A FORMAÇÃO DE PROFESSORES E O ENSINO DE ASTRONOMIA: UM ESTUDO DAS TESES E DISSERTAÇÕES DO BRASIL

## A FORMA˙ˆO DE PROFESSORES E O ENSINO DE ASTRONOMIA: UM ESTUDO DAS TESES E DISSERTA˙ÕES DO BRASIL

## TEACHER TRAINING IN THE ASTRONOMY EDUCATION: A STUDY OF BRAZILIAN THESES AND DISSERTATIONS

## FlÆvia Polati Ferreira , Cristina Leite 1 2

1

Mestranda em Ensino de CiŒncias/USP, flavia.polati.ferreira@usp.br

2 Instituto de Física/Departamento de Física Experimental/USP, crismilk@if.usp.br

## Resumo

Nas œltimas dØcadas, principalmente a partir dos anos 90, a pesquisa em ensino de astronomia vem crescendo de maneira acentuada, paralelamente ao aumento do nœmero de programas de pós-graduaçªo e dos grupos de pesquisa espalhados pelo Brasil. Uma das consequŒncias Ø o aumento considerÆvel do nœmero de pesquisas de teses e dissertaçıes no país. Neste sentido, cabe questionar de que maneira os trabalhos de pesquisa realizam investigaçıes acerca do ensino de astronomia. Com isso, neste trabalho pretende-se fazer um estudo das teses e dissertaçıes produzidas no Brasil que propuseram e aplicaram estratØgias de ensino de astronomia na formaçªo inicial e continuada de professores de CiŒncias. Em um levantamento inicial foram encontrados, no período de 1973 e 2011, cerca de 100 trabalhos que possuem em seus títulos, resumos ou palavraschave o termo ensino de astronomia, das quais, 23 continham tambØm termos associados a formaçªo de professores. Para este estudo, foram selecionadas as 11 pesquisas encontradas que apresentaram propostas e atividades aplicadas na formaçªo de professores, das quais analisamos o contexto geral e classificamos os conteœdos de astronomia propostos e as estratØgias didÆticas mais utilizadas. Verificou-se que 8 das pesquisas estudadas tratam da formaçªo continuada de professores e apenas 3 da formaçªo inicial. A maior parte Ø voltada para à professores de Ensino Fundamental, principalmente de CiŒncias, e uma minoria voltada a professores de Ensino MØdio. Encontrou-se uma vasta gama de conteœdos de astronomia propostos, sendo as Características do Sistema Solar e os Fenômenos do Sistema Sol-Terra-Lua os temas mais abordados atravØs da estratØgia de uso de modelos e desenhos . Poucos sªo os temas de astronomia propostos atravØs da estratØgia da Observaçªo do CØu , embora os PCNs sugerem sua importância no ensino de astronomia.

Palavras-chave : ensino de astronomia, formaçªo de professores, teses e dissertaçıes do Brasil.

## Abstract

In the last decades, research in Astronomy Education is growing sharply, parallel to the increasing number of graduate programs, mainly from the 90s, and research groups throughout Brazil. One consequence is the increase in the number of research theses and dissertations in the country. In this sense, it·s interesting to question how the researches propose the astronomy education for teacher training. Thus, this paper aims to make a survey of theses and dissertations produced in Brazil who proposed and implemented strategies for astronomy education in initial

and continuing training of science teachers. In an initial survey were, found between 1973 and 2011, 100 works that have in their titles, abstracts or keywords the term astronomy education, of which 23 also contained terms associated with teacher training. For this study, we selected the 11 researchers found that presented proposals and activities implemented in teacher education. We analyzed their general context, classified the contents of astronomy and the proposed teaching strategies most commonly used. It was found that eight of the research studies deal with the continuing education of teachers and only 3 deal with the initial training. Most are focused on elementary school teachers, especially science teachers and a minority focused on high school teachers. We found a wide range of offered of astronomy, and the Characteristics of the Solar System and the Phenomena of the Sun-Earth-Moon System are the topics most addressed through the use of models and drawings. There are few topics of astronomy proposed through the strategy Observation of Heaven, even if the PCNs suggest its importance in astronomy education.

Keywords : Astronomy Education, teacher training, literature review, theses and dissertations of Brazil.

## Introduçªo

Desde a primeira tese sobre ensino de astronomia produzida no Brasil em 1973, o nœmero de teses e dissertaçıes desta Ærea cresce após a dØcada de 90, indo de 2 para 16 pesquisas em 2002, das quais, 7 delas tem como objetivo investigar as concepçıes sobre temas da astronomia enquanto que apenas 4 tratam da temÆtica formaçªo de professores (BRETONES E MEGID NETO, 2005).

JÆ nos œltimos sete anos, em eventos como o Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF) e algumas das reuniıes anuais da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB) , as publicaçıes em ensino de astronomia passam de 15, entre 2001 e 2002, para 39, entre 2007 e 2008 (CASTRO et al. 2009). Nesses eventos, uma das temÆticas mais investigadas pelos trabalhos de ensino de astronomia Ø concepçıes , assim como nas teses e dissertaçıes encontradas por Bretones e Megid Neto (2005).

Em eventos internacionais, o cenÆrio nªo Ø diferente. Os trabalhos que tratam de questıes do ensino de astronomia apresentados nos colóquios destinados a discussıes sobre educaçªo da International Astronomical Union (IAU) entre os anos 1988 e 2006, somam-se cerca de 300 (BRETONES E MEGID NETO, 2011).

Frente ao espaço que a pesquisa em ensino de astronomia vem ganhando no cenÆrio mundial, realizar um estudo crítico da produçªo pode ter um carÆter reflexivo sobre as particularidades da produçªo da Ærea no período analisado, alØm de poder auxiliar a direcionar os trabalhos de pesquisa de pós-graduaçªo e os avanços na formaçªo de pesquisadores e professores do país.

Neste sentido, o presente trabalho visa compreender como as pesquisas de pós-graduaçªo produzidas no Brasil tratam a temÆtica formaçªo de professores e ensino de astronomia. Analisaram-se teses e dissertaçıes produzidas atØ 2011, procurando responder as seguintes questıes centrais: Quais dissertaçıes e teses tratam da temÆtica formaçªo de professores em astronomia? Quem sªo os professores pœblico alvo de tais trabalhos? Como sªo propostos os conteœdos de astronomia para o ensino-aprendizado de professores?

## Metodologia

Inicialmente, a busca pelos trabalhos de interesse se deu a partir da consulta no Banco de Teses e Dissertaçıes da CAPES , principal site de busca de teses e dissertaçıes no Brasil e no Banco de Teses e Dissertaçıes sobre Educaçªo em Astronomia , da UFSCar, um banco de teses exclusivo aos trabalhos de pesquisa em ensino de astronomia. AtravØs da ferramenta de busca dos sites mencionados, buscou-se pelas palavras mais gerais , 'Ensino de Astronomia' ou 'Educaçªo em Astronomia', resultando assim em cerca de 100 trabalhos. Em seguida, procurou-se por aqueles trabalhos que tratavam da formaçªo de professores, selecionando-os a partir dos títulos, resumos e palavras-chaves, por termos como 'aperfeiçoamento de professores', 'formaçªo de professores', 'concepçªo do professor', 'formaçªo continuada de docentes', 'licenciatura', 'formaçªo inicial do docente' e 'formaçªo continuada de professores', o que resultou em 23 trabalhos.

A seleçªo dos trabalhos de interesse, aqueles que continham uma proposta didÆtica aplicada a um grupo de professores, se deu a partir da leitura dos resumos das 23 teses e dissertaçıes. Isso resultou em 11 trabalhos, dos quais apresentamos uma anÆlise do contexto geral e das propostas didÆticas de conteœdos de astronomia , voltando a atençªo para as estratØgias mais utilizadas.

## Contexto geral das pesquisas

O nœmero de teses e dissertaçıes encontradas sobre ensino de astronomia, produzidas entre 1973 e 2011 (cerca de 100 trabalhos) corresponde a um crescimento de 80% com relaçªo ao nœmero encontrado em 1990. Uma das possíveis causa para este crescimento Ø o aumento considerÆvel do nœmero de programas de pós-graduaçªo pelo país. JÆ na temÆtica formaçªo de professores, o nœmero de trabalhos encontrados correspondente ao mesmo percentual encontrado por Bretones e Megid Neto (2005) em 2002 (cerca de 20%).

Ao olharmos para os aspectos gerais das pesquisas estudadas, focamos nossa atençªo no pœblico alvo, os professores que participaram das intervençıes, voltando nosso olhar para a Ærea de atuaçªo dos mesmos, suas titulaçıes e o momento de sua formaçªo em que se deu as pesquisas, seja na formaçªo inicial ou continuada.

Dentre os 11 trabalhos selecionados, 8 deles tratam da formaçªo continuada, o que representa a maior parcela dos trabalhos estudados. Em tais trabalhos, percebemos que grande parte dos professores que participaram das pesquisas lecionam no Ensino Fundamental I (50%) ainda que nªo hÆ orientaçıes nos PCNs (BRASIL, 1998) de conteœdos de astronomia para estas sØries. Dos 22% dos professores que lecionam no Ensino Fundamental II, grande parte atua na disciplina de CiŒncias (32%), seguido daqueles de Geografia (18%) e MatemÆtica (6%). Notamos ainda que uma pequena parcela dos professores dos estudos leciona no Ensino MØdio (7%), dos quais 54% lecionam Biologia e 46% Física, embora hÆ apenas orientaçıes de astronomia nos PCNs da disciplina de Física.

Quando voltamos nosso olhar para as diferentes titulaçıes e formaçıes destes professores, verificamos que a maior parte Ø graduada em CiŒncias Biológicas (29%), seguindo daqueles em MatemÆtica (14%), Geografia (14%) e Física (14%). Mesmo que grande parte seja professor de CiŒncias, verificou-se que poucos sªo formados em licenciatura plena em CiŒncias (4%).

Por fim, apenas 3 pesquisas realizaram intervençıes na formaçªo inicial do professor, das quais, 2 na formaçªo de futuros professores de Física e 1 junto a licenciandos em CiŒncias. Um fator que nos chama a atençªo Ø que todos estes trabalhos realizaram suas intervençıes junto a disciplinas dos anos finais dos cursos de licenciatura em questªo, mostrando-se ausentes trabalhos que propıem estratØgias didÆticas nos primeiros anos dos cursos de licenciatura.

O espectro dos trabalhos que interviram na formaçªo inicial dos professores evidencia os distintos perfis de professores no país que participam de cursos de astronomia, percorrendo desde aqueles formados em cursos de licenciatura com algum potencial de abordar conteœdos de astronomia, como Ø o caso das licenciaturas em Geografia, CiŒncias e Física (LANGHI, 2009) atØ graduaçªo em licenciatura em História, Estudos Sociais e Pedagogia.

## Os Conteœdos de Astronomia e as EstratØgias DidÆticas

Visando identificar os conteœdos de astronomia foram propostos, foi encontrado um amplo espectro de temas de astronomia, os quais foram classificados em sete categorias, sendo elas: 1) Astronomia GalÆctica: características físicas da constituiçªo e composiçªo da Via LÆctea; 2) Astrometria da esfera celeste: descriçªo, registro e representaçªo das posiçıes dos astros, movimentos e características dos astros visíveis na esfera celeste, orientaçªo e os pontos cardeais, observaçªo e localizaçªo das constelaçıes; 3) Características do Sistema Solar: características físicas dos astros do Sistema Solar e de suas interaçıes, modelos de Sistema Solar, formaçªo do Sistema Solar e características do planeta Terra; 4) Cosmologia : modelos de Universo; 5) Gravitaçªo : características da gravidade no planeta Terra e no Sistema Solar; 6) História e Filosofia da Astronomia : como evoluçªo dos modelos de mundo, de Terra e Universo, personagens como CopØrnico, Galileu, Newton, Kepler e natureza da produçªo do conhecimento científico; 7) Fenômenos do Sistema Sol-Terra-Lua : interaçıes entre o sistema Sol-Terra-Lua, fenômenos como fases da Lua, estaçıes do ano, eclipses e dia e noite.

Procurando analisar de maneira aprofundada como foram propostos tais conteœdos, identificamos seis estratØgias de ensino, sendo estas: 1) Modelos didÆticos e representaçªo de desenhos : representaçıes da Terra, do Sol, dos planetas e demais astros em trŒs (modelos e representaçıes teatrais) e duas dimensıes (desenhos); 2) Tecnologias : softwares que representam o espaço e os astros atravØs de animaçıes ou projeçıes do cØu, como os planetÆrios ; 3) Observaçıes do cØu diurno ou noturno : observaçıes a olho nu ou com o uso de instrumentos, como telescópios ou lunetas; 4) Oficinas de construçªo de instrumentos : construçªo de objetos de uso da astronomia, como relógio lunar e solar, lunetas de baixo custo, dentre outros ; 5) Debates e discussıes em grupo : discussıes em grupos coletivos diversos; e, por fim, 6) Atividades de Leitura : leitura de textos didÆticos ou de divulgaçªo científica, com algum conteœdo de astronomia. As aulas expositivas nªo foram analisadas neste trabalho, mesmo que grande parte dos conteœdos abrangeram momentos de exposiçªo.

Na tabela 1, apresentamos uma visªo geral dos diversos conteœdos de astronomia que foram propostos pelas diversas estratØgias de ensino encontradas. A seguir, descrevemos alguns exemplos de atividades encontradas nas teses e dissertaçıes analisadas e evidenciamos algumas atividades encontradas em cada estratØgia.

Tabela 1: Conteœdos propostos atravØs das estratØgias didÆticas encontradas

## Atividades de Leitura

Ao problematizar as diferenças entre as estaçıes do ano nos dois hemisfØrios da Terra, Leite (2006) e Furtado (2005) utilizam o texto 'Um episódio na vida de Joªozinho da MarØ', em que uma professora explica o fenômeno das estaçıes do ano de maneira equivocada e o menino Joªozinho questiona tal explicaçªo. A leitura e discussªo deste texto permite problematizar a representaçªo espacial do Sol e dos planetas do Sistema Solar, evidenciando assim, uma maneira de trabalhar as distâncias entre os planetas e suas influŒncias no fenômeno das estaçıes do ano.

Iachel (2009) propıe um curso que explora os fenômenos do sistema SolTerra-Lua e as características do Sistema Solar a partir do uso de textos de divulgaçªo científica extraídos de artigos de pesquisas da Revista Brasileira de Ensino de Física e do Caderno Brasileiro de Ensino de Física . Tais textos tiveram o objetivo de oferecer um suporte teórico e introdutório, para depois serem debatidos atravØs da dinâmica do Grupo Focal .

As atividades propostas por Gatti (2005) exploram conteœdos da história e filosofia da astronomia atravØs da leitura e discussªo de textos históricos elaborados pela autora. Com enfoque na discussªo e anÆlise das concepçıes alternativas dos

futuros professores sobre o tema atraçªo gravitacional, envolvendo conhecimentos desde os modelos de mundo e Sistema Solar, os modelos de Terra encontrados ao longo da história, a evoluçªo dos modelos geocŒntrico, desde de Ptolomeu atØ o modelo heliocŒntrico de CopØrnico, as ideias de Kepler e Newton, explorando assim tambØm os personagens importantes neste episódio.

## Debates e discussıes em grupo

Os assuntos relativos ao tema Sistema Solar foram propostos por Langhi (2009) e Iachel (2009) a partir da metodologia do Grupo Focal em que os conteœdos eram discutidos no grupo a partir das falas dos professores sobre um tema de estudo. As concepçıes dos professores sobre assuntos como a forma e a gravidade da Terra, as dimensıes do Sistema Solar, a causa dos dias e das noites foram problematizadas no grupo e revisadas por todos atravØs da comparaçªo com o modelo científico correto. Com esta metodologia, o autor procurou propiciar discussıes e reflexıes coletivas sobre o conhecimento dos professores e suas prÆticas em sala de aula frente a tópicos de astronomia.

Ao tratar do assunto forma da Terra, Leite (2006) propıe um grande debate em que dois grandes grupos defendem o modelo de Terra plana e de Terra esfØrica, usando argumentos com base nos conhecimentos astronômicos. A partir desta atividade, a forma Terra Ø problematizada, gerando questionamentos sobre o modelo cientifico aceito atualmente e nossas percepçıes imediatas da Terra.

AlØm do tema Sistema Solar, Bretones (2009) e Henrique (2011) propıem debates sobre o papel da astronomia como ciŒncia, em que discutem as justificativas sobre a importância de se tratar a produçªo do conhecimento astronômico no processo de ensino-aprendizagem da astronomia.

## Modelos didÆticos e representaçªo de desenhos

Uma das atividades presentes em grande parte das pesquisas analisadas Ø a construçªo de modelos e representaçıes do Sistema Solar em escalas de distância, tamanho ou ambos. Bisch (1998), Furtado (2005), Leite (2006), Gonzaga (2009) e Darroz (2010) propıem a representaçªo dos planetas do Sistema Solar com massa de modelar, explorando a localizaçªo no espaço, as escalas de tamanho e distância. Em geral, as propostas seguem roteiros fechados, em que os valores das escalas jÆ se encontram definidos ou entªo restando construir as escalas a partir do diâmetro dos planetas e de suas distâncias reais ao Sol.

Com uso de material de baixo custo, como lâmpadas, bolas de isopor, palito de madeira, dentre outros, Nascimento (1990), Bisch (1998), Furtado (2005), Leite (2006), Bretones (2006) e Darroz (2010), propıe modelos para representar tridimensionalmente alguns astros do Sistema Solar, como a Terra e a Lua.

Alternativamente aos modelos com bola de isopor e lanternas, Nascimento (1990) e Leite (2006) propıem atividades de dramatizaçıes em que cada aluno representa um planeta do Sistema Solar e alguns de seus movimentos no espaço, simulando assim modelos explicativos para os movimentos de rotaçªo, posiçªo dos planetas do Sistema Solar e seus respectivos movimentos ao redor do Sol.

AlØm dos modelos tridimensionais, diversas atividades que exploram os elementos do Sistema Solar e fenômenos do sistema Sol-Terra-Lua sªo propostas atravØs de desenhos ou fotografias bidimensionais. Bisch (1998), Furtado (2005),

Leite (2006) e Bretones (2006) propıem a realizaçªo de desenhos da Terra abordando a representaçªo da forma, da gravidade e da localizaçªo dos objetos em sua superfície. Darroz (2010) propıe a representaçªo dos movimentos de revoluçªo e rotaçªo da Terra e das estaçıes do ano, visando identificar a concepçıes dos cursistas sobre estes eventos. JÆ Furtado (2005) propıe a representaçªo dos planetas em uma fita de papel de cerca de 10 metros, respeitando uma proporçªo de escala da distância dos planetas ao Sol.

Ainda que as características do Sistema Solar e dos fenômenos relacionados à Terra, Sol e Lua sªo os conteœdos mais abordados a partir de modelos didÆticos e desenhos, Bretones (2006) apresenta uma atividade que explora a representaçªo da esfera celeste e algumas das constelaçıes em um balªo de vidro, em um aparato que permite visualizar qual constelaçªo Ø possível ser observada em determinadas Øpocas do ano.

## Observaçıes do cØu diurno ou noturno

Nascimento (1990) procurou trabalhar com observaçıes do cØu diurno de maneira que os fenômenos observados contextualizariam o assunto proposto ao longo das aulas, sendo observados aqueles presentes em nosso cotidiano, como a duraçªo do dia e o movimento do Sol.

Ao explorar alguns astros observÆveis no cØu noturno, Bisch (1998) propıe a observaçªo de Jœpiter, do Cruzeiro do Sul, da Lua e de suas fases visando reconhecer os astros mais brilhantes e familiares encontrados no cØu durante a noite. JÆ Bretones (2006) propıe 2 sessıes de observaçªo do cØu, uma na escola onde foi realizado o curso e outra no Observatório do Morro Azul . Tais observaçıes foram guiadas por mapas e cartas celestes, em que sugeriu-se o acompanhamento dos movimentos da esfera celeste, dos astros e constelaçıes, principalmente, o Cruzeiro do Sul.

## Oficinas de construçªo de instrumentos

A construçªo de relógios de Sol Ø proposta por Nascimento (1990), Bretones (2006) e Gonzaga (2009), em que ocorre a confecçªo do relógio atravØs da observaçªo da sombra de um gnômon ao longo do dia e da determinaçªo da linha norte-sul local. A partir deste aparato, os autores discutiram a duraçªo do dia e uma das maneiras de mediçªo das horas.

Sendo o telescópio ou a luneta instrumentos comumente usados para a observaçªo dos astros, Gonzaga (2009) e Iachel (2009) realizam oficinas para a construçªo destes aparatos visando observar posteriormente o cØu noturno. AlØm disso, Iachel (2009) explorou nesta oficina uma discussªo sobre as relaçıes entre os conhecimentos de ótica envolvidos na construçªo dos telescópios e lunetas.

## Tecnologias na Astronomia: Softwares, animaçıes e planetÆrios

Ao abordar elementos das observaçıes das constelaçıes, Leite (2006) e Darroz (2010) utilizaram os softwares Skyglobe e Stellarium , respectivamente, para tratar das constelaçıes conhecidas, como o Cruzeiro do Sol e dos movimentos da esfera celeste. AlØm de envolver os professores na compreensªo deste conhecimento, esta estratØgia pareceu apresentar para os autores como um recurso alternativo a observaçªo direta do cØu.

A abordagem de nossa galÆxia, a Via LÆctea, Ø proposta por Darroz (2010) atravØs do documentÆrio intitulado 'Via LÆctea: o nascimento e morte das estrelas' permitindo assim visualizar, ilustrativamente, a nossa galÆxia como um todo, desde um referencial no espaço. Ao tratar do tema Cosmologia, Darroz (2010) e Henrique (2011) propıem os documentÆrios 'O Universo: alØm do Big Bang' e 'Lost Horizons, Big Bang' da BBC, respectivamente, em que procuram apresentar alguns modelos de Universo, como os modelos de estado estacionÆrio e o Big Bang.

Encontrou-se tambØm na pesquisa de Bretones (2006) e Darroz (2010) alguns astros do Sistema Solar propostos atravØs de documentÆrios. Ao tratar do Sol como uma estrela, Bretones (2006) apresenta um documentÆrio sobre tempestades solares, protuberâncias e auroras, possibilitando que os cursistas visualizem uma sequŒncia de explosıes solares. JÆ Darroz (2010), apresenta o documentÆrio 'O Universo: a Lua' que permite fazer uma viagem no tempo sobre a missªo que levou o homem a pisar na Lua.

## Consideraçıes Finais

Dentre a vasta gama de teses e dissertaçıes encontradas que abordam a temÆtica Formaçªo de Professores (23 trabalhos), ao analisar os 11 trabalhos que aplicaram propostas didÆticas de astronomia na formaçªo de professores verifica-se que a maior parte deles se dÆ na formaçªo continuada de professores de Ensino Fundamental, em que grande parte dos professores participantes destas pesquisas lecionam CiŒncias. Isto pode estar atrelado às necessidades destes professores em lidar com temas de astronomia em sala de aula, visto que, hÆ inœmeras orientaçıes nos PCNs para este nível. AlØm disso, notamos que sªo poucas as pesquisas que propıem intervençıes na formaçªo inicial do professor (apenas 3), das quais, a maior parte propıe intervençıes em disciplinas dos œltimos anos dos cursos de licenciatura.

Os temas de astronomia mais abordados nestas pesquisas foram as Características do Sistema Solar e os Fenômenos do Sistema Sol-Terra-Lua, sendo tratados por grande parte das pesquisas atravØs de atividades que envolvem o uso de modelos e desenhos . TambØm verifica-se que sªo poucos os temas de astronomia propostos atravØs de atividades que exploram a estratØgia de Observaçªo do CØu, embora os PCNs ressaltam esta estratØgia. AlØm disso, percebemos que temas como Cosmologia e História e Filosofia da Astronomia sªo comumente trabalhos atravØs de atividades de leitura e discussıes em grupo ou com uso de tecnologias , o que pode estar atrelado à complexidade destes temas serem trabalhados atravØs da estratØgia de observaçªo do cØu, por exemplo.

Por fim, acredita-se que este trabalho pode direcionar os avanços na pesquisa em ensino de astronomia em açıes efetivas na formaçªo de professores, indicando novos caminhos a serem percorridos.

## Teses e Dissertaçıes analisadas

BRETONES, P. S. A astronomia na formaçªo continuada de professores e papel da racionalidade prÆtica para o tema da observaçªo do cØu . 2006. 252 f. Tese (Doutorado em Ensino e História de CiŒncias da Terra). Instituto de GeociŒncias, UNICAMP, Campinas, Sªo Paulo.

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