luz e à teoria do Big Bang o índice de acertos foi superior à 60%. Para essas questões, em particular, os altos índices observados podem ser atribuídos à popularização que esses tópicos alcançaram através da mídia, principalmente filmes de ficção científica. Contudo, durante a sessão de observação, os alunos demonstraram que o seu conhecimento sobre esses temas é frágil, limitando-se a capacidade de associar corretamente o nome à sua definição e apresentando dificuldades em elaborar uma explicação mais consistente para o fenômeno. A título de exemplo, foi observado alto grau de dificuldade em compreender o conceito de minuto-luz ao expressarmos a distância entre a Terra e o Sol, algo que não deveria ocorrer se os alunos compreendessem de fato o conceito de ano-luz.

As questões menos acertadas, com índices inferiores à 15%, exploravam temas como a rotação síncrona da Lua (por que vemos sempre a mesma fase da Lua?), a temperatura dos planetas do Sistema Solar (qual o planeta mais quente do Sistema Solar?) e o fato de Plutão ter sido classificado como um planeta anão. Essas questões exigem dos alunos mais que observação e interpretação de fenômenos astronômicos. É necessário que os alunos tenham consultado outras fontes, uma vez que a observação simples não é capaz de oferecer todos os elementos necessários para uma análise completa da questão. Essa postura está associada à autonomia do aluno e o fato de termos observado índices tão baixos revela que os alunos não desenvolveram suficientemente sua autonomia.

Surpreendentemente, os alunos residentes na zona urbana, apesar dos fatores adversos às observações astronômicas, tiveram um desempenho semelhante aos alunos residentes (ou que residiram) na zona rural, que têm acesso a um céu com qualidade muito superior. Essa comparação continua válida ainda que se considere apenas as questões que podem ser analisadas e respondidas a partir da simples observações do céu. Contata-se, portanto, que o céu tem sido alvo de olhares que buscam apenas um momento de deslumbramento e que falta-lhes algo, talvez algum conhecimento, que venha a constituir o germe para o desenvolvimento de um pensamento mais complexo, analítico, o que transformaria um olhar ingênuo em uma observação do céu, de fato.

## Impactos da aplicação do questionário na sessão de observação do céu noturno

Como mencionado, em atividades de observação do céu noturno com o uso de um telescópio, as questões costumam variar pouco entre uma sessão e outra. Percebe-se que as pessoas manifestam nesse momento as dúvidas que têm, muitas das quais têm origem em informações veiculadas pelos meios de comunicação em massa. Sabe-se que nem sempre há, por parte desses meios, a preocupação com os aspectos didáticos ou, em alguns casos mais graves, a preocupação com a precisão dos conceitos científicos. Observa-se também a manifestação de muitas concepções equivocadas e modelos explicativos impregnados do senso comum. Uma vez que esses fatores estão presentes no bojo de um processo social responsável pela disseminação do conhecimento sobre a Astronomia, é natural que os temas das perguntas sejam recorrentes nas sessões de observação.

Pode-se dizer que a aplicação do questionário cumpriu o seu papel de direcionar as discussões para temas menos explorados e permitir assim que se

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ampliassem as discussões. A título de exemplo, surgiram discussões sobre a precisão das informações científicas em filmes como 'Interestelar' e 'Gravidade', a natureza de objetos compactos como buracos negros e estrelas de nêutrons, conceitos sobre relatividade geral e a possibilidade da viagem no tempo.

Um outro aspecto notável durante a observação foi o fato de que os alunos não se dispersaram no momento das discussões, o que é muito comum durante as observações. Eles permaneceram agrupados e era possível perceber que boa parte da turma possuía dúvida sobre o mesmo tema. Foi como se tê-los indagado anteriormente tivesse provocado uma espécie de polarização, o que pode ter efeitos positivos na aprendizagem dos conceitos. As perguntas prévias preparam o observador para que ele tenha um olhar investigativo sobre determinados aspectos e isso confere à observação uma dinâmica completamente diferente daquela em que os olhares buscam apenas a sensação de deslumbramento.

## Considerações finais

A atividade descrita teve como ponto central a observação do céu noturno com um telescópio. Há muitas vertentes a serem analisadas a partir disso, isso é, além dos resultados. Aqui, vamos discorrer um pouco mais sobre os seguintes pontos: i) as contribuições que o envolvimento dos alunos da disciplina AST926 pode oferecer para a formação dos mesmos; ii) o que a elaboração do questionário pode nos dizer sobre a compreensão que esses alunos têm sobre os conceitos abordados e iii) qual o meio mais utilizado pelas pessoas para obterem informações sobre conceitos de Astronomia.

A atividade realizada pôde oferecer aos alunos da disciplina AST926 um espaço formativo diferente da sala de aula. É um espaço muito mais rico, muito mais dinâmico no que diz respeito às relações didáticas, no qual os alunos são levados a assumirem uma postura ativa. O envolvimento em atividades dessa natureza, na qual é possível interagir com o público e olhar para o conteúdo a ser ensinado não mais como um aluno, mas como alguém responsável por conduzir um processo que leva à aprendizagem desses conteúdos, contempla uma dimensão da formação de professores que não poderia ser contemplada adequadamente dentro do espaço da sala de aula. Em resumo, para os alunos da disciplina AST926, deve haver um momento para aprender o conteúdo e um momento para ensiná-lo. O segundo momento requer um laboratório para a práxis e esse laboratório materializa-se no espaço de atividades como essa que foi descrita.

O questionário aplicado ao Cats foi elaborado pelos alunos na fase final da disciplina AST926, portanto, eles já haviam tido contato com os conteúdos básicos da Astronomia. É possível perceber, através das questões propostas, que buscou-se contemplar todas as áreas trabalhadas na disciplina. Percebe-se também uma leve tendência em explorar as áreas onde há maior concentração de concepções equivocadas. O formato predominante das questões sugere um olhar pragmático sobre o conhecimento, com o propósito de obter respostas estanques, sem a possibilidade de explorar questões subjacentes à questão principal. Esse aspecto contribui para que se perpetue um modelo de avaliação que é essencialmente somativa. Avaliações desse tipo podem induzir os alunos a desenvolverem o mesmo olhar pragmático sobre o conteúdo que estão estudando e isso vai de encontro aos ideais preconizados pelos parâmetros curriculares nacionais. Sendo assim, esse é um aspecto a ser trabalhado durante o curso e, nesse sentido, é valido mencionar que os alunos egressos da disciplina AST926 irão cursar a disciplina 'Prática de

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Ensino de Física III - FIS362', cuja ementa prevê a utilização da resolução de problemas como uma estratégia didática.

O último ponto que gostaríamos de tratar nessa seção diz respeito às fontes das informações sobre os conceitos de Astronomia. Conforme a Figura 3, as informações são obtidas principalmente através da escola. Esse é um dado que preocupa, visto que a média de acertos da turma está em torno de 40%. Mais uma vez fica evidenciada a necessidade de investirmos em ações voltadas para a formação inicial e continuada de professores, capazes de atuar no ensino de Astronomia. Outras fontes muito consultadas são Internet e TV, embora não fique claro se a recepção dessas informações é ativa ou passiva.

Figura 03: Principais fontes de informações sobre os conceitos de Astronomia

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## Referências

BOCZKO, R. Conceitos de Astronomia , São Paulo, Blucher, 1984.

LANGHI, R., NARDI, R. Educação em Astronomia : repensando a formação de professores. São Paulo: Editora Escrituras, 2012.

SOLER, D. R., LEITE, C. Importância e justificativas para o ensino de astronomia: um olhar para as pesquisas da área , In: II Simpósio Nacional de Educação em Astronomia, São Paulo, SP, 2012.

VECCHIA, E. D., PAZETTI, R., LIU, A. A. S., KAWASHITA, K. A importância do telescópio como elemento motivacional para o ensino de astronomia , In: II Simpósio Nacional de Educação em Astronomia, São Paulo, SP, 2012.

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