ASTRONOMIA DE FATOS OU DE RELAÇÕES? UM ESTUDO COM PROFESSORES DE FÍSICA EM FORMAÇÃO

## ASTRONOMIA DE FATOS OU DE RELAÇÕES? UM ESTUDO COM PROFESSORES DE FÍSICA EM FORMAÇÃO

## ASTRONOMY OF FACTS OR RELATIONSHIPS? A STUDY WITH TEACHERS IN PHYSICAL EDUCATION

Longhini, Marcos Daniel 1 , Mora, Iara Maria 2

1 Universidade Federal de Uberlândia/Faculdade de Educação, mdlonghini@faced.ufu.br

2 Universidade Federal de Uberlândia/Faculdade de Educação, iara@faced.ufubr

## Resumo

Pesquisas têm revelado a importância do ensino de conteúdos de Astronomia em diferentes etapas da Educação Básica, o que implica consequentemente, na formação de professores aptos ao seu ensino. É justamente este o foco deste trabalho: a formação em Astronomia do futuro professor de Física. Nosso objetivo é apresentar resultados de um questionário aplicado a licenciandos em Física, de modo a investigar seu conhecimento a respeito de diferentes temas de Astronomia. Os resultados, aqui, apresentados, referem-me, especificamente, a dois grupos de questões: as que classificamos como C (conceitual) e as designadas de R (relacionais). As do tipo C são perguntas que requerem dos participantes apenas conhecer, de forma pontual e fragmentada, dados ou informações, tais como distâncias, idades, dimensões ou constituição química dos astros, por exemplo. Por outro lado, as do tipo R, são questões que demandam dos participantes relacionar elementos em um sistema dinâmico, envolvendo o movimento dos astros, compreendendo como tais movimentos se relacionam e as implicações disto para nós, como, por exemplo, as modificações na trajetória do Sol, no céu, no decorrer do ano, e as diferentes projeções de sombras na superfície da Terra, a ocorrência dos eclipses, as mudanças nas estações do ano, dentre outros. Os dados que obtivemos, além daqueles que a literatura nos traz, revelam que precisamos preparar estratégias de ensino que caminhem em direção a uma compreensão de aspectos de Astronomia que avancem para além do conhecimento isolado de nomes, distâncias ou definições, uma vez que é, justamente, a respeito deste tipo de questões que os estudantes obtêm melhores resultados, em contraposição àquelas nas quais necessitam estabelecer relações e compreender os fenômenos de forma dinâmica.

Palavras -chave: Ensino de Astronomia, Formação de professores, Questionário ADT.

## Abstract

Research has revealed the importance of teaching content for Astronomy at different stages of basic education, which gives rise, in teacher education suitable to his teaching. This is the focus of this work: the training of future teachers in Astronomy Physics. Our goal is to present results of a questionnaire administered to

undergraduates in Physics, in order to investigate their knowledge about different topics of astronomy. The results here presented refer specifically to two groups of issues, we classify as C (conceptual) and R (relational). The C-type questions that are required of the participants only know on a timely basis and fragmented, data or information such as distance, age, size or chemical makeup of stars, for example. Moreover, the R-type, are questions that required participants to relate elements in a dynamic system, involving the movement of the stars, understanding how such movements relate to and the implications of this for us, for example, changes in the trajectory Sun in the sky during the year, and the different projections of shadows on the Earth's surface, the occurrence of eclipses, changes in the seasons, among others. The data we obtained, besides those that literature brings us shows that we need to develop teaching strategies to walk toward an understanding of aspects of astronomy that advance beyond the knowledge of isolated names, distances or definitions, as it is, precisely about this kind of questions that students perform better, as opposed to those in which they need to establish relationships.

Keywords: A Astronomy education, teachers education, A ADT questionnaire.

## 1. Introdução

Via de regra, quando o assunto é relacionado à Astronomia, de forma geral, os estudantes apresentam curiosidade acerca de fenômenos envolvendo esta ciência. Em contrapartida, nem sempre a escola tem aproveitado tal motivação em suas aulas, apesar do alto caráter interdisciplinar que esta ciência possui, conforme afirma Tignanelli (1998). Até mesmo nos conteúdos de Física, nos quais a Astronomia pode se tornar um elemento motivador (DAL'BÓ; CATELLI, 2005), seu emprego não tem sido buscado.

No entanto , propostas curriculares oficiais brasileiras, assim como vem ocorrendo em diversos países (KALKAN; KIROGLU, 2007), têm incentivado cada vez mais a presença de conteúdos de Astronomia nos diferentes níveis de ensino, como revelam os Parâmetros Curriculares Nacionais, por exemplo (BRASIL, 1997).

Apesar de sua inserção nos currículos escolares ser razoavelmente recente, os alunos, e até mesmo professores, possuem diversos conhecimentos relacionados aos mais diferentes temas referentes à Astronomia, mesmo que nem sempre condizentes com a interpretação científica atual. São diversas as pesquisas na área que vêm, nas últimas décadas, investigando tais tipos de conhecimentos alternativos, como, por exemplo, os trabalhos de Manuel Barrabín (1995), Vega Navarro (2001), Sebastià (2004), Gil Quílez e Martínez Peña (2005), Leite e Hosoume (2000), Prather et t al. (2003), Agan e Sneider (2004), Navarrete et al. (2004), Kavanagh et al. (2005), Kavanagh e Sneider (2007), Kalkan e Kiroglu (2007), dentre outros.

Essas pesquisas assumem relevante importância, haja vista o papel que tais conhecimentos representam para o processo de ensino e aprendizagem, uma vez que se constituem em elementos centrais em torno dos quais devem orbitar

os planejamentos de atividades de ensino. Scarinci e Pacca (2005) ressaltam a significância que o reconhecimento das próprias concepções tem no processo de aprendizagem, uma vez que se trata de uma oportunidade de elas serem colocadas à prova, na tentativa de um processo de mudança, o que nem sempre é fácil.

Isso não se restringe somente ao planejamento de atividades voltadas à Educação Básica, mas deve ser estendido à formação de professores, ou seja, os currículos dos cursos de licenciatura deveriam propiciar o contato dos futuros professores com tais conteúdos. No entanto, o que as pesquisas têm apontando é que, mesmo em cursos da área de Ciências, como Física, por exemplo, a Astronomia tem sido abandonada ou oferecida na forma de disciplinas eletivas, com pouca organicidade com o projeto pedagógico do curso (PEDROCHI; NEVES, 2003).

## 2. A formação inicial de professores em Astronomia

Em países como os Estados Unidos, testes têm sido realizados de modo a averiguar o conhecimento de alunos e professores, e os mesmos têm sido empregados para avaliar cursos oferecidos a estudantes (BROGT et al. 2007) e até mesmo para inspirar reformas curriculares. Um desses testes é conhecido como Astronomy Diagnostic Test (ADT). Segundo Deming (2002) , ele foi elaborado em 1998, por uma equipe de pesquisadores em ensino de Astronomia dos EUA. Sua criação se deu com base na necessidade sentida por pesquisadores da área de possuir um instrumento para avaliar a compreensão em Astronomia de estudantes matriculados em cursos introdutórios nesta área do conhecimento (HUFNAGEL, 2002).

O teste foi submetido à avaliação por faculdades de Astronomia, aplicado a alunos, os quais apontaram críticas para sua melhoria e ampliação. Em 1999, foi lançada uma segunda versão do teste (ADT 2.0), com 33 questões sobre a área. Trata -se de um recurso que pode ser empregado àqueles que se dedicam ao ensino de Astronomia de modo que tenham uma ferramenta, tanto para investigar os tipos de concepções prévias que os alunos apresentam, daí apresentar dados para elaboração de suas aulas, quanto para averiguar a aprendizagem dos estudantes, quando aplicado ao final de cursos introdutórios de Astronomia.

Assim como na pesquisa de Brunsell e Marcks (2005), utilizamos a maior parte das questões apresentadas no ADT 2.0. Algumas outras questões utilizadas nesta sondagem foram adaptadas de provas da Olimpíada Brasileira de Astronomia (OBA - http://www.oba.org.br/), que, desde 1998, vem desenvolvendo suas ações em escolas de diversas regiões do país.

Além das questões apontadas, algumas outras foram por nós elaboradas, além de extraídas e adaptadas de pesquisas realizadas na área. Nosso instrumento conta com 39 questões de múltipla escolha, o qual pode ser encontrado, na íntegra, em Longhini e Mora (2010). São questões de múltipla escolha que versam sobre temas como: dimensões do universo, distâncias entre os astros, movimentos da Terra, fases da Lua, eclipses, estações do ano, formação e vida das estrelas, movimento aparente do Sol, dentre outros.

Esse instrumento foi aplicado no início do 2º semestre de 2008 a 20 alunos de graduação em Física, matriculados numa disciplina introdutória de Astronomia. Dentre eles, somente dois haviam frequentado, anteriormente, uma disciplina na área. Os dados obtidos são apresentados sinteticamente em uma tabela, e as discussões seguem na direção de encontrar elementos centrais que apontem por onde devem caminhar propostas de formação em Astronomia.

## 3. Resultados obtidos

Os participantes da pesquisa receberam os questionários impressos e uma folha de resposta, sem identificação do nome, para assinalar as alternativas. É importante salientar que todos foram consultados a respeito da permissão para a divulgação dos dados obtidos, aos quais apontamos os cuidados que seriam tomados para que não houvesse identificação dos participantes. A autorização foi consentida mediante assinatura do Termo de Livre e Esclarecido.

Faremos um recorte na análise completa do questionário e apresentaremos nosso olhar sobre, especificamente, dois tipos de questões: as que classificamos como C (conceitual) e as designadas por r R (relacionais). As do tipo C incluímos perguntas que requeriam dos participantes apenas conhecer, de forma pontual e fragmentada, dados ou informações, tais como distâncias, idades, dimensões ou constituição química dos astros, por exemplo. Por outro lado, as do tipo R, classificamos as questões que requeriam dos participantes relacionar elementos em um sistema dinâmico, envolvendo o movimento dos astros, compreendendo como tais movimentos se relacionam e as implicações disto para nós, como, por exemplo, as modificações na trajetória do Sol, no céu, no decorrer do ano, e as diferentes projeções de sombras na superfície da Terra, a ocorrência dos eclipses, as mudanças nas estações do ano, dentre outros.

Para o presente trabalho, apresentamos três exemplos de questões de cada categoria, assim como sua análise:

## Questões conceituais (C)

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Figura 1: Exemplos de questões do tipo C

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## Questões relacionais (R)

Figura 2: Exemplos de questões do tipo R

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(R - 1)

(R - 2)

(R - - 3)

## 4. Análise dos dados

Os dados obtidos para as questões apontadas são apresentados no quadro a seguir:

Quadro 1: Percentuais de respostas às questões apresentadas

Assumiremos, para efeitos de avaliação desses resultados, que ocorreu convergência nas respostas à questão quando houve, pelo menos, 50% ou mais de respostas assinaladas em somente uma das alternativas, independente de esta ser a correta ou não. Consideraremos que ocorreu divergência em relação à questão, quando nenhuma das alternativas disponíveis atingiu, ao menos, 50% das respostas de cada grupo participante.

Com base nos percentuais de respostas para cada teste, pudemos perceber que, para algumas questões, houve uma maior convergência ou concordância nas respostas assinaladas pelos participantes, ao passo que para outras, houve uma pulverização ou divergência nas alternativas escolhidas.

Podemos perceber que houve uma convergência maior nas respostas para as questões do tipo C. O mesmo não podemos afirmar sobre as questões classificadas como R, nas quais a divergência de respostas foi maior.

Isso nos leva a pensar que, de forma geral, os participantes possuem uma razoável compreensão de aspectos gerais relacionados à Astronomia, especialmente no que concerne a informações isoladas, como a provável idade do

universo, o nome da estrela mais próxima a nós ou algum outro aspecto que interfere no tempo de vida de uma estrela, por exemplo .

Por outro lado, o resultado revela dificuldades maiores quando a questão envolve pensar r a respeito de uma situação dinâmica entre os astros envolvidos, prevendo os efeitos que tais movimentos irão acarretar. Isso implica, muitas vezes, tentar visualizar essa dinâmica num referencial externo ao nosso planeta, o que parece não ser uma tarefa óbvia.

Isso fica evidenciado quando os estudantes são solicitados a pensar na mudança dos locais onde o Sol surge, no horizonte , no decorrer do ano. Há uma divisão nas respostas dos licenciandos, o que revela que eles não possuem a compreensão de como e do porquê de tais mudanças ocorrerem.

O mesmo resultado dispersivo ocorre com a questão R-2, envolvendo a compreensão do arranjo espacial por meio do qual presenciamos as diferentes fases da Lua. Pareceu não haver uma compreensão de como as fases da Lua estão relacionadas às suas posições em relação à Terra e ao Sol.

Um outro aspecto que gerou dificuldades foi sobre as estações do ano e a posição da Terra em sua trajetória ao redor do Sol. Conforme assinala a questão R - 3, há uma forte crença de que as estações do ano estão associadas com a distância da Terra ao Sol, uma vez que, modificando-a por um círculo perfeito, resultados significativamente diversos seriam obtidos.

## 5. Considerações finais

A aplicação de um instrumento diagnóstico, como o apontado neste capítulo, mostrou-se como um recurso útil para iniciarmos as atividades voltadas para o ensino de Astronomia, de modo que possamos ter um panorama dos conhecimentos que os alunos possuem sobre o tema e quais aqueles que merecem uma atenção maior.

Os resultados que obtivemos corroboram os resultados de pesquisa previamente realizadas, que demonstram, por exemplo, o quão complexo é o ensino do mecanismo que dá origem às fases da Lua (BENACHIO, 2001; KRINER, 2004), e o quão forte é a concepção, muitas vezes reforçada pelos livros didáticos, de que as estações do ano estão associadas à trajetória elíptica da Terra em torno do Sol (SOBREIRA, 2002; MANUEL BARRABÍN, 1995; NAVARRETE et al., 2004, dentre outros).

Especificamente em relação às questões do ADT 2.0, Zeilik e Morris (2003), trabalhando com o mesmo questionário com alunos de cursos universitários, apontam que os tópicos mais difíceis de ser modificados foram aqueles que, em nossa classificação, encaixam-se nas questões do R. Ou seja, os estudantes apresentaram ideias como: o eclipse do Sol ocorre na lua cheia; o Sol está na mesma posição no horizonte uma semana depois do equinócio; e as estações ocorrem porque a órbita é elíptica e o verão é quando a Terra está mais próxima ao Sol.

Kalkan e Kiroglu (2007), também empregando o mesmo instrumento para análise de um curso introdutório de Astronomia, referem que o aspecto em que

os alunos tiveram menor avanço nas concepções foram as fases da Lua. Segundo os autores, os estudantes não compreendem o papel da Terra e do Sol na determinação das fases; acreditam que é a Terra que projeta sua sombra na Lua, obscurecendo uma parte dela, além de confundirem os eclipses com as fases. Além deste tema, apresentaram pouco avanço no que concerne ao ciclo dos dias e das noites e a ocorrência do Sol a pino em diferentes localidades e horários.

Os dados que obtivemos, além daqueles que a literatura nos traz, revela que precisamos preparar estratégias de ensino que caminhem em direção a uma compreensão de aspectos de Astronomia que avancem para além do conhecimento isolado de nomes, distâncias ou definições. Os resultados indicaram que, para este enfoque, os resultados têm se mostrado menos sofríveis. No entanto, nossos licenciandos carecem do entendimento de como tais dados se relacionam num sistema em movimento. Seria isso reflexo de um ensino de Astronomia que privilegia somente a leitura e a observação de figuras em livros em oposição a simulações ou observações reais? São aspectos que necessitamos rever, caso desejemos que novas gerações de professores tenham capacidade de ensinar a Astronomia como ela realmente é, tridimensional, dinâmica e em constante mudança.

## Referências

AGAN, L. Stellar ideas: exploring student's understanding of stars. A Astronomy Education Review, v. 3, n. 1, p. 77-97, 2004.

\_\_\_\_\_\_\_.; SNEIDER, C. Learning about the earth's shape and gravity: a guide for teachers and curriculum developers. A Astronomy Education Review, v. 2, n. 2, p.90117, 2004.

BENACCHIO, L. The importance of themoon in teaching astronomy at the primary school. Earth, Moon and Planets, 85-86: 51-60, 2001.

BRASIL. Secretaria de Educação Média e Tecnologia. Parâmetros Curriculares Nacionais: ciências naturais . Brasília. MEC/SEMTEC. 1997.

BROGT, E.; SABERS, D.; PRATHER, E. E.; DEMING, G. L.; HUFNAGEL, B.; SLATER, T. F. Analysis of the Astronomic Diagnostic Test. A Astronomy Education Review, v. 6, n. 1, p. 25-42, 2007.

BRUNSELL, E.; MARCKS, J. Identifying a baseline for teachers' astronomy content knowledge. A Astronomy Education Review, v. 3, n. 2, p. 38-46, 2005.

DAL'BÓ, M. H.; CATELLI, F. Astronomia: explorando suas origens e investigando seus entrelaçamentos no ensino de Física. In: A Anais do XVI Simpósio Nacional de

Ensino de Física, 24 a 28 de janeiro de 2005. CEFET --RJ. Rio de Janeiro. Disponível em: &lt;http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/&gt;.

Acesso em: mar. 2008.

DEMING, G. L. Results from de Astronomy Diagnostic Test National Project. Astronomy Education Review, v .1, n. 1, p. 52-57, 2002.

GIL QUÍLEZ, M. J.; MARTÍNEZ PEÑA, M. B. El modelo Sol -Tierra -Luna en el lenguaje iconográfico de estudiantes de magistério. Enseñanza de las Ciencias , v.23, n. 2, p. 153-66, 2005.

HUFNAGEL, B. Development of the Astronomy Diagnostic Test. A Astronomy Education Review, v. 1, n. 1, p. 47-51, 2002.

KALKAN, H.; KIROGLU, K. Science and nonscience students' ideas about basic astronomy concepts in preservice training for Elementary School Teachers. Astronomy Education Review, v. 6, n. 1, p. 15-24, 2007.

KAVANAGH, C.; AGAN, L.; SNEIDER, C. Learning about phases of the moon and eclipses: a guide for teachers and curriculum developers. A Astronomy Education Review, v. 4, n. 1, p. 19-52, 2005.

\_\_\_\_\_\_\_.; SNEIDER, C. Learning about Gravity I. Free Fall: A Guide for Teachers and Curriculum Developers. A Astroronomy Education Review, v. 5, n. 2, p.21-52, 2007.

KRINER, A. Las fases de la Luna, ¿Cómo e cúando enseñarlas? Ciência &amp; Educação, v. 10, n. 1, p. 111-20, 2004.

LEITE, C. Formação do professor de Ciências em Astronomia: uma proposta com enfoque na espacialidade, 2006. 274p. Tese (Doutorado em Educação) - - Curso de Pós -graduação em Educação, Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo.

\_\_\_\_\_\_\_.; HOSOUME, Y. Concepções de elementos da astronomia dos professores de Ciências da 5a à 8a série do ensino fundamental. In: VII Encontro de Pesquisadores em Ensino de Física, 2000, Florianópolis. A Anais do VII Encontro de Pesquisadores em Ensino de Física. São Paulo: SBF, 2000.

\_\_\_\_\_\_\_.; \_\_\_\_\_\_\_. Astronomia nos Livros Didáticos: um panorama atual. In: XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2005, Rio de Janeiro. Caderno de Resumos do XVI SNEF. São Paulo: SBF, 2005.

LONGHINI, M.D.; MORA, I.M. Uma investigação sobre o conhecimento de Astronomia de profesores em serviço e em formação. In: LONGHINI, M.D. (org.) Educação em Astronomia - experiências e contribuições para a prática pedagógica. Campinas: Átomo, 2010, p. 87 -116.

MANUEL BARRABÍN, J. ¿Por qué hay veranos e inviernos? Representaciones de estudiantes (12 - - 18) y de futuros maestros sobre algunos aspectos del modelo SolTierra. Enseñanza de las Ciencias, Barcelona, v. 13, n. 2, p. 227-36, jun.1995.

NAVARRETE, A.; AZCÁRATE, P.; OLIVA, J. M. Algunas interpretaciones sobre el fenômeno delas estaciones em niños, estudiantes e adultos: revisión de la literatura. Revisista Eureka sobre Enseñanza de Divulgación de las Ciencias, v. 1, n. 3, p. 14666, 2004.

PEDROCHI, F.; NEVES, M. C. D. Concepções astronômicas de estudantes no ensino superior: uma abordagem pioneira. In: IV ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM CIÊNCIAS, 4, 2003, Bauru, SP. A Atas... Porto Alegre:s.n, 2004.

PINTO; S. P.; VIANNA, D. M. A formação dos professores do Ensino Fundamental: algumas questões sobre a relação Sol-Terra-Lua. In: A Anais do XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 24 a 28 de janeiro de 2005. CEFET -RJ. Rio de Janeiro. Disponível em: &lt;http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/&gt;.

Acesso em março/08.

PRATHER, E. E.; SLATER, T. F.; OFFERDAHL, E. G. Hints of a fundamental misconception in Cosmology. A Astronomy Education Review, v. 1, n. 1, p. 20-34, 2003.

PUZZO, D. et al. Dificuldades e Qualidades na aula de astronomia no Ensino de Ciências. In: XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2006, Rio de Janeiro. Anais do Snef -- XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física. Rio de Janeiro: SBF, 2006.

SCARINCI, A.; PACCA, J. L. A. O ensino de Astronomia através das préconcepções. In: Anais do XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 24 a 28 de

janeiro de 2005. CEFET --RJ. Rio de Janeiro. Disponível em:

&lt;http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/&gt;. Acesso em: mar. 2008.

SEBASTIÀ, B.M. La enseñanza/aprendizaje del modelo Sol -Tierra: análisis de la situación actual y propuesta de mejora para la formación de los futuros profesores de primaria. Revista Latino-americana de Educação em Astronomia - RELELEA, n. 1, p. 07-32, 2004.

SOBREIRA, P. H. A. A Astronomia no Ensino de Geografia - análise crítica nos livros didáticos de Geografia. 2002. Dissertação de Mestrado apresentada a FFLCH-USP, São Paulo, 2002. 275p.

TIGNANELLI, H. L. Sobre o ensino da Astronomia no Ensino Fundamental. In: WEISSMANN, H. (Org.). Didática das Ciências Naturais . Porto Alegre/RS: ArtMed, 1998. p. 57-89.

VEGA NAVARRO, A. Tenerife tiene seguro de Sol (y de Luna): representaciones del profesorado de primaria acerca del día y de la noche . Enseñanza de las Ciencias , Barcelona, v. 19, n. 1, p. 31-44, mar. 2001.

ZEILIK, M.; MORRIS, V.J. An Examination of Misconceptions in an Astronomy Course for Science, Mathematics, and Engineering Majors. A Astronomy Education Review, v. 2, n. 1, p. 20-34, fev./dez. 2003.