O CONHECIMENTO COTIDIANO, O CONHECIMENTO ESCOLAR E A APRENDIZAGEM CONCEITUAL EM ASTRONOMIA

## O CONHECIMENTO COTIDIANO, O CONHECIMENTO ESCOLAR E A APRENDIZAGEM CONCEITUAL EM ASTRONOMIA

## Arthur Vinícius Resek Santiago , Jesuína Lopes de Almeida Pacca 1 2

1 Programa Interunidades de Ensino de Ciências - USP e Instituto Federal de São Paulo, arthursantiago@ifsp.edu.br

2 Instituto de Física - USP, jepacca@if.usp.br

## Resumo

Os documentos oficiais mais recentes - Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) e Base Nacional Comum Curricular (BNCC) - incluem conteúdos de astronomia no ensino fundamental e no ensino médio, isso traz diversos movimentos, tanto na formação de professores, quanto na pesquisa de ensino de Ciências; porém estes documentos deixam em aberto as atividades com que os professores devem trabalhar para alcançar os objetivos definidos, o que causa problemas para serem implementados. Neste trabalho, discutindo um mini-curso aplicado em uma escola de Ensino Médio sobre as crateras lunares como exemplo, analisamos como os alunos têm uma observação do céu descompromissada e sem objetividade, levando a permanência do conhecimento do cotidiano como recurso de explicação. Porém com o conhecimento escolar organizado pelo professor e com a sua mediação é possível chegar à aprendizagem conceitual através de estratégias adequadas e de uma interação construtiva para discutir fenômenos astronômicos. Isso mostra que é necessário ao ensinar esses conteúdos colocados pela BNCC, não é suficiente o aluno fazer a observação do céu sozinho em casa, é necessário participar de atividades noturnas planejadas na escola com a instrumentação necessária e a mediação constante do professor, visando o objetivo de chegar a aprendizagem significativa dos conceitos físicos.

Palavras-chave : BNCC, Observação do Céu, Astronomia na Escola, Aprendizagem Conceitual Significativa

## Introdução

Os conteúdos de astronomia foram inseridos nos currículos escolares, dos últimos vinte anos, devido a uma grande influência dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN e PCN+), documentos oficiais emitidos pelo Ministério da Educação a partir do ano de 1997. A área de ciências e de física dos PCNs era dividida em blocos temáticos, onde os conteúdos de astronomia eram abordados no ensino fundamental na disciplina de ciências no bloco Terra e Universo e na disciplina de Física no bloco Universo, Terra e vida.

A influência dos PCNs aparece no novo documento oficial - a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) de 2017 - no qual abordam a astronomia em diversos tópicos da área de ciências da natureza e também no Ensino Médio; depois de duas versões descartadas, foi publicado neste ano de 2018 as competências na área de Ciências da Natureza que abordam só alguns conteúdos de astronomia.

Portanto nos próximos anos estes conteúdos de astronomia continuarão sendo estudados nas aulas de Ciências e de Física, porém ainda não está muito clara a forma com que serão conduzidas essas disciplinas, com a Reforma do Ensino Médio e a implementação desta nova base nas escolas.

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Uma habilidade ou competência que se entende fundamental para o aprendizado de astronomia é a que trata da observação do céu com qualidade das informações. A observação astronômica é encantadora e fascinante, ao olhar o céu noturno, sem nuvens, e observar a imensidão de estrelas ou o brilho de uma Lua Cheia, reconhecer os planetas, as constelações, eclipses, conjunções, entre outros fenômenos, qualquer pessoa é motivada a repetir essa experiência sempre que puder.

Essa observação cotidiana traz diversos conhecimentos prévios, na medida em que as pessoas tentam compreender e explicar fenômenos observados; sabemos que há diversas relações culturais que envolvem a compreensão da dinâmica celeste que dependem das atividades das pessoas, levando a superstições relacionando as fases da Lua ao nascimento de bebês ou ao corte de cabelo, os nomes de planetas e constelações relacionando com as mitologias de civilizações antigas ou com a história das grandes navegações e assim por diante.

A observação astronômica é citada em vários trabalhos da área de ensino de ciências, em sua maioria ressaltam que o contato com o céu é importante para o entendimento de fenômenos astronômicos (BRETONES, COMPIANI, 2010; KLEIN, 2010; BARCLAY, 2003; STANGER, 2010; OKULU e OGUZ-UNVER, 2015).

A experiência de observação quando realizada ou transportada para o ambiente escolar tem muitas vantagens educacionais; como a descoberta e a possibilidade de explicar novos fenômenos acontecem com os colegas que possuem a mesma faixa etária e envolvimento no conteúdo escolar. As novidades que vão aparecendo naquele momento podem ser discutidas com mais interesse e liberdade na interação, criando hipóteses e assim ampliando o conhecimento mesmo que espontâneo e intuitivo. Este conhecimento em reelaboração orientado pela medição do professor poderá conduzir aos conceitos significativos da ciência. Além disso, no espaço escolar com um planejamento da atividade de observação é possível dispor de instrumentos adequados, tornando a observação mais qualificada e objetiva, com o registro dos dados obtidos, análise matemática do fenômeno e as discussões fundamentadas em conceitos físicos e astronômicos com a participação efetiva do professor.

Estes aspectos favoráveis à aprendizagem foram evidenciados em um minicurso ministrado em uma escola estadual de ensino médio da cidade de São Paulo, com a atividade de observação do céu; Com essa atividade, as conversas entre os alunos e entre os alunos e o professor, trouxeram as experiências de cada sujeito trazendo à teoria os conhecimentos prévios de cada um, como o uso das constelações na bandeira nacional brasileira, lugares que têm condições de observação melhores do que São Paulo, relações pessoais e culturais com a Lua, entre outros exemplos.

Este trabalho propõe abordar as ocorrências e os resultados do minicurso com atividades em que os alunos fazem uso de conhecimentos do cotidiano, numa situação de aprendizagem escolar de conteúdos físicos planejados e qual o papel do professor no desenvolvimento de uma atividade que envolve observação do céu, para que ao longo da sequência das aulas atividade se vá criando relações que levem à aprendizagem conceitual em astronomia.

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## Desenvolvimento da Pesquisa

Para analisar essa nova proposta para o ensino de astronomia, foi aplicada uma sequência didática em formato de um mini-curso de três encontros em uma escola do Ensino Médio do estado de São Paulo. Os alunos participantes pertenciam ao segundo e terceiro ano e todas as atividades foram realizadas no contra turno. O mini-curso foi dividido em três partes:

- I- Introdução - os alunos tiveram uma aula de apresentação do telescópio, em que foi contado um pouco sobre a história desse instrumento, sobre os modelos e seu funcionamento, além disso, os alunos puderam ao final manusear e aprender a focalizar o aparelho.
- II- Observação do céu - Essa atividade aconteceu no período noturno, onde foram observados o Planeta Vênus e a Lua. Os alunos tinham em mãos 4 telescópios refratores de baixa qualidade para manusear, além de um telescópio de boa qualidade, o qual era focalizado pelo professor. Durante a observação eles fizeram anotações e investigaram principalmente o aspecto lunar. Essa atividade foi áudio gravada e posteriormente transcrita.
- III - Experimento no laboratório - Foi feita uma breve discussão sobre a aula de observação do céu e após algumas explicações, foi colocado aos alunos o problema de como se formam as crateras lunares; em sequência os alunos realizaram um experimento que simulava tal evento e essa atividade foi vídeo gravada e posteriormente transcrito.
- O objetivo desta sequência era que, a partir da observação detalhada e qualificada do céu, os alunos identificassem na Lua as manchas e ao observarem com o telescópio percebessem que aquelas manchas eram crateras e a partir dessa informação, investigar a formação hipotética dessas crateras através de um experimento simples, assim conseguiriam começar a entender um conceito físico, a energia.

A aula de observação do céu durou aproximadamente 2 horas. Na segunda parte, os alunos foram orientados a observar a Lua com um instrumento adequado: focalizarem os telescópios no satélite natural da Terra e começarem a sua observação. Durante esse momento os alunos ficaram fascinados com o que estavam vendo - a realidade ampliada e com detalhes não imaginados - apesar deles já conhecerem essas iamgens, em fotos da internet ou de outras fontes, a Lua mostrando o detalhe das crateras, como na figura 1.

As seguintes falas foram repetidas por alguns alunos: " A1: Professor, dá pra ver os buraquinhos, né? "; " A8: Porque tem um monte de buraco aqui ." No seguinte trecho está destacado a discussão do aluno com o professor, após ele conseguir colocar a Lua em foco.

A7: Nossa é show. Dá pra ver a cratera. Olha aí professor está pegando no cantinho. Acho que está bem focado.

P: Está, está bem focado o seu. Está no de 12mm ou no de 6mm?

A7: Vamos ver, é o de 6mm esse daí?

A8: Acho que não.

A7: Está no de 6mm.

- P: Está no de 6mm, né? Tá maior.

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A7: Nossa! Mas está ótimo, da pra ver o buraquinho dela.

P: Então quero que cada um fica observando um bom tempo ela, todo mundo vai ver viu, é tranquilo ver a Lua, a Lua é bem fácil.

Figura 1: Foto da Lua destacando suas crateras

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Ao reparar nas crateras da Lua, os alunos já começaram a pensar no problema: como esses "buracos" que eles estavam vendo foram formados? Os seguinte trechos são expressos pelos alunos, identificados pela letra A e um número e o professor pela letra P:

" A8: Não dá pra contar quantas manchas tem, não. P: Não, por quê? A8: Porque tem um monte de buraco aqui. P: Buraco? A8: É! e o buraco é o que? P: É. A8: Agora parece que está bem mais perto."

" A4: Professor, as crateras da Lua, podem ser feitas por pressão? P: Então o que a gente vai fazer no laboratório, é tentar simular as crateras, vamos ver como é o melhor jeito de fazer. A4: Elas conseguem ser feitas por pressão? A5: Saiu do foco, vou colocar de volta aqui. P: Então, pressão do que? A4: Ah... sei lá... P: Não tem sentindo, por saber que não tem nada lá, entendeu? A gente vai ver o que levou a fazer as crateras. A4: É não tem sentido, não tem nada lá. Acho que são... Podia dizer que são rochas, mortas, sei lá, mortas, porque não são vivas, né? P: Desde quando rocha está viva ou morta? A4: Não é que eu estou tentando... o que ocorre com essas crateras? P: Está abaixando atrás do prédio. A14: É o choque de meteoros com a Lua. A4: Sempre, vai cair tantos assim? P: O choque com que? A14: Sim. A4: Toda cratera foi um meteoro que bateu?"

Além de instigar os alunos à investigação do fenômeno que eles observaram, a aula de observação também serviu de fonte de dados para eles criarem hipóteses do que seria aquilo que eles estavam vendo, já ensaiando atribuir algum modelo para explicar aquele efeito.

No fenômeno que eles observaram, não era possível ser feita uma análise direta e o professor planejou um experimento com materiais concretos de acordo com as hipóteses que haviam surgido. A terceira parte foi a aula experimental no laboratório didático que se tornou fundamental, visto que lá eles teriam a oportunidade de elaborar e verificar hipóteses de como foram feitas as crateras da Lua, simulando essa possível formação com os materiais apropriados dentro das hipóteses, testando estas hipóteses e tirando conclusões com a orientação próxima

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do professor, para o aprendizado apontando para um conhecimento científico reconhecido.

Durante o início da aula experimental, ao longo de uma discussão iniciada pelo professor de como se formam as crateras, os alunos aceitaram, em geral, a plausibilidade que essa formação podia ter ocorrido devido ao impacto de meteoros, levando ao diálogo transcrito a seguir:

"P:Como a gente pode simular uma coisa dessa aqui na Terra? Igual tem na Lua. A2: Um tanque de areia e uma bola de ferro. P: O que? A2: Um tanque de areia e uma bola de ferro. A4: Isso que eu ia falar, com areia. P: Beleza, um tanque de areia e uma bola de ferro. A2: Agora a gente precisa de um lugar. P: Mas aqui a gente não tem espaço pra fazer isso. Como seria um negócio reduzido? Um experimento reduzido desse tipo. A4: Fazer crateras pequenas?P: Fazer uma cratera pequena. Como que a gente faria uma cratera pequena? Vocês já falaram pessoal, ele falou. A4: É... P: Uma bola de ferro, o que você ia fazer com a bola de ferro? A2: Ia soltar a bola e deixar bater na areia. ( Fazendo o movimento da bola com a mão)"

Nesse momento os alunos, acompanhados por orientações do professor através da discussão livre com as idéias deles próprios, criaram um método de simular o fenômeno observado no céu, levando eles a criarem hipóteses e testá-las ao realizar o procedimento descrito por eles, jogarem bolinhas de ferro em um recipiente com areia, como podemos ver na figura 2. Durante essa simulação, o professor orientava os alunos sobre os problemas encontrados e como os alunos poderiam melhorar o seu modelo. Como podemos perceber no seguinte trecho:

"A5: Ela pingou, não era pra ter pingado. P: É então... A8: Está muito alto também. P: Eu acho que um meteoro não pinga na Lua. O objetivo é vocês fazerem uma cratera igual. A1: Olha professor. A4: Tem que limpar a bolinha ou deixa assim? P: Tanto faz."

Figura 2: Montagem experimental feita pelos alunos

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Análise da sequência didática e dos resultados da aprendizagem conceitual

Durante as aulas de observação do céu, que foram realizadas em duas noites com grupos diferentes, os alunos foram a elas com a intenção de observar o

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céu pela primeira vez através de um telescópio. Após sanar a curiosidade de olhar a Lua com os próprios olhos, os alunos já paravam de observar a Lua só pelo encantamento, ficavam observando durante alguns segundos, parecendo querer compreender essas formações. Esse fato levou ao aluno a uma observação desqualificada, já que não observaram os detalhes da Lua com esse interesse. As observações dos alunos foram inicialmente: descompromissadas, não sistematizadas e sem objetividade.

Descompromissadas , pois ao observar a Lua os alunos não tinham interesse em explicar o evento; gastaram mais do que alguns segundos, com isso não conseguiram se ater aos detalhes da Lua, no caso as crateras. A falta de sistematização definida quando os alunos reparam que tem algo na Lua, que ela possui algumas manchas, mas não elaboram um método investigativo, para através da própria observação, pensar no que são essas manchas ou crateras. Observações sem objetividade que não tiveram um caráter investigativo e simplesmente sanar a curiosidade, não dando tempo para perceber os detalhes, pois não era o objetivo da observação do aluno - ir além do encantamento.

A observação dos alunos obteve um resultado melhor depois da intervenção do professor; ao perceber que os alunos não estavam observando com detalhes, orientou-os gastar alguns minutos acompanhando a Lua, com isso os alunos foram percebendo outras características daquela Lua que só aparecia à noite: a Lua se movimentava ao longo do tempo; possui "buracos"; tem diferentes tonalidades; não parece ser perfeitamente redonda; entre outras percepções. A observação dos alunos não é qualificada precisa ser construída com a mediação do professor para obter resultados significativos que possam levar à compreensão do que era observado - agora com mais cuidado e precisão.

No laboratório, onde os alunos realizaram a atividade experimental, pode se perceber que os alunos criaram hipóteses, pois o problema estava bem claro e contextualizado para eles e também por que eles possuíam alguns conhecimentos prévios já elaborados. A criação de um modelo - uma simulação - foi intuitivo, e o experimento serviu para eles testarem as hipóteses com base no modelo à disposição. Já vislumbrando o experimento, ocorreu uma discussão com o professor para os alunos identificarem quais são as limitações de um modelo e até onde pode se aproximar do fenômeno em estudo.

No BNCC há algumas habilidades que não estão ligadas à observação do céu, principalmente no ensino médio, já no ensino fundamental há diversas habilidades com a necessidade de observação celeste, entre as quais cabe citar:

(EF03CI08) Observar, identificar e registrar os períodos diários (dia e/ou noite) em que o Sol, demais estrelas, Lua e planetas estão visíveis no céu. 3º ano Ciências

(EF05CI12) Concluir sobre a periodicidade das fases da Lua, com base na observação e no registro das formas aparentes da Lua no céu ao longo de, pelo menos, dois meses. 5º ano Ciências

(EF05CI10) Identificar algumas constelações no céu, com o apoio de recursos (como mapas celestes e aplicativos digitais, entre outros), e os períodos do ano em que elas são visíveis no início da noite. 5º ano Ciências (BRASIL, 2017)

Portanto com os dados da nossa pesquisa sobre o mini-curso de estudo da Lua, podemos ver que se essas habilidades não tiverem o auxílio do professor na hora da observação, os alunos ficarão com concepções que se aproximam do conhecimento do cotidiano, focado no encantamento, por terem uma observação

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inadequada e insuficiente, com as categorias citadas e já destacadas acima, num artigo anterior apresentado no XV Encontro de Pesquisa em Ensino de Física( SANTIAGO, 2014).

Também identificamos que nas propostas destas habilidades não há problematização e relação com outros conhecimentos, tornando o trabalho do professor mais difícil de chegar a uma aprendizagem conceitual, como mostrado em nossa pesquisa; o caminho para chegar em hipóteses plausíveis é longo, não basta observar, identificar e registrar há uma clara necessidade de mediação do professor em todas essas etapas e a discussão com os próprios colegas durante essas etapas, que precisam ser realizadas no período noturno gerando mais uma dificuldade para o professor.

## Conclusão

Como funcionou a associação do conhecimento cotidiano com o conhecimento escolar (científico), sob mediação apropriada do professor parece ser notório. As aulas de conteúdos de astronomia podem sair de uma aula tradicional, na qual só se usa o giz e a lousa, pois ao trabalhar conteúdos abstratos e fora do cotidiano dos alunos nessas aulas a compreensão é dificultada, já que ele tem que conseguir simular mentalmente os fenômenos descritos pelo professor para compreender o evento.

Podemos usar recursos de mídia como vídeos, programas de computador com simulações, fotografias, entre outras formas, porém não se pode garantir que a interpretação que o aluno venha a dar para esses recursos seja aquela do conhecimento científico, podendo-se criar várias concepções alternativas sem aproximação significativa com o conhecimento escolar desejado.

Portanto é fundamental que os alunos sejam levados a atividades de observação do céu, para por exemplo acompanhar o movimento do Sol ao longo do dia, ao longo do ano, reparar nas fases da Lua, observar através de telescópios os planetas, tudo isso usando medidas ou anotações para poder investigar e interpretar o fenômeno - associando a um experimento cotidiano do laboratório escolar. As aulas de laboratório servem para refinar esse conhecimento adquirido na observação, pois o experimento é controlado e tem uma escala reduzida, onde pode se repetir o fenômeno diversas vezes, testando as hipóteses e criando modelos de funcionamento da natureza, entrando o papel do conhecimento e da organização de atividades escolar.

- O professor precisa ser um mediador que tem a função de instigar nos alunos o interesse pela investigação e guiá-los através dos novos conhecimentos, sempre questionando-os, para atingir os seus objetivos, de ensinar determinado conhecimento, previamente definido, com a intenção de alcançar o aprendizado conceitual científico que explique o conhecimento cotidiano.

## Referências

BARCLAY, C. Back to basics: naked-eye astronomical observation . Physics Education, v. 38, setembro/2003, 423-428, 2003.

BRASIL. Base Nacional Comum Curricular . Ministério da Educação. Secretaria da Educação Básica. Brasília, DF, 2017. Disponível em:

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&lt;http://basenacionalcomum.mec.gov.br/download-da-bncc &gt;. Acesso em : Jun/2018.

BRETONES,P. S.; COMPIANI, M.; A observação do céu como ponto de partida e eixo central em um curso de formação continuada de professores . Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, vol. 12, núm. 2, 2010, p.173-188,UFMG, Brasil.

KLEIN, A. E.; ARRUDA, S. M.; PASSOS, M. M.; ZAPPAROLI, F. V. D. Os sentidos da observação astronômica: uma análise com base na relação do saber . Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia - RELEA, n.10, p. 37-54, 2010.

OKULU, H. Z.; OGUZ-UNVER A.; Consecutive Course Modules Developed with Simple Materials to Facilitate the Learning of Basic Concepts in Astronomy . International Journal of Environmental &amp; Science Education, 10(2), 145-167, 2015.

SANTIAGO, A. V.R.; PACCA, J. L. A.; Astronomia No Ensino Médio: A Objetividade Das Observações Do Céu E O Compromisso Com Um Conteúdo De Física . XV Encontro de Pesquisa em Ensino de Física, Maresias, São Paulo, 2014.

STANGER, J.J.; School-based extracurricular Astronomy , Teaching Science - the Journal of the Australian Science Teachers Association, V.56, N.2 June, 2010.

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