Uma proposta lúdica utilizando o Relógio de Sol para formação de professores no Ensino de Física e Astronomia

## Uma proposta lúdica utilizando o Relógio de Sol para formação de professores no Ensino de Física e Astronomia

## Bernardo Corrêa Massaud 1 , Rafaela Ribeiro da Silva 2 ,Gabriel Fernandes Silva³, Rodrigo Trevisano de Barros 4 , Lais Rodrigues da Silva 5

- 1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro, bmassaud@gmail.com
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Instituto Oswaldo Cruz (Fundação Oswaldo Cruz), Museu Ciência e Vida, rafaelasilva@aluno.fiocruz.br 3 Universidade do Estado do Rio de Janeiro, silva.gabriel\_2@graduacao.uerj.br 4 Colégio Pedro II, rodrigo.barros.1@cp2.edu.br

- 5 Instituto de Física Armando Dias Tavares/UERJ, lais.silva@uerj.br

## Resumo

O trabalho integra-se em um conjunto de ações do Núcleo de Investigação e Ensino de Ciências do Colégio Pedro II e da Rede de Divulgação Científica do Instituto de Física da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Esta sequência didática discute o uso do relógio de Sol como uma ferramenta didática na formação de professores no ensino de Física e Astronomia, aplicado em uma disciplina universal que abrange os cursos de Física, Biologia e Pedagogia na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). A atividade visou aproximar os licenciandos de conceitos astronômicos e físicos fundamentais, como a rotação da Terra e o movimento aparente do Sol, utilizando um recurso histórico e cultural com base na Astronomia Cultural. Assim, trazendo a Lei 11.645/08 para o nível superior como determinado pelo Parecer 03/2204, possibilita-se uma formação que contemple a lei e criam-se possibilidades desses futuros professores estarem mais preparados para atuação de um ensino antirracista. A metodologia combinou uma abordagem prática e reflexiva, promovendo um aprendizado significativo ao conectar ciência e cultura. Os resultados indicaram que o relógio de Sol, ao ser construído e utilizado pelos próprios estudantes, facilitou a compreensão e despertou interesse, demonstrando ser um valioso recurso interdisciplinar.

Palavras-chave : Ensino de Astronomia, Formação de professores, Lei 11.645/08.

## Introdução

A cultura é o processo social de organização das ideias, onde a enculturação científica se destaca como um componente essencial desse processo (Gramsci, 1978). Ela não apenas introduz o conhecimento científico nas disputas discursivas que permeiam a sociedade, mas também molda como essas ideias são transmitidas e entendidas ao longo do tempo.

Ao adotar a perspectiva de que a física é um produto da cultura humana, reconhecemos sua íntima ligação com os contextos sociais, históricos e culturais em que é produzida. Este entendimento nos leva a questionar a ideia de neutralidade do conhecimento científico, ressaltando sua influência e impacto nas dinâmicas sociais e políticas. Assim, educar em física não se restringe à mera transmissão de fatos e teorias, mas envolve uma profunda reflexão sobre como esses conhecimentos são construídos e aplicados na prática.

Os processos educativos emancipatórios, portanto, não devem apenas fornecer conhecimentos técnicos, mas também capacitar os indivíduos a se

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

perceberem como agentes históricos, culturais e políticos. Isso implica ampliar suas visões de mundo, preparando-os para participar ativamente das transformações sociais e políticas, enfrentando e compreendendo as contradições presentes na realidade contemporânea.

Uma escola verdadeiramente emancipatória não se limita a preparar os estudantes para o mercado de trabalho, mas os equipa com ferramentas críticas e analíticas para que possam enfrentar as estruturas de poder existentes. Isso envolve não apenas a compreensão teórica, mas também a prática cotidiana de colocar em questão as narrativas dominantes e promover mudanças significativas na sociedade.

- O artigo primeiro do Parecer 03/2204 (Brasil,2004) traz a determinação para as Instituições de Ensino Superior incluírem nos seus conteúdos das disciplinas e atividades curriculares dos cursos a Educação das Relações Étnico-Raciais. Assim a disciplina eletiva definida denominada Ensino e Desenvolvimento de Projetos tem em suas atividades da ementa o debate de direitos humanos na ciência, atendendo aos cursos de Pedagogia, Biologia e Física da UERJ. Essa sequência didática foi desenvolvida para esses professores em formação, abrangendo a determinação legal da Lei 11.645/08 (Brasil,2008).

Ensinar Física e Astronomia para além dos conceitos abstratos e fórmulas matemáticas representa um desafio constante na educação científica. A aprendizagem significativa, como proposta por Ausubel (1968), sugere que novos conhecimentos são mais bem assimilados quando se relacionam a conceitos já existentes na estrutura cognitiva dos alunos. Nesse contexto, a inserção de elementos culturais e históricos pode transformar a aprendizagem em uma experiência rica e engajadora, conectando o conteúdo ao cotidiano dos estudantes.

- O uso do relógio de Sol, uma das ferramentas mais antigas para a medição do tempo, oferece um meio tangível para explorar temas da Astronomia, como a rotação da Terra, o movimento aparente do Sol e o conceito de tempo solar (Langhi e Nardi, 2014). Este trabalho apresenta uma oficina pedagógica realizada na UERJ, em 2024, durante uma aula de Astronomia Cultural que empregou o relógio de Sol como recurso pedagógico para ensinar Física e Astronomia de forma interdisciplinar.

Essa proposta de aula mesclou matemática básica, montagem de tabela e interpretação dos dados entre o material entregue, com muita 'mão na massa' e criatividade, propondo aos alunos a imaginar e conhecer como podem se orientar pela posição do sol da mesma forma que outras sociedades fazem. Optamos pela utilização de uma montagem de nascer do sol do Stellarium, esse é um software de astronomia para visualização do céu nos moldes de um planetário, com uma régua que marca os horários de nascer e pôr do sol, para simular uma observação anual do movimento aparente do sol.

- O ensino de conceitos astronômicos e físicos muitas vezes se apresenta de maneira abstrata, o que pode dificultar a compreensão por parte dos estudantes. Ao utilizar o relógio de Sol - um instrumento histórico e cultural - como ferramenta didática, cria-se uma ponte entre a ciência e a cultura, facilitando a conexão entre o conhecimento teórico e sua aplicação prática.

A partir da abordagem da Astronomia Cultural, conforme Jafelice (2016), buscamos romper com a visão cultural dominante que muitas vezes permeia o ambiente no qual os alunos estão inseridos. Nosso objetivo é promover o reconhecimento da diversidade de povos e das múltiplas formas de interpretar o

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mundo e a natureza. Isso significa valorizar diferentes perspectivas culturais, sem reforçar a ideia de superioridade de uma etnia sobre a outra, como enfatizado por Chiosini e Leite (2023). Ao adotar essa postura, pretendemos estimular a compreensão de que cada cultura possui suas próprias formas de saber, sem hierarquias ou comparações que perpetuam desigualdades. Desta forma, a formação de professores pode contribuir para a sala de aula ser um espaço de diálogo e respeito às diferenças, promovendo uma visão mais inclusiva e equilibrada sobre a diversidade cultural e suas formas de interação com o meio ambiente.

## Referencial teórico

A pedagogia de projetos visa proporcionar ao aluno uma aprendizagem prática, onde ele se reconhece como autor de suas produções. Nesse processo, questões investigativas incentivam o estudante a aplicar conceitos já conhecidos e a descobrir novos conhecimentos ao longo do desenvolvimento do projeto. O aprendizado acontece enquanto o aluno produz, levanta questionamentos, pesquisa e estabelece conexões que estimulam novas descobertas e a construção contínua de saberes. Assim, o papel do professor se transforma, deixando de ser apenas um transmissor de informações e assumindo uma postura de facilitador, orientando o processo de aprendizado do aluno.

As oficinas pedagógicas configuram-se como uma metodologia de ensino colaborativa, que promove o trabalho em grupo e a construção coletiva do conhecimento. Conforme Candau (1999), esse formato de atividade permite a criação de um saber que não se limita ao resultado final do processo, mas se constrói ao longo da análise da realidade, da confrontação de ideias e do intercâmbio de experiências. Dessa forma, o conhecimento é fruto tanto da interação entre os participantes quanto da reflexão crítica sobre o tema proposto.

Apesar de ainda serem pouco exploradas no contexto educacional, as oficinas pedagógicas favorecem a articulação entre diferentes níveis de ensino e integram distintos tipos de saberes, como o saber popular e o saber científico transmitido pela escola. Ao aproximar essas diferentes formas de conhecimento, elas enriquecem o processo de ensino-aprendizagem e oferecem suporte tanto para a formação inicial dos professores quanto para o aprimoramento de sua prática docente. Além disso, as oficinas pedagógicas desempenham um papel importante na construção ou fortalecimento de vínculos interpessoais dentro da escola, promovendo um ambiente colaborativo e de troca entre alunos e professores. Essa metodologia potencializa a interação social e contribui para o desenvolvimento de habilidades críticas e reflexivas.

## Atividade

A sequência didática visou proporcionar uma experiência interdisciplinar para o ensino de conceitos fundamentais de Física e Astronomia por meio da construção e utilização de relógios de Sol. A proposta integrou elementos culturais e históricos para promover uma aprendizagem significativa e engajadora. A atividade foi especialmente elaborada para estudantes de licenciatura em Física ou áreas afins. A atividade foi estruturada em quatro momentos de 50 minutos cada, combinando abordagem teórica, prática, reflexiva e colaborativa como mostra a tabela 1 abaixo:

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Tabela 01: Sequência didática.

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- ● Refletir sobre a aprendizagem e discutir a eficácia da atividade.
- ● Pedir um Feedback oral e um relato por escrito para avaliar a experiência de aprendizagem dos alunos.

Figura 01: Kit relógio de sol papel (quatro imagens montadas com o Stellarium). Equinócios na parte superior e solstícios na parte inferior (verão à esquerda e inverno à direita).

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Figura 02: Observatório solar indígena (direita inferior). Relógios de Sol em miniatura.

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- O momento de introdução teórica utilizou as referências de Germano Afonso, um astrônomo indígena reconhecido por suas contribuições à etnoastronomia. Afonso dedicou-se ao estudo das concepções astronômicas de diversas culturas, especialmente dos povos indígenas brasileiros, como os Tupis-Guaranis. Seu trabalho destaca a importância de entender o céu não apenas sob a ótica científica ocidental, mas também através dos olhos das culturas tradicionais, que possuem conhecimentos ricos e singulares sobre o cosmos. A etnoastronomia, como defendida por Afonso (2004), serve como uma ponte entre a ciência e a cultura, valorizando as narrativas e os saberes ancestrais que interpretam os fenômenos celestes de formas que dialogam com o cotidiano, o território e a espiritualidade de cada povo.

Ao incluir essas perspectivas no ensino de astronomia, os educadores tiveram a oportunidade de construir uma prática pedagógica mais abrangente e significativa, que não só abordou conhecimento científico, mas também promoveu o respeito e a valorização da diversidade cultural. A partir do entendimento de que o céu pode ser lido de múltiplas maneiras, abre-se um espaço para um diálogo intercultural que enriquece o processo de ensino e aprendizado.

Neste contexto, o uso do 'Stellarium' , um software gratuito de planetário digital, foi uma proposta pedagógica valiosa. Este software oferece a possibilidade de trocar entre diferentes representações culturais do céu, permitindo que se visualize constelações de diversas culturas, como as ocidentais e indígenas. Essa funcionalidade possibilitou a inclusão de representações como as constelações dos Tupis-Guaranis, abordadas por Germano Afonso, ampliando a compreensão de futuros professores e alunos sobre a diversidade de leituras e significados atribuídos ao cosmos.

- O Stellarium ao ser integrado nas práticas de ensino, permite aos educadores não apenas demonstrar fenômenos astronômicos em tempo real, mas também explorar uma diversidade de tradições e histórias culturais que observam o céu com outros olhares. Ele se torna, portanto, uma ferramenta poderosa para que os futuros professores possam trazer para suas aulas uma abordagem mais inclusiva, que respeite e dialogue com os saberes ancestrais e promova um ensino da astronomia que seja ao mesmo tempo científico e humano. Dessa forma, a astronomia é ensinada como uma ciência viva , que se enriquece ao considerar as contribuições culturais de diferentes povos e suas relações com o universo.

A prática lúdica foi uma narrativa lúdica na qual cada grupo se tornou parte de uma aldeia, treinando para ser o futuro Xamã. Inicialmente, o Xamã pediu para cada grupo observar o movimento aparente do Sol e entregar a ele um modelo que preveja os dias mais quentes e frios do ano. O material fornecido aos discentes está descrito na tabela 1. Essa atividade tem a possibilidade de ser uma atividade ao ar livre, se utilizando de materiais como bastões, linhas, giz ou pedras, como orientado por Afonso (2007).

Caso seja uma atividade dentro de sala, utiliza-se o exemplo da figura 2, simulando o movimento aparente do Sol de acordo com o kit apresentado que já possui os ângulos necessários e reproduz-se no Gnomo improvisado. A partir da construção da tabela e cálculo de quantas horas de sol tiveram durante os quatro momentos apresentados no ano, levou-se a resposta ao 'Xamã' para a conferência do resultado dos grupos e as simulações dos Gnomos.

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Por fim, encerrou-se a atividade com o último momento em uma roda de conversa, trazendo a fala dos participantes e a construção de um relato, por grupo, do que foi apresentado e aprendido nos momentos anteriores. Logo após, o 'Xamã' recolheu os relatos, e relembrou pontos da parte teórica apresentada no primeiro momento, finalizando a atividade.

## Considerações Finais

Por meio dessa abordagem, esperamos que os estudantes tenham desenvolvido uma compreensão mais aprofundada dos conceitos astronômicos e físicos relacionados ao movimento da Terra e ao tempo solar aparente. Além disso, a atividade proposta incentivou o pensamento crítico e despertou a curiosidade científica, estimulando os alunos a refletirem sobre como diferentes culturas, ao longo da história, utilizaram o Sol para medir o tempo e orientar suas rotinas. Apresentamos aos futuros professores essa proposta de atividade com participação ativa, explorando a capacidade dos alunos de refletirem criticamente sobre os conceitos abordados e a criatividade na construção e utilização dos relógios de Sol.

Por motivo de tempo ao final da atividade, a roda de conversa se resumiu ao feedback oral dos participantes e não foi exigido o relato por escrito aos licenciandos. Com respeito ao feedback, destacamos uma das reações dos alunos que diz 'mas o dia não tem 24h? E esse dia tem 13h de luz solar (…) então tem mais dia que noite.'. Este comentário revela uma construção do conceito das estações do ano sendo fundamentada, mostrando o potencial da proposta apresentada.

A oficina apresentada é fundamental para a construção de um ensino antirracista na formação de professores e para a integração entre Astronomia e Física, promovendo uma aprendizagem de ciências mais significativa e contextualizada, em conformidade com a Lei 11.645/08. Sugere-se que atividades pedagógicas futuras explorem ferramentas semelhantes, que conectem ciência e cultura, contribuindo para uma educação científica mais inclusiva, interdisciplinar e alinhada à realidade social dos estudantes.

## Referências

AUSUBEL, D. P. The Psychology of Meaningful Verbal Learning. New York: Grune &amp; Stratton, 1968.

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AFONSO, G.B. Mitos e Estações no Céu Tupi-Guarani. Scientific American Brasil (Edição Especial: Etnoastronomia), v. 14, p. 46-55, 2006

AFONSO, G. B. Determinação dos Pontos Cardeais com o Gnômon. Astronomy Brasil, v. 2, p. 76-77, 2007

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BRASIL. Lei nº 11645/08. Altera a lei nº 9.394, de 20 de dezembro de 1996, modificada pela lei nº 10.639, de 9 de janeiro de 2003, que estabelece as diretrizes

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e bases da educação nacional, para incluir no currículo oficial da rede de ensino a obrigatoriedade da temática 'História e Cultura Afro-brasileira e indígena'. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 10 de março de 2008. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil\_03/\_ato2007- 2010/2008/lei/l11645.htm. Acesso em: 06 set. 2024.

CANDAU, V. M., ZENAIDE, M. N. T. Oficinas Aprendendo e Ensinando Direitos Humanos, João Pessoa: Programa Nacional de Direitos Humanos; Secretaria da Segurança Pública do estado da Paraíba; Conselho Estadual da Defesa dos Direitos do Homem e do Cidadão, 1999.

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CHIOSINI, E. e LEITE, C. O enfoque antropológico de jafelice e suas potencialidades para o ensino de astronomia. XXV Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2023.

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