INCENTIVO AO ENSINO DE ASTRONOMIA, NO NÍVEL FUNDAMENTAL, UTILIZANDO MAPAS CONCEITUAIS

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1 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07 (01 e 02): , 2009 INCENTIVO AO ENSINO DE ASTRONOMIA, NO NÍVEL FUNDAMENTAL, UTILIZANDO MAPAS CONCEITUAIS Tamila Marques Silveira Universidade Estadual de Feira de Santana; Avenida Transnordestina, s/n, Novo Horizonte, Campus Universitário, , Feira de Santana, BA, Brasil M. S. R. Miltão Departamento de Física, Universidade Estadual de Feira de Santana; Avenida Transnordestina, s/n, Novo Horizonte, Campus Universitário, , Feira de Santana, BA, Brasil Este trabalho visa efetivar o ensino de Astronomia, mostrando a importância desta disciplina, ainda não posta em prática no campo educacional, tendo como auxilio didático o recurso dos mapas conceituais. Conciliando os mapas com conceitos e curiosidades de Astronomia em aulas de Física (especificamente a Temperatura do Universo, que engloba quase todos os conteúdos físicos) pode ser uma forma criativa de atrair os estudantes para as aulas de Física, tornando-as mais interessantes. Apesar da complexidade dos assuntos de Astronomia, eles podem ser apresentados para uma turma de nível fundamental, nosso público alvo, com uma linguagem mais apropriada e de forma conceitual. Inicialmente, criamos um esquema conceitual que serviu como ponta-pé inicial para a construção de mapas conceituais para o ensino fundamental, sendo estes construídos com o auxílio de desenhos e figuras, para despertar o interesse do público alvo pela Astronomia e Física. De uma forma bem interativa e didática, estudantes de duas escolas (uma da rede privada e outra da rede pública estadual) no município de Feira de Santana-Ba., puderam buscar nos mapas conceituais uma forma interativa de produzir mais conhecimentos nesses campos do Saber. I. INTRODUÇÃO A educação é um dos temas que deve sempre acompanhar os avanços que ocorrem na sociedade, e os profissionais que nessa área atuam devem compreender tais avanços para possibilitar uma contribuição efetiva na formação de cidadãos para o mundo, para que, questões do tipo 99

2 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Saber, Como, O quê e A quem ensinar sejam bem respondidas em um planejamento de ensino de um docente. O ensino fundamental, em especial o 9 o ano (antiga 8 a série), foi escolhido por ser um nível de escolaridade no qual são apresentados conteúdos que são a base para uma adequada aprendizagem e avanço para o ensino médio. Além disso, é um nível de ensino que possibilita uma maior mediação com os educandos, e onde é apresentado, pela primeira vez aos estudantes, a Física como uma disciplina indispensável para estudar os fenômenos da natureza. Contudo, vale salientar que o aprendiz já tem um contato superficial com a Física nos anos anteriores dentro dos conteúdos de Ciências e Geografia. Porém, no 9 o ano, a Física é ainda uma disciplina conhecida pelos estudantes em Ciências, junto com Química. Em uma aula de Física para uma turma de ensino fundamental, é muito importante que o docente retrate os mais variados conhecimentos científicos que possibilite os estudantes deste nível estar atualizados, sendo cidadãos capazes de interagirem com os conteúdos físicos e o seu próprio cotidiano. A fim de mostrar aos estudantes a relação entre Física e Astronomia foi escolhido a Temperatura do Universo por ser um conteúdo que pudesse englobar uma boa porcentagem essencial de conteúdos astronômicos, nos quais poderiam ser trabalhados em sala de aula, e relacioná-los com conteúdos de Física para o ensino fundamental. Logo, a motivação de trabalhar conteúdos astronômicos em aulas de Física é uma forma de despertar o interesse dos estudantes pela disciplina e ajudar a Astronomia a se efetivar como disciplina, dando estímulo a outros profissionais da área. II. ENSINO DE ASTRONOMIA: POSSIBILIDADES E ATUALIDADES NO CAMPO EDUCACIONAL. Conforme é visto, o ensino fundamental é um nível de escolaridade que exige muita dedicação por parte dos docentes como também por parte dos estudantes. Os docentes para lecionar nesse nível precisam saber agir e pensar com os estudantes, motivá-los sempre a aprender e estudar com afinco, direcionando a eles propostas de novas formas de aprendizagem. Na fase do 9 o ano, por exemplo, deve haver uma preparação dos estudantes para o desenvolvimento de suas habilidades e competências em diversas áreas do conhecimento, pois esta fase de idade é um bom momento para despertar nos estudantes a curiosidade, seus talentos 100

3 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... educativos e a aprimoração de seus conhecimentos para os anos seguintes. É necessário que o docente favoreça uma aprendizagem significativa digna ao estudante a fim de o mesmo enfrentar os obstáculos do mundo que o rodeia, É mais freqüente, por parte do estudante, o interesse em compreender o alcance social e histórico das diferentes atividades humanas, entre elas a Ciência e a Tecnologia (...). A aprendizagem dos conteúdos pode ser bastante ampliada, levando-se em conta também que o estudante expressa raciocínio sobre escalas maiores de tempo e espaço, podendo percorrer mentalmente distâncias temporais que abarcam séculos e milênios e visualizando o planeta como um todo, ou mesmo a Terra no Sistema Solar. São pensamentos abstratos que anunciam um modo de pensar mais adulto do estudante no último ciclo. Trata-se de um modo de pensar essencial ao raciocínio científico, que torna o estudante mais ágil na compreensão das explicações científicas, oferecidas pelo professor e encontradas em diferentes fontes, como as enciclopédias e livros de Ciências. Não se pode perder de vista que a aprendizagem científica, no ensino fundamental, é principalmente o reconhecimento do mundo e uma primeira construção de explicações (PCNs+, 1998). Em outras palavras, no Ensino Fundamental, o erro do estudante deve ser entendido como uma implicação didática do professor a procurar melhores métodos, caminhos e soluções para apresentar a esse estudante situações-problemas para resolver, fazendo-o verificar esse erro (Polato, 2008). Isto, muitas vezes, não é realizado pelo docente, possibilitando uma defasagem dos estudantes ao longo do Ensino Fundamental dificultando, e muito, o aprendizado em disciplinas com mais aprofundamentos interpretativo e conceitual como as Ciências Exatas (Física e Química, por exemplo). Assim, trabalhar com conteúdos astronômicos nesta faixa de escolaridade pode ser uma motivação para despertar um maior interesse dos educandos. Mas, o ensino de Astronomia, tanto no nível fundamental quanto no nível médio, ainda não saiu do papel. Conforme, Langhi e Nardi (2005) há uma deficiência na preparação do professor nos tópicos de Astronomia e em várias áreas da Ciência que normalmente lhe traz dificuldades no momento de sua atuação em sala de aula. A LDB (Lei de Diretrizes e Bases) e os PCN (Parâmetros Curriculares Nacionais) procuram corrigir particularmente essa situação, sugerindo e incentivando explicitamente uma abordagem mais completa de vários tópicos da Astronomia da 6 a à 9 a série. A Astronomia deve ser trabalhada nas aulas de Física de forma que o professor da área 101

4 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 ajude seus estudantes a compreender o Universo e o espaço/tempo que vive. Isto porque, a Astronomia é um campo do Saber que está em constante discussão na mídia e nas curiosidades dos estudantes. A Astronomia é um bom tema (Pacca e Scarinci, 2006) para se trabalhar com a autonomia do aprendizado, pois usamos o raciocínio lógico, a elaboração e defesa de argumentos, o relacionamento interpessoal e a motivação para os estudos. E tudo isto porque a Astronomia traz, por parte dos aprendizes, um interesse independente das estratégias usadas no ensino. Tabela 1: Apresentação, resumidamente, das dificuldades dos professores ao ensinar Astronomia. Fonte: Langhi e Nardi (2005). Ademais, é de extrema importância que os agentes envolvidos com a Educação estimulem e proporcionem uma formação de qualidade aos futuros profissionais da área educacional. Conforme Langhi e Nardi (2005), a formação de professores, com capacitação inadequada, é um dos motivos para a não efetivação do ensino de Astronomia, além de outros na tabela

5 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... III. TEMPERATURA DO UNIVERSO: À GUISA DE MOTIVAÇÃO PARA ENSINAR FÍSICA. Para atender corretamente o objetivo de nosso trabalho é necessário saber como a Temperatura do Universo pode ser trabalhada juntamente com os assuntos físicos em uma sala de aula do nível fundamental. Para tanto, é essencial ter um planejamento pedagógico, pois com ele há uma facilidade de atender as reais necessidades do estudante. Nosso planejamento pedagógico foi de acordo com a seguinte metodologia inicial: Analisou-se dos conteúdos de Física a serem abordados no ano letivo do 9 o ano (tabela 1); Buscou-se os assuntos de Astronomia que podem ser relacionados com os assuntos de Física a serem trabalhados (tabela 1); Foram realizados estudos e discussões dos assuntos da tabela 1; Para estudar um conteúdo como a Temperatura do Universo é importante conhecer as principais teorias e leis gerais da Física, o que não impede que professores as apresente de uma forma apropriada e conceitual aos estudantes do nível fundamental. Dentre esses conteúdos temos os conceitos básicos sobre um breve estudo da origem do Universo (será o Big Bang o modelo que explica tal origem?), da Mecânica, do Eletromagnetismo e da Termodinâmica, um conhecimento introdutório de Relatividade Geral, e um apanhado de assuntos da Mecânica Quântica. Com isso, abordamos os temas da Radiação Cósmica de Fundo e por fim da Temperatura do Universo. Reforçando: ao se trabalhar os assuntos que subjazem na a Temperatura do Universo podese explicá-los sem muitas expressões matemáticas, buscando o conhecimento prévio já existente no estudante. Caso o professor observe o interesse da turma do ensino fundamental em saber algumas expressões matemáticas das principais leis físicas, o mesmo deve estabelecer as idéias básicas subjacentes a tais leis físicas e mostrá-las utilizando, quando couber, o próprio ferramental matemático da turma. O importante é que os estudantes aprendam estas leis conceitualmente. Vale salientar que esta atitude de observar advém de uma boa formação inicial do docente para lidar com tal situação. Conforme Samagaia e Peduzzi (2004, p. 275), Criar situações em que o conhecimento é a chave para a solução de problemas, estimulando os estudantes a trabalharem autonomamente com a transformação desse conhecimento é deixá-los livres para ter predileções quanto aos 103

6 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Tabela 2: Planejamento Pedagógico do ano letivo para uma turma de 9 a ano Uma relação entre conhecimentos físicos e explicações astronômicas. pontos mais importantes. No nível fundamental é necessário discutir a Física a fim de interferir positivamente na formação do estudante. Assim, o que importa para os estudantes deste nível são informações conceituais que podem, utilizando mapas conceituais, ser transmitidas em uma aula de Física do 9 o ano, sem a utilização de inúmeras expressões matemáticas descontextualizadas. O professor, com o intuito de levar essas informações e aperfeiçoá-las, pode levar para a sala de aula textos e experimentos relacionados a todas as áreas da Física inseridas no planejamento pedagógico (tabela 2), bem como muitos outros procedimentos que mostrem os conceitos e discutam leis. 104

7 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... IV. MAPAS CONCEITUAIS: UMA FERRAMENTA POTENCIALMENTE ÚTIL PARA O ENSINO DE FÍSICA. Didaticamente, é possível afirmar que mapas conceituais são instrumentos muito flexíveis e que podem ser aplicados, sem problemas, no ensino e na aprendizagem escolar (de forma: didática, avaliativa, organizacional e/ou de análise de conteúdos), mesmo ainda sendo considerada uma visão não tradicional de avaliação da aprendizagem. Os mapas conceituais devem ser entendidos como diagramas bidimensionais que procuram mostrar relações hierárquicas entre conceitos de uma disciplina e que derivam sua existência da própria estrutura conceitual da disciplina... Podem ser traçados para toda uma disciplina, para uma subdisciplina, para um tópico específico de uma disciplina e assim por diante. (MOREIRA, 2006.) Mas, é importante salientar que, mesmo com esta visão não tradicional, não se deve desconsiderar o uso destes mapas em sala de aula, em especial em aulas de Física, pois os mesmos são recursos dinâmicos que facilitam a enfatização de conceitos, que muitas vezes ficam perdidos em fórmulas e informações que para o estudante não tem sentido, podendo ser usados também como organizadores prévios para introduzir tal conteúdo. A essência de analisar um mapa conceitual é extremamente qualitativa, já que tal mapa deve ter significado para o estudante para que aprenda com clareza o conteúdo. Logo, pensar e instigar o indivíduo são estímulos para o estudante participar das aulas, mediar com os colegas e com o professor e principalmente, não levar para fora da sala de aula dúvidas em relação ao conteúdo apresentado. A técnica de construção e uso de mapas conceituais é uma estratégia originalmente desenvolvida pelo professor Joseph Donald Novak e seus estudantes de pós-graduação, em meados dos anos setenta na Universidade de Cornell, que surgiu da necessidade de acompanhar o desenvolvimento cognitivo de crianças no processo ensino/aprendizagem do nível fundamental, mas, que atualmente, se utiliza com indivíduos de qualquer disciplina e em qualquer ramo da vida pessoal ou profissional. Essa ferramenta de organizar e representar conhecimento tem por base a Psicologia Cognitiva de David Ausubel a qual estabelece, como idéia fundamental, a aprendizagem que ocorre por assimilação de novos conceitos e proposições na estrutura cognitiva do estudante. Isto é, o 105

8 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 ponto central da teoria ausubeliana é o estudo da aprendizagem significativa. Tendo por base o princípio ausubeliano (Ausubel, 1980) da diferenciação conceitual progressiva, o mapa da figura 1 é um modelo que propõe uma hierarquia vertical, de cima para baixo, temos na parte superior do mapa os conceitos superordenados que são os conceitos muito gerais e inclusivos. Descendo o mapa, temos os conceitos subordinados que são denominados intermediários; e na parte inferior ao mapa temos os conceitos específicos que são aqueles poucos inclusivos ou usados para por exemplos do conteúdo. Fig. 1: Exemplo de um mapa conceitual hierárquico. Contudo, vale salientar que um estudante pode fazer outro mapa conceitual com o mesmo assunto, mas com outra estrutura, que não seja a do modelo original, proposto por Ausubel, no qual possua o mesmo sentido de interpretação. Logo, a estrutura vai muito de quem constrói o mapa com sua devida explicação, e daí, o mais importante em um mapa é mostrar uma estrutura que se perceba as relações entre os conceitos. Enfim, um mapa conceitual deve ser visto como um auxílio para reforçar a compreensão, verificar a aprendizagem e também identificar conceitos mal compreendidos (e à medida que ocorre a aprendizagem, a construção do mapa deve ser modificada). Devemos ter consciência que não existe um mapa conceitual correto, pois o indivíduo deve apresentar um mapa de acordo com os significados que ele atribui os conceitos, pois como já mencionado outras pessoas 106

9 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... Fig. 2: Mapa conceitual da velocidade de acordo com o modelo ausubeliano. Fonte: Moreira, podem fazer outros mapas com o mesmo conteúdo e outros modelos de hierarquia. No ensino, por exemplo, um mapa conceitual deve ser encarado como uma ferramenta inovadora e valiosa para abordar um assunto, na perspectiva de tornar mais fácil para o estudante não perder nenhum conceito importante. Contudo, é importante salientar que a aprendizagem torna-se mais significativa quando este estudante já tem noção do assunto abordado. Os mapas conceituais podem ser utilizados em diversas áreas do conhecimento. No nosso 107

10 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Fig. 3: Mapa conceitual da velocidade e não se baseia pelo modelo ausubeliano. Fonte: Moreira, caso, área educacional, as principais aplicações de mapas conceituais são quando os mesmos são utilizados como: a) Instrumentos didáticos (um auxílio para o ensino/aprendizagem); b) Instrumentos de avaliação; c) Instrumentos de recursos para analise de conteúdo. Ao explanar um conteúdo, o docente pode fazer seu próprio mapas conceitual para ajudar 108

11 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... na compreensão e abordagem do mesmo e para estimular ainda mais os estudantes do nível fundamental pode ser trabalhados mapas conceituais com o uso de figuras, no qual vamos especificar, em termos didáticos, como Mapa Conceitual Animado. Além disso, o professor tem que mostrar ao aprendiz que todos possuem a capacidade de construir seu próprio mapa, fazendo sua auto-avaliação e verificar, então, se houve uma aprendizagem. Então, no nosso trabalho, considerando a estrutura cognitiva dos estudantes do Ensino Fundamental e a psicologia educacional, utilizamos elementos motivadores para a construção dos mapas. Tais elementos, que fazem parte do cotidiano de tais estudantes, são figuras, desenhos, imagens, massa de modelar, lápis de cor e/ou cera, hidrocor, dentre outros. Esses elementos motivadores já fazem parte de brincadeiras e trabalhos escolares dos estudantes, e aumentam neles a criatividade e a capacidade de imaginar como podem ser construídos os seus próprios mapas de acordo com o seu entendimento do assunto abordado. Por isso, para estimular os estudantes, também nos preocupamos em fazer e apresentar mapas bem coloridos e criativos em sala de aula. Assim, os mapas conceituais constituem-se em uma possibilidade de o estudante fazer de um conteúdo sistematizado um conteúdo significativo, oferecendo-lhe mais estímulos para estudar a disciplina. Inicialmente, foi construído um esquema conceitual (figura 4) que deve ser entendido como uma proposta teórica docente para o ensino da Temperatura do Universo (o qual engloba os conteúdos do planejamento pedagógico) e que serviu de base para a construção de mapas conceituais para serem trabalhados no nível fundamental. Nesse esquema conceitual a Origem do Universo é o ponta-pé inicial para a discussão do conteúdo proposto, na medida em que os estudantes do ensino fundamental trouxerem tal bagagem cultural (conhecimento prévio) que provavelmente foi adquirido na sociedade através dos meios de comunicação, filmes, conversas com adultos, etc. A partir deste ponto motivador, passamos de fato à discussão dos conteúdos que efetivamente se relacionam com o objetivo das aulas (Temperatura do Universo), como os assuntos básicos de Termodinâmica, Eletromagnetismo e Física Moderna. Através da figura 5, houve a motivação de se construir outros mapas conceituais (como a figura 6 e 7, por exemplo) e estimular os estudantes a construírem os seus também de acordo com as explanações dos assuntos em sala de aula. 109

12 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Fig. 4: Esquema Conceitual Teórico para o Ensino da Temperatura do Universo no nível Fundamental. Tais mapas foram aplicados efetivamente como recursos para turmas de nível fundamental (9 o ano) de duas escolas de Feira de Santana-Ba, sendo uma particular(colégio Visão) e outra pública (Colégio Estadual José Ferreira Pinto). Foi observada com a aplicação dos mapas construídos uma interatividade muito grande entre os estudantes e um maior interesse destes em conhecer a disciplina. E mesmo as escolas tendo muitas diferenças e limitações no ensino, foi permitido realizar um excelente trabalho. De fato, os mapas conceituais são bons recursos metodológicos para garantir uma possível aprendizagem nos estudantes e sendo a Astronomia um ponto motivador, esse recurso dos mapas tornou-se bem mais efetivo. 110

13 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... Fig. 5: Esquema Conceitual Animado para o Ensino da Temperatura do Universo no nível Fundamental. Segue então, alguns exemplos de mapas construídos pelos estudantes: Nas figuras 8 e 9 podemos observar que os estudantes, em grupos, fizeram seus mapas conceituais sobre a Relatividade e a Radiação Cósmica de Fundo, no qual através destes mapas muitas discussões e correções foram feitas de forma conceitual (como por exemplo, o português de Portugal que as estudantes, no mapa da figura 9, utilizaram ao realizar a pesquisa) sobre o conteúdo, mostrando que é possível levar tais conteúdos como informações essenciais para a formação dos estudantes. Este momento foi de muita interação entre a turma. 111

14 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Fig. 6: Mapa Conceitual referente ao estudo da Termodinâmica. Fig. 7: Mapa Conceitual referente ao estudo da Física Moderna. V. CONSIDERAÇÕES FINAIS Portanto, foi observado que por si só os mapas conceituais não funcionam como objeto de aprendizagem. É necessário que sejam acompanhados por outros recursos (textos, experimentos, apostilas e discussões) para garantirmos o aprendizado do sujeito. Com a apresentação dos mapas construídos a explicação era seguida de constantes discussões 112

15 CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 Incentivo ao Ensino de... Fig. 8: Mapa construído por um grupo de estudantes para mostrar seus entendimentos sobre Relatividade. Fig. 9: Mapa construído por um grupo de estudantes para mostrar seus entendimentos sobre Radiação Cósmica de Fundo em Microondas. sobre o conteúdo abordado, a ponto de os estudantes também construírem seus próprios mapas e, como docente, poder avaliá-los. A cada mapa construído por eles, individualmente ou em grupos, as explicações por eles apresentadas, nos permitia trabalhar os assuntos em cima dos erros dos mesmos e melhorar o aprendizado. Então, considerando que os assuntos de Astronomia podem apresentar alguma complexidade, os mesmos só podem ser levados para uma turma de nível fundamental em uma linguagem mais apropriada e considerando seus aspectos conceituais. O importante é utilizar a transposição didática adequadamente para buscar analogias e comparações desses conhecimentos 113

16 T. M. Silveira e M. S. R. Miltão CADERNO DE FÍSICA DA UEFS 07, (01 e 02): , 2009 com as situações do cotidiano. E os mapas conceituais, ajudam muito neste sentido. VI. BIBLIOGRAFIA AUSUBEL, David P.; NOVAK, Joseph D.; HANESIAN, H. Educational Psychology. Tradução Eva Nick et al. Psicologia Educacional. Rio de Janeiro:Interamericana,1980. LANGHI, Rodolfo; NARDI, Roberto. Dificuldades Interpretadas nos Discursos de Professores dos anos iniciais do Ensino Fundamental em relação ao ensino da Astronomia. Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia MOREIRA, Marco Antonio. A Teoria da Aprendizagem Significativa e sua implementação em sala de aula. Brasília Editora UnB, MOREIRA, Marco Antonio. Mapas Conceituais. Caderno Catarinense. Porto Alegre-RS, PCNs+: Parâmetro Curriculares Nacionais. Secretária de Educação Fundamental Brasilía: MEC/SEC, PACCA, Jesuína L. de Almeida; SCARINCI, Anne Louise. Um curso de Astronomia e as pré-concepções dos alunos. Revista Brasileira de Ensino de Física, v.28, n.1, p.89-99, POLATO, Amanda. Assim a turma aprende mesmo. Revista Nova Escola, Fundação Victor Civita. ano XXIII,N o 216-outubro 2008.p SOBRE OS AUTORES - Tamila Marques Silveira - Bacharelanda em Física pela UEFS. tamila marques@yahoo.com.br Milton Souza Ribeiro Miltão - Doutor em Física pela UFRJ e Especialista em Educação pela UFBA, é Professor Adjunto do Departamento de Física da UEFS. miltaaao@ig.com.br 114