Uso de conceitos de Astronomia como ferramenta didática no ensino de eletricidade

## USO DE CONCEITOS DE ASTRONOMIA COMO FERRAMENTA DIDÁTICA NO ENSINO DE ELETRICIDADE

Larissa Vasconcellos Costa Nunes 1 , Rodrigo de Sousa Gonçalves 2

- 1 Departamento de Física/Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, larissavcnunes@ufrrj.br
- 2 Departamento de Física/Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, rsg\_goncalves@ufrrj.br

Palavras-chave : Astronomia; Ensino médio; Eletricidade.

- O presente trabalho visa utilizar a ideia da transposição didática para explicar conteúdos presentes no currículo escolar de Física, do ensino médio, através da relação com a Astronomia. A utilização desses conceitos astronômicos visa instigar a curiosidade dos alunos, já que se trata de uma área na qual desperta-se o interesse deles. A partir das vivências experienciadas em escolas de educação básica, sobretudo de ensino médio, durante o Programa Residência Pedagógica, surgiu a ideia de fazer uma correlação entre os conteúdos de sala de aula e as suas aplicações. Observando as principais dúvidas por parte dos estudantes com relação aos conteúdos foi traçado um plano de trabalho a fim de desenvolver um material de apoio que pudesse ajudá-los a compreender os fenômenos físicos. Dentro do currículo foram pensados quais conteúdos de Física e de Astronomia poderiam ser relacionados e inseridos no contexto bimestral escolar.

Com relação às instituições envolvidas, o presente trabalho foi desenvolvido no departamento de Física, da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, como parte do desenvolvimento de uma monografia de conclusão de curso. Em específico, a transposição foi realizada no Colégio Técnico da UFRRJ (CTUR).

Um grande desafio para os docentes ao ministrar suas aulas é encontrar uma forma de dar significado aos conteúdos de tal forma que permita a compressão do aluno e a possibilidade de contextualização da ideia com seu próprio cotidiano. Segundo Chevallard (1997), a transposição didática é entendida como um conjunto de ações necessárias para tornar o conhecimento científico em um conhecimento que possa ser entendido pelo aluno.

- O termo saber é comumente utilizado nesta metodologia. E, de acordo com Pinho Alves (2000), é dividido em três níveis: o saber sábio, o saber a ensinar e o saber ensinado. O saber sábio é aquele apresentado nas palavras originais dos seus autores, através de publicações científicas. Sendo entendido como o processo de construção do homem acerca dos fatos da natureza. O saber a ensinar trata-se de um produto organizado e hierarquizado, advindo de um processo de descontextualização do saber sábio e presente em livros-textos e manuais de ensino, com uma ideia sequencial de apresentação de conteúdos. Por fim, o saber ensinado é a realidade vigente em uma sala de aula, que possui o fator imprevisibilidade.

A partir do exposto, a transposição didática do presente trabalho consistiu em elaborar e aplicar práticas pedagógicas, com o intuito de transpor o conhecimento da astronomia, de nível de ensino médio e de graduação, para um conhecimento que possa ser compartilhado com discentes do ensino médio, tanto a partir de seus próprios saberes, quanto a partir dos saberes da literatura acadêmica.

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De forma que tanto os conteúdos a serem trabalhados quanto o formato da abordagem foram pensados previamente para uma melhor compreensão dos alunos.

Para tal, inicialmente buscou-se compreender as maiores dificuldades dos alunos e em como seria possível trazer outras estratégias de ensino para facilitar o processo de ensino-aprendizagem dos conteúdos referentes ao terceiro ano do ensino médio. Baseado em observações no âmbito escolar, foi possível perceber que, em geral, os conteúdos de Astronomia não são contemplados nas aulas regulares. Embora seja uma área presente nas diretrizes curriculares para o ensino da disciplina e que gera certa curiosidade dos discentes. Deste modo, com relação aos conteúdos foi decidido, em um primeiro momento, para acompanhar a sequência bimestral, trabalhar com conceitos de eletrostática e, posteriormente, com outros temas. Alinhando esse fato à estratégia de transposição didática tomou-se a decisão de relacionar os fenômenos físicos relativos à eletricidade com conceitos astronômicos.

Dentro de todo esse contexto, foi observado que um dos conceitos mais abstratos para os alunos é o de campo elétrico. O passo posterior foi identificar quais conteúdos de Astronomia seriam possíveis de fazer essa conexão. O tema escolhido foi o Sol e seu campo elétrico, e, a partir de então, começou-se a preparar um material de apoio/estudo dirigido fazendo a correlação entre o assunto já visto em sala de aula e uma aplicação prática. Posteriormente tal procedimento foi replicado a outros conteúdos de Astronomia, bem como explorada sua aplicabilidade na Física, sempre no âmbito dos conteúdos desenvolvidos nos respectivos bimestres.

Ainda, vale mencionar que também é do âmbito deste trabalho a quantificação dos resultados obtidos. Com isto há oportunidade de discussão sobre diferentes vieses, em distintos níveis.

Iremos, aqui, citar três classes de resultados: os textos de auxílio produzidos, a aplicação do conteúdo astronômico em sala de aula, e a análise das respostas. A fim de exemplificação e escopo deste resumo serão mencionados apenas os resultados relativos à análise do campo elétrico do Sol.

Para uma melhor compreensão, os textos foram divididos em diferentes seções. Como resultado, as seções ficaram objetivas o suficiente para que os conceitos fossem indicados, ao mesmo tempo que os conteúdos previamente trabalhados em sala foram conectados aos conceitos astronômicos. Deste modo as seções criadas trataram da formação e estrutura do Sol, seu campo elétrico e os levantamentos de dados mais recentes. Para a obtenção dos resultados apresentados algumas dificuldades foram superadas. Entre elas, em especial, obter um texto equilibrado entre aprofundamento na parte de astronomia e conceituações que foram apresentadas em sala de aula. Após a produção do texto, o mesmo foi entregue em sala de aula, em interação com os discentes, como descrito a seguir.

Foi escolhida para a primeira aplicação uma turma do terceiro ano regular. A apresentação foi conduzida a partir do conhecimento dos alunos sendo possível perceber que já havia certo conhecimento prévio sobre astronomia e eletricidade. Alguns estudantes souberam descrever interações que produzem o campo elétrico de maneira geral, além das relações de cargas elétricas com força elétrica e potencial elétrico. Um comentário a ser feito é que durante a condução da atividade, os alunos foram capazes de relacionar o conteúdo da apresentação sobre sistema

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solar com outros conteúdos já vistos em anos anteriores (exemplo: transmissão de calor).

Do ponto de vista quantitativo o número de respostas limitou uma análise mais profunda. Este resultado, em si, também produziu análises interessantes. Por exemplo, apesar da baixa adesão aos questionários apresentados, ao final dos textos, as respostas entregues estavam de acordo com o apresentado. Além disso, vale mencionar que essa diferença, entre a quantidade de questionários entregues e recebidos, também reflete o impacto do dia escolhido para a atividade. Isso porque, como foi definido um dia tendente ao fim de cada bimestre, a proximidade com as provas criou um viés para o trabalho.

Por fim, entre os resultados obtidos pelos questionários ficou visível a diferença nas individualidades da escrita entre as respostas. Por fim de exemplificação, seguem, abaixo, duas respostas com níveis de profundidade distintos para a pergunta: "Na atual fase de evolução do Sol, qual elemento é produzido? Esta síntese é realizada a partir de qual elemento?"

Resposta do discente A: "Entre as fases da vida de uma estrela, o período mais longo é a chamada sequência principal, onde Hélio é produzido a partir do Hidrogênio."

Resposta do discente B: "Hélio. Produzido a partir do hidrogênio."

O que pode indicar a diferença tanto de fundamentos quanto da capacidade de exposição de cada discente. Trabalhos futuros podem ser realizados em prol de uma investigação mais conclusiva.

Haja visto o caráter pioneiro do presente trabalho, nas instituições em que o mesmo foi desenvolvido, é importante ressaltar que todas as expectativas foram alcançadas. Deste modo, fica evidente que o presente trabalho pavimenta a possibilidade da replicação do mesmo em diferentes colégios, e com diferentes conteúdos. Ainda, em um panorama mais geral, é possível buscar a mesma aplicabilidade, do trabalho aqui apresentado, mas a partir de outras áreas de conhecimento científico. Como, por exemplo, outras áreas da física, incluindo todas aquelas desenvolvidas no departamento de física da UFRRJ.

## Referências

CHEVALLARD, Y. La transposición didáctica: del saber sabio al saber enseñado. La Pensée Sauvage, Argentina, 1991.

FILHO, K. S. O.; SARAIVA, M. d. F. O. Astronomia & Astrofísica. Livraria da Física, 2004.

GREGORIO-HETEM, J.; JATENCO-PEREIRA, V. Fundamentos da Astronomia - Capítulo 7. IAG/USP, 2010.

HALEKAS, J. et al. The sunward electron deficit: A telltale sing of the sun's electric potencial. The Astrophysical Journal, IOP Publishing, v. 916, n. 1, p. 16, 2021.

PINHO ALVES, J. Regras da transposição didática aplicada ao laboratório didático. Caderno brasileiro de ensino de Física, v. 17, n. 2, p. 174-188, 2000.

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