AstroAR: PERCEPÇÕES DE ESTUDANTES SOBRE O USO DE UM APLICATIVO DE REALIDADE AUMENTADA PARA O ENSINO DE ASTRONOMIA.

## AstroAR: PERCEP,ÍES DE ESTUDANTES SOBRE O USO DE UM APLICATIVO DE REALIDADE AUMENTADA PARA O ENSINO DE ASTRONOMIA.

V%ngila dos Santos Nogueira Lemos 1 , Felipe dos Santos Costa 2 , Gl‡ucia Nunes de Souza da ConceiGLYPH<141>‹o 3 Erick Elisson Hosana Ribeiro 4

1 Universidade do Estado do Par‡, vangila.fisica2019@gmail.com

2 Universidade do Estado do Par‡, f.santoscosta095@gmail.com

3 Universidade do Estado do Par‡, glaucianuns@yahoo.com.br

4 Universidade do Estado do Par‡, erick.ribeiro@uepa.com.br

## Resumo

O ensino de astronomia nas escolas, alŽm de pouco desenvolvido e abordado em geral, enfrenta v‡rios desafios, dados os mŽtodos de ensino tradicionais empregados, por se tratar de um campo com conceitos muito abstratos e complexos. Por isso Ž necess‡rio promover novas metodologias e recursos did‡ticos que possam favorecer o processo de ensino-aprendizagem. Com base nisso, tratando-se de uma pesquisa qualitativa, o objetivo central deste trabalho Ž analisar as percepGLYPH<141>›es de estudantes acerca do uso de um aplicativo de Realidade Aumentada (RA) para dispositivos m-veis na construGLYPH<141>‹o de conceitos sobre o Sistema Sol-Terra-Lua (STL) no contexto da educaGLYPH<141>‹o b‡sica. Para isso, foi realizada a construGLYPH<141>‹o de um aplicativo que utiliza o recurso da Realidade Aumentada , o qual foi utilizado durante a realizaGLYPH<141>‹o de uma SequGLYPH<144>ncia Did‡tica de Ensino Investigativo com alunos do 3¼ ano do Ensino mŽdio, abordando conceitos de astronomia que se limitaram ao sistema Sol-Terra-Lua (STL). A coleta de dados ocorreu por meio da aplicaGLYPH<141>‹o de question‡rios para analisar os conceitos constru'dos e o feedback dos alunos sobre a navegabilidade e utilizaGLYPH<141>‹o do aplicativo. A partir dos resultados obtidos e da an‡lise dos dados, foi poss'vel perceber que o App contribuiu significativamente na construGLYPH<141>‹o dos conceitos propostos sobretudo pela imers‹o e visualizaGLYPH<141>‹o de conceitos e fen™menos complexos e abstratos relacionados ao sistema STL.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia; Realidade Aumentada; Aplicativo para dispositivos m-veis;

## IntroduGLYPH<141>‹o

A Astronomia, apesar de ser uma das ciGLYPH<144>ncias mais antigas do mundo, no entanto nos dias de hoje enfrenta muitos desafios em sua efetivaGLYPH<141>‹o no %mbito da educaGLYPH<141>‹o b‡sica, devido sobretudo ˆ abstraGLYPH<141>‹o de seus conceitos, bem como a dist%ncia dos seus objetos de estudo que em sua maioria n‹o podem ser vistos a olho nu. De acordo com a Base nacional Comum Curricular (BNCC) (MinistŽrio da EducaGLYPH<141>‹o, 2018), o ensino de Astronomia comeGLYPH<141>a no 1¼ ano do ensino fundamental introduzindo conceitos relacionados ˆ Sucess‹o dos Dias e das Noites, e de maneira gradativa a cada ano novos conceitos s‹o introduzidos, formando uma base para o Ensino MŽdio, n‹o qual, dentro da tem‡tica ÒVida, Terra e CosmosÓ Ž proposto o estudo dos movimentos do sistema Sol, Terra e Lua, teorias e outros conceitos como origem e evoluGLYPH<141>‹o do universo, alŽm de abordagens de aspectos culturais da astronomia. (Carvalho e Ramos, 2020, p. 93).

Para superar ou minimizar as barreiras na abordagem destes temas, o uso de recursos digitais tais como softwares de simulaGLYPH<141>‹o e de realidade virtual e torna uma importante ferramenta (MinistŽrio da EducaGLYPH<141>‹o, 2018) e neste sentido, Ž

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necess‡rio repensar a forma de ensinar astronomia introduzindo recursos que favoreGLYPH<141>am seu ensino-aprendizado. Assim a Realidade Aumentada (RA) surge como uma ferramenta promissora para o ensino, pois o uso da sobreposiGLYPH<141>‹o de objetos virtuais ao ambiente real pode proporcionar uma abordagem lœdica e imersiva, enriquecendo o aprendizado.

Com base nisso, este estudo teve como objetivo analisar as percepGLYPH<141>›es sobre o uso de um aplicativo de Realidade Aumentada (RA) para dispositivos m-veis na construGLYPH<141>‹o de conceitos sobre o Sistema Sol-Terra-Lua (STL). Para isso, foi necess‡rio: a construGLYPH<141>‹o de um aplicativo de RA para dispositivos m-veis; o levantamento dos conceitos prŽvios dos alunos; a construGLYPH<141>‹o de uma SequGLYPH<144>ncia de Ensino Investigativo (SEI); e uma an‡lise sobre aspectos da utilizaGLYPH<141>‹o do aplicativo e sua contribuiGLYPH<141>‹o no processo de aprendizagem dos conceitos trabalhados.

Esse estudo, de cunho qualitativo, contou com a participaGLYPH<141>‹o de uma turma do 3¼ ano do Ensino MŽdio, com 19 alunos de uma escola pœblica do munic'pio de Castanhal-PA. Ap-s a construGLYPH<141>‹o do App, nomeado AstroAR, a elaboraGLYPH<141>‹o e aplicaGLYPH<141>‹o da SequGLYPH<144>ncia de Ensino Investigativo, os dados coletados no processo a partir de question‡rios de sondagem e de concepGLYPH<141>›es finais foram analisados utilizando alguns princ'pios da An‡lise de Conteœdo de Bardin (1977).

## Um breve panorama sobre o Ensino de Astronomia no Brasil

O ensino de Astronomia no Brasil, de acordo com Iachel e Nardi (2014), se destacou a partir da tese de Rodolpho Caniato em 1973, intitulada "Um projeto brasileiro para o ensino de F'sica", sendo interesse n‹o apenas na ‡rea da educaGLYPH<141>‹o, mas tambŽm em outras esferas da sociedade. A discuss‹o foi impulsionada por trabalhos subsequentes ao longo das dŽcadas seguintes, culminando na efetivaGLYPH<141>‹o do ensino de Astronomia no Curr'culo brasileiro a partir da criaGLYPH<141>‹o dos Par%metros Curriculares Nacionais (PCN), no ano de 1998 (Carvalho; Ramos, 2020).

No ano de 2018, ap-s v‡rias discuss›es sobre a estrutura curricular brasileira, foi estabelecida a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) (MinistŽrio da EducaGLYPH<141>‹o, 2018), e a partir de ent‹o atŽ o presente momento tem norteado o planejamento e a execuGLYPH<141>‹o do ensino de CiGLYPH<144>ncias no Brasil. No caso da Astronomia, o ensino deve ser integrado desde o 1¼ ano do Ensino Fundamental, inserido na tem‡tica "Terra e Universo". Os conteœdos, delineados como Objetos de Conhecimentos , comeGLYPH<141>am com conceitos b‡sicos tais como Dia e Noite, abordando 1 gradativamente ao longo dos anos alguns t-picos mais avanGLYPH<141>ados como a LocalizaGLYPH<141>‹o do Sistema Solar no Universo. No Ensino MŽdio, a Astronomia Ž tratada de forma mais abrangente, abarcando todas as sŽries e sendo parte da tem‡tica "Vida, Terra e Cosmos".

Apesar disso, pesquisas vem apontando que nas ultimas dŽcadas o ensino de astronomia ainda Ž pouco abordado nas escolas (Langhi e Nardi, 2010, p. 4402-2 apud Bretones 2000; Maluf 1999). S‹o v‡rios os desafios enfrentados no cen‡rio do ensino de Astronomia, como destacam os autores (Caretta et al, 2003), (Marchi, 2013) e (Langhi, 2008), sendo eles a existGLYPH<144>ncia de poucos recursos que auxiliem

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no ensino, as dificuldade na associaGLYPH<141>‹o dos conceitos dado a abstraGLYPH<141>‹o que em geral envolvem, e erros conceituais que vez por outra s‹o encontrados nos livros did‡ticos.

Segundo a BNCC, o ensino de CiGLYPH<144>ncias deve promover o letramento cient'fico proporcionando um saber e uma aproximaGLYPH<141>‹o com o conhecimento cient'fico, bem como com processos, pr‡ticas e procedimentos da investigaGLYPH<141>‹o cient'fica, para isso, a pr-pria BNCC entende Ž necess‡rio que os estudantes sejam Òprogressivamente estimulados e apoiados no planejamento e na realizaGLYPH<141>‹o cooperativa de atividades investigativas, bem como no compartilhamento dos resultados dessas investigaGLYPH<141>›esÓ (MinistŽrio da EducaGLYPH<141>‹o, 2018).

## O uso de Tecnologias digitais no ensino: A Realidade Aumentada e a Astronomia na BNCC.

As Tecnologias da InformaGLYPH<141>‹o e ComunicaGLYPH<141>‹o (TICs) tGLYPH<144>m desempenhado um papel cada vez mais relevante na educaGLYPH<141>‹o, transformando a maneira como os alunos aprendem e os professores ensinam. Podemos considerar as TICs como um "[...] um conjunto de recursos tecnol-gicos que, se estiverem integrados entre si, podem proporcionar a automaGLYPH<141>‹o e/ou a comunicaGLYPH<141>‹o de v‡rios tipos de processos existentes nos neg-cios, no ensino e na pesquisa cient'ficaÓ (Mendes, 2008)

Atualmente, a BNCC incorpora em seu corpo as Tecnologias Digitais de InformaGLYPH<141>‹o e ComunicaGLYPH<141>‹o (TDICs), e por meio das CompetGLYPH<144>ncias Espec'ficas promovem a sua inclus‹o em sala de aula, como na competGLYPH<144>ncia "EM13CNT204" que prop›e

"Elaborar explicaGLYPH<141>›es, previs›es e c‡lculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na an‡lise das interaGLYPH<141>›es gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulaGLYPH<141>‹o e de realidade virtual, entre outros) (MinistŽrio da EducaGLYPH<141>‹o, 2018).

Nesse contexto, a Realidade Aumentada (RA) se destaca como uma possibilidade muito interessante por se tratar de uma tecnologia que sobrep›e elementos virtuais ao ambiente real por meio de dispositivos tecnol-gicos, proporcionando uma experiGLYPH<144>ncia imersiva e interativa.

A associaGLYPH<141>‹o da RA com a Astronomia pode possibilitar uma sŽrie de vantagens para o processo educacional. Dentre elas, a visualizaGLYPH<141>‹o interativa e a imers‹o nos fen™menos astron™micos tais como os movimentos do sistema STL, os eclipses, dentre outros eventos celestes, despertando a curiosidade e o interesse dos estudantes, tornando a aula envolvente participativa. Essa abordagem din%mica e realista Ž ressaltada por Cardoso et al. (2014, p.332) ao afirmarem que Òesse recurso tecnol-gico torna-se extremamente eficiente por possuir a capacidade de exibir objetos, [...], no contexto solicitado pelo docente, sem ter que ficar imaginandoÓ, o que pode tornar o aprendizado mais acess'vel, facilitando a compreens‹o de conceitos astron™micos desafiadores.

## Processo de criaGLYPH<141>‹o do App

A criaGLYPH<141>‹o do aplicativo AstroAR partiu de uma ideia original e contou com a utilizaGLYPH<141>‹o de duas plataformas, a Vuforia ª, um Software Development Kit (SDK), e a Unity , uma plataforma para desenvolvimento de programas e jogos, utilizando a

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linguagem de programaGLYPH<141>‹o C#. De forma complementar, a plataforma Chat GPT-3.5 foi empregada para suporte no desenvolvimento dos c-digos na Unity , e seu uso se restringiu somente ˆ ‡rea de programaGLYPH<141>‹o. AlŽm disso, o app Ž um prot-tipo em desenvolvimento que usa o mŽtodo de Rastreamento de Superf'cie . 2

O processo de construGLYPH<141>‹o do AstroAR envolveu a criaGLYPH<141>‹o da estrutura funcional (Cenas) no Unity , abrangendo elementos como o Ambiente do Menu, C%mera e Quiz. A integraGLYPH<141>‹o das plataformas Vuforia e Unity permitiu a construGLYPH<141>‹o do ambiente de interaGLYPH<141>‹o virtual da c%mera. A simulaGLYPH<141>‹o da f'sica Ž nativa da Unity e alguns ajustes de proporGLYPH<141>‹o foram feitas para que fosse poss'vel a visualizaGLYPH<141>‹o dos corpos em tela, como no caso do Sol em relaGLYPH<141>‹o a da Terra.

Figura 1 - C%mera do AstroAR apresentando o sistema STLFonte: Pr-pria dos autores

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## Resultados e Discuss›es

Os resultados e a an‡lise disposta a seguir derivam dos dados coletados por meio de question‡rios aplicados na œltima etapa da SEI, tendo em vista a utilizaGLYPH&lt;141&gt;‹o e as contribuiGLYPH&lt;141&gt;›es que o App proporcionou aos alunos para o entendimento dos conceitos. Para organizar os dados, foi feita a codificaGLYPH&lt;141&gt;‹o dos estudantes no formato ÒE07" que significa estudante dezessete, e assim sucessivamente, para em seguida, proceder a an‡lise com base nos princ'pios de Bardin (1977), elaborando categorias de an‡lise a partir das unidades de registro, resultando no quadro abaixo.

Quadro 1 - Categorias Finais acerca do uso do App pelos alunos

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## Fonte: Pr-pria dos autores

A primeira categoria se refere ˆs respostas dos alunos que citaram haver, ou n‹o, algum n'vel de dificuldade na utilizaGLYPH&lt;141&gt;‹o pr‡tica do app , assim como tambŽm engloba as respostas que enfatizam uma experiGLYPH&lt;144&gt;ncia positiva em relaGLYPH&lt;141&gt;‹o ao seu uso. AlŽm disso, esta categoria tambŽm incluiu as respostas que apresentam relatos de falhas tŽcnicas quanto ao uso do aplicativo. Conforme as respostas de alguns desses alunos, transcritas abaixo:

E16 : ÒBEM OTIMIZADO, INTERFACE LEGAL, FçCIL DE USARÓ 3 E02: Òo aplicativo n‹o rodou no meu celular.Ó E09: Òfez com que v'ssemos ao invŽs de apenas imaginar.Ó

De forma geral, foi poss'vel perceber que a interface foi bastante intuitiva e f‡cil navegaGLYPH&lt;141&gt;‹o como expressaram alguns estudantes dentre os quais o E16. Entretanto, houve o relato de um caso onde o app n‹o conseguiu ser executado num dispositivo, o que mostra a import%ncia de considerar a disponibilidade de dispositivos com configuraGLYPH&lt;141&gt;›es tŽcnicas adequadas para tal tarefa. AlŽm disso, um aspecto interessante foi a mobilizaGLYPH&lt;141&gt;‹o de uma vis‹o concreta representada pela realidade aumentada do app, "ao invŽs apenas imaginarÓ, mostrando como pode ser importante para alguns estudantes superar a abstraGLYPH&lt;141&gt;‹o envolvida no ensino de astronomia.

A segunda categoria pode ser considerada crucial, pois reflete a perspectiva dos estudantes sobre como o App impactou seu processo de ensino-aprendizagem. Doze dos estudantes consideraram que o App contribuiu na construGLYPH&lt;141&gt;‹o dos conceitos, dentre os quais algumas respostas abaixo demonstram:

E08:

ÒCom ela d‡ de entender melhor os assuntos estudadosÓ

E02: ÒContribui com nosso aprendizado e coisas que eu mesma n‹o sabia.Ó

E10: ÒAjudou a compreender mais sobre os movimentos e as estaGLYPH&lt;141&gt;›es do anoÓ

AlŽm de colaborar com entendimento dos assuntos em relaGLYPH&lt;141&gt;‹o aos conceitos preexistentes dos estudantes, entre os quais os movimentos do sistema STL e as estaGLYPH&lt;141&gt;›es do ano, como revelados pelos estudantes E08 e E10, o app possibilitou a construGLYPH&lt;141&gt;‹o de novos conhecimentos como aponta o estudante E02.

A terceira categoria apresenta as respostas dos alunos em relaGLYPH&lt;141&gt;‹o aos pontos positivos que App apresentou em seus pontos de vista. Em destaque abaixo algumas das respostas dadas:

```
E02: ÒO primeiro Ž as imagens e segundo o quiz.Ó E03: ÒO movimento do sol, terra e luaÓ E05: ÒO uso da realidade, o quiz.Ó
```

Mais uma vez, chama atenGLYPH&lt;141&gt;‹o a contribuiGLYPH&lt;141&gt;‹o do app no aspecto visual, pois conforme o estudante E02 as imagens foram positivas. AlŽm disso, a simulaGLYPH&lt;141&gt;‹o de movimento dos astros a partir da RA tambŽm foram destacadas, mostrando que tal recurso tecnol-gico oferece boas contribuiGLYPH&lt;141&gt;›es para o ensino-aprendizagem em

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astronomia. Por fim, outro ponto relevante foi a inclus‹o de um Quiz para a verificaGLYPH&lt;141&gt;‹o da aprendizagem e que tambŽm se tornou um elemento lœdico e motivador para os usu‡rios do app.

A quarta categoria apresenta as respostas dos estudantes sobre poss'veis melhorias que o app poderia ou deveria apresentar, onde 10 estudantes fizeram alguma sugest‹o e 4 alunos n‹o fizeram sugest›es. Dentre as unidades de registro mais significativas, temos abaixo algumas respostas:

E01:

Òter mais opGLYPH&lt;141&gt;›es para olharmos.Ó

E16:

ÒNa quest‹o de abrir a camera s- isso.Ó

E14:

Òpara mim nada."

Por se tratar de app em desenvolvimento inicial, esta etapa de avaliaGLYPH&lt;141&gt;‹o e poss'veis sugest›es de melhorias Ž fundamental para que o mesmo possa aperfeiGLYPH&lt;141&gt;oar suas funcionalidades e tornar a experiGLYPH&lt;144&gt;ncia do usu‡rio ainda mais significativa e bem sucedida. Neste sentido, uma das reivindicaGLYPH&lt;141&gt;›es foi sobre a possibilidade de Òter mais opGLYPH&lt;141&gt;›esÓ, ou seja, mais conteœdos para navegaGLYPH&lt;141&gt;‹o e modos de navegaGLYPH&lt;141&gt;‹o. Isto demonstra o interesse e a curiosidade que o uso da RA pode trazer ao ensino de astronomia, abrindo novas possibilidades para a discuss‹o de outros temas e conceitos. Do ponto de vista tŽcnico, foi citada uma melhoria no processo de utilizaGLYPH&lt;141&gt;‹o da c%mera do dispositivo, visto que o app utiliza a c%mera nativa dos aparelhos para simular a realidade aumentada. Tal sugest‹o mostra os desafios tŽcnicos envolvidos na criaGLYPH&lt;141&gt;‹o de um app desta natureza que muitas vezes podem exceder os conhecimentos b‡sicos de programaGLYPH&lt;141&gt;‹o e levar o professor/ desenvolvedor a buscar a ampliaGLYPH&lt;141&gt;‹o de seus conhecimentos para encontrar soluGLYPH&lt;141&gt;›es aos estudantes.

De forma geral, com base na an‡lise realizada, foi poss'vel identificar que o uso do aplicativo proporcionou o melhor entendimento dos conteœdos abordados, alŽm de ter proporcionado uma experiGLYPH&lt;144&gt;ncia de imers‹o sobre o que se estava sendo mostrado por meio do App , o que foi poss'vel atravŽs da utilizaGLYPH&lt;141&gt;‹o da RA, evidenciando que esta tecnologia pode exibir objetos com riqueza de detalhes, dentro do contexto em que est‡ inserida, sem necessitar que o estudante tenha apenas que ficar imaginando o objeto (Cardoso et al, 2014). AlŽm disso, os alunos n‹o saprofundaram os conhecimentos que j‡ possu'am, como tambŽm constru'ram novos saberes, o que Ž de grande relev%ncia visto que objetivo central de todo processo de ensino Ž a aprendizagem, e neste sentido a maioria dos estudantes relataram uma experiGLYPH&lt;144&gt;ncia positiva no uso do App para esta finalidade, num contexto em que se est‡ trabalhando com conceitos abstratos, alŽm da din%mica de aprender utilizando seus pr-prios smartphones .

## ConsideraGLYPH&lt;141&gt;›es Finais

O presente trabalho teve o objetivo de analisar e discutir as percepGLYPH&lt;141&gt;›es de estudantes do ensino mŽdio acerca do uso de um aplicativo de RA para dispositivos m-veis na construGLYPH&lt;141&gt;‹o de conceitos sobre o Sistema STL. Por meio dos dados obtidos na pesquisa e conforme resultados apresentados, foi poss'vel identificar que dentre as principais percepGLYPH&lt;141&gt;›es evidenciadas est‹o aquelas relacionadas ˆs contribuiGLYPH&lt;141&gt;›es do app para o processo de compreens‹o e construGLYPH&lt;141&gt;‹o de conceitos . Em relaGLYPH&lt;141&gt;‹o a isso, pode-se concluir que o uso da Realidade Aumentada proporciona uma imers‹o que auxilia na superaGLYPH&lt;141&gt;‹o da abstraGLYPH&lt;141&gt;‹o de conceitos e fen™menos associados aos sistema STL a partir da visualizaGLYPH&lt;141&gt;‹o e simulaGLYPH&lt;141&gt;‹o de movimentos.

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AlŽm disso, o uso de recursos did‡ticos baseados em RA contribui para o engajamento dos estudantes no processo de aprendizagem, tornando-o mais, interessante, interativo e din%mico, conforme foi relatado pelos alunos quando falaram sobre a experiGLYPH&lt;144&gt;ncia no uso do App durante a sequencia did‡tica.

Conforme apresentado, outra dimens‹o dos resultados est‡ relacionada aos aspectos de navegaGLYPH&lt;141&gt;‹o e utilizaGLYPH&lt;141&gt;‹o do App. Neste aspecto, ressalta-se que em geral a usabilidade e navegabilidade s‹o elementos essenciais para que um App possa se configurar como bom recurso did‡tico para o ensino de astronomia, e tais caracter'sticas foram bem avaliadas pelos estudantes na medida em que a maioria n‹o teve dificuldades em localizar funGLYPH&lt;141&gt;›es, realizar simulaGLYPH&lt;141&gt;›es e visualizar o conteœdo. No entanto, condiGLYPH&lt;141&gt;›es tŽcnicas dos dispositivos tambŽm s‹o outro fator importante a ser considerado visando a equidade das oportunidades de aprendizagem, visto que alguns aparelhos tiveram dificuldades em executar o aplicativo e algumas de suas funGLYPH&lt;141&gt;›es.

Por fim, podemos considerar que o uso de aplicativos de RA pode trazer uma sŽrie de contribuiGLYPH&lt;141&gt;›es significativas para ensino de astronomia, superando as abordagens tradicionais e proporcionando um ensino inovador e eficiente, entretanto ao mesmo tempo pode mostrar os desafios que podem ser encontrados durante o uso de recursos tecnol-gicos em sala de aula, fato este que leva a pensar em maneiras de aprimorar os procedimentos de ensino, bem como, refletir sobre estar preparado para os imprevistos. Os acertos e falhas identificadas, bem como as sugest›es de melhorias s‹o de grande import%ncia para o futuro deste projeto, pois trata-se de uma pesquisa ainda em andamento.

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