MÉTODO DIDÁTICO PARA O ENSINO DE ASTRONOMIA: utilização do software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio

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1 MÉTODO DIDÁTICO PARA O ENSINO DE ASTRONOMIA: utilização do software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio Thiago Alves de Sá Muniz Sampaio* Eriverton da Silva Rodrigues** RESUMO Este trabalho busca, por meio de atividades realizadas por alunos e professores do curso de licenciatura em física do IF Sertão-PE Campus Salgueiro em escolas públicas do sertão pernambucano, analisar possíveis vantagens na apropriação de conhecimentos por parte desta comunidade escolar após a realização de uma sequência didática para o ensino de astronomia, que inclui a realização de minicursos com aulas expositivas sobre temas introdutórios desta ciência, aliados a realização de oficinas utilizando o software de simulação astronômica Stellarium como ferramenta didática. No estudo buscou-se apresentar as concepções prévias que os alunos tinham sobre o tema, bem como analisar os impactos do uso do software em sala de aula, partindo-se do principio que o Stellarium é gratuito e possui um aspecto visual e interface bastante acessíveis aos alunos do ensino médio. De modo geral, tentou-se verificar as vantagens da utilização desse método proposto, que tenta unificar o software a um plano didático extracurricular de caráter popularizador e de extensão a comunidade, demonstrando através das atividades realizadas o quão importante é trabalhar essa ciência no ensino médio, tanto pelo seu caráter formativo quanto pelo seu cunho de despertar curiosidades. Palavras-chave: Astronomia. Ensino Médio. Software. Stellarium. Interatividade. Relatos de Experiência *Graduando do curso de licenciatura em física pelo IF Sertão-PE, atuo nas áreas de Física, ensino de física, ensino de astronomia. alveshere@hotmail.com **Mestre em Física pela Universidade Federal de Campina Grande. Atua como professor de Física e pesquisador no IF Sertão- PE. erivertonr@hotmail.com 1 INTRODUÇÃO A astronomia tem papel fundamental no desenvolvimento do pensamento científico, além de ser considerada uma das primeiras ciências desenvolvidas pelo homem na antiguidade. Porém, com o passar dos sé- culos, nota-se uma redução no que diz respeito à divulgação desta ciência para a população em geral. Como destaca Horvath (2013), as ciências naturais estão ficando cada vez menos naturais, isso se dá devido ao grande distanciamento da C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez

2 Thiago Alves de Sá Muniz Sampaio, Eriverton da Silva Rodrigues ciência com a sociedade em geral, que talvez encontre uma causa nos inúmeros avanços tecnológicos para observação e experimentação dos fenômenos científicos. Como podemos notar na própria astronomia, uma das ciências mais amplamente difundidas na idade antiga e que, hoje em dia, criou-se o conceito de que só pode ser praticada em grandes observatórios ou por grandes instituições de pesquisa. A realidade do ensino-aprendizagem dos assuntos relacionados ao estudo da astronomia nas escolas do Brasil se divide em apenas dois momentos: o primeiro, ainda no ensino fundamental (dentro de matérias como Geografia e Ciências), dá ênfase ao conjunto de temas que envolvem o Universo, Terra e vida no planeta; já o segundo se dá no ensino médio - na área da física -, onde se explana alguns conceitos históricos da astronomia incorporados ao estudo da gravitação universal, além de outros conteúdos que transitam entre essas duas ciências, como destaca Iachel e Nardi (2010). Porém, no primeiro caso, segundo destaca Leite (2007), os professores de Ciências geralmente não possuem muita intimidade com a abordagem científica deste conteúdo, levando-os a cometer alguns equívocos nas explicações de certos conceitos, ou até, por falta de instrução, deixarem de lecionar grande parte do conteúdo previsto pelos livros didáticos - que por sua vez também são questionáveis quanto a alguns conceitos mostrados de forma errônea ou distorcida (LANGHI; NARDI, 2007). Portanto, isso demonstra que muitas vezes os alunos terminam o ciclo básico de estudos sem ter os conhecimentos apropriados desses assuntos (DIAS; SANTA RITA, 2007). O que nos leva a crer que o ensino de tais conteúdos é realizado de maneira pontual, ou seja, diferente dos objetivos a se alcançarem de acordo com os PCNs. No que se refere ao ensino desta ciência concomitantemente com a física no ensino médio, Faria e Voelzke (2008) em sua pesquisa relata que a maioria dos professores que ensinam física no ensino médio admitem não utilizar nenhum tópico relacionado à astronomia no seu plano didático, fugindo completamente do que propõe Scarinci e Pacca (2006), que relata que a astronomia poderia proporcionar novas alternativas para tornar o ensino da física mais voltado à proposta dos PCNs, que propõem um ensino de física libertador que desenvolva habilidades e competências. 88 C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez. 2015

3 Método didático para o ensino de astronomia: utilização do Software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio Estudar as estrelas e outros corpos existentes no Universo possibilita ao aluno do EM uma nova perspectiva quanto à disciplina de física que lhe é apresentada tradicionalmente (MOTA et al. 2009). Por fim, a astronomia como ciência natural e, portanto, contemplada nos documentos oficiais (PCNs e Reforma do Ensino Médio) abrange conhecimentos que são relevantes na esfera sociocultural, além do científicotecnológico. A integração e articulação das disciplinas científicas, propostas pela legislação, abrange conhecimentos que são condizentes com as competências gerais (BRASIL, 2002, p. 9) em conformidade com a formação de cidadão consciente, crítico e não passivo em fronte as novas necessidades requeridas pela sociedade moderna em constantes transformações, seja na ciência, seja na tecnologia. Este projeto partiu do pressuposto que o público interessado possa compreender o significado do estudo da Astronomia e de sua importância para compreender o papel do homem no universo; interagindo com as atividades apresentadas nas oficinas e aulas expositivas, propiciando possíveis diálogos sobre o ensino-aprendizagem desta ciência e de suas aplicações na sociedade, fazendo com que o IF Sertão PE - Campus Salgueiro seja um núcleo de mobilização social, sobretudo despertando talentos por promover a participação empreendedora e o protagonismo dos alunos. 2 METODOLOGIA UTILIZADA Realizamos esse trabalho no ano de 2014 em três turmas de ensino médio (1º, 2º e 3º anos) dos cursos técnicos integrados do IF Sertão-PE campus Salgueiro, e em duas turmas (de 2º e 3º anos) da escola de referência Anísio Veras na cidade de Verdejante-PE, além de alunos de várias turmas do campus Salgueiro que participaram de uma oficina aberta durante as férias, totalizando aproximadamente 150 alunos envolvidos nesta pesquisa. A primeira ação tomada nas turmas foi aplicar um breve questionário que tinha como objetivo investigar o conhecimento prévio dos alunos sobre a astronomia, a fim de se obter um real parâmetro sobre como aquela ciência estava inserida no contexto sociocultural dos alunos. O questionário serviu de ponto de partida para entender de onde se deve começar o ensino e a divulgação da astronomia, C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez

4 Thiago Alves de Sá Muniz Sampaio, Eriverton da Silva Rodrigues sendo de extrema importância para estabelecermos uma sequência didática compatível aos conhecimentos intrínsecos dos alunos (TAXINI et al., 2012). Para efeitos quantitativos, iremos contabilizar apenas 50 alunos provenientes do IF Sertão-PE campus Salgueiro, onde os questionários foram aplicados. Os outros alunos provenientes da escola Anísio Veras serão incluídos apenas em uma abordagem qualitativa dos resultados. Figura 1- Atividade de revisão para a Olimpíada Brasileira de Astronomia com uso do software Stellarium em escola pública de Verdejante - PE. Fonte: Dados da Pesquisa As aulas expositivas foram ministradas por alunos do curso de licenciatura em física do IF Sertão PE - Campus Salgueiro, estas aulas tiveram o intuito de explanar os conteúdos da astronomia de maneira introdutória. Os assuntos abordados estavam dentro dos conteúdos previstos pelos PCNs, bem como dos conteúdos presentes na Olimpíada Brasileira de Astronomia, visto que possibilita o uso destas atividades como forma de preparação para os alunos realizarem tal prova, oferecendo assim um objetivo pré-estabelecido aos alunos para a realização dessas atividades em sala de aula. Os conteúdos foram transmitidos no formato de apresentação, onde os alunos do curso de licenciatura em física abordaram diversos conceitos da astronomia utilizando-se de várias imagens e representações artísticas dos corpos celestes. Sempre após explanar cada conceito era perguntado aos alunos se tinham alguma dúvida ou curiosidade sobre aquele assunto, com o objetivo de promover diálogos e troca de conhecimentos. Após as aulas, a próxima etapa seguia com uma oficina sobre o uso do software de simulação astronômica Stellarium na sala de aula. No começo explicamos sobre a interface do software, bem como suas funcionalidades e configurações. Começamos a mostrar pelo programa um pouco de cada conteúdo que foi visto durante as aulas, pois ele nos permite ter uma noção mais representativa de fenômenos astronômicos e de movimentos dos corpos celestes. 90 C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez. 2015

5 Método didático para o ensino de astronomia: utilização do Software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio Figura 2- Aluno do curso de Licenciatura em física ministrando oficina com o software Stellarium no IF-Sertão-PE Campus Salgueiro. Fonte: Dados da Pesquisa Após todas as instruções dadas, os alunos puderam acessar o Stellarium em alguns computadores disponibilizados nos laboratórios de informática das escolas, propiciando um momento de interatividade onde os alunos poderiam explorar mais a fundo todas as funcionalidades do programa de acordo com suas curiosidades sobre o tema. Terminadas as atividades, foi dado outro questionário aos alunos este com perguntas mais subjetivas -, a fim de se obter um parâmetro dos benefícios deste método no ensino da astronomia e como ele altera a estrutura cognitiva dos alunos sobre os temas envolvidos. 3 RESULTADOS E ANÁLISES Inicialmente, as perguntas realizadas antes das atividades procuraram saber se os alunos já tinham tido algum contato com o Stellarium, bem como saber o grau de intimidade dos alunos com a astronomia. Verificou-se que para a primeira pergunta: Você já tinha conhecimento do programa Stellarium?, 97% dos alunos responderam que não. Isso nos permite validar a divulgação deste programa incluído em um planejamento didático, a fim de mostrar aos alunos um meio acessível para a aprendizagem da astronomia, visto que o software é gratuito e está disponível para download. Para a segunda pergunta: Você já tinha estudado algo sobre astronomia?, 64% dos alunos responderam que não. Ou seja, percebe-se que mais da metade dos alunos afirmaram nunca ter estudado algo sobre o tema, o que nos leva a indagar sobre as reais causas da baixa divulgação desta ciência nas escolas, já que no ensino fundamental esses alunos deveriam ter visto conteúdos na área de ciências que envolvam conceitos astronômicos. Tal fato nos permite tomar dois lados de pensamento: Talvez os alunos não consigam relacionar os conteúdos vistos no ensino fundamental com a temática da astronomia, o que prova que essa ciência é muitas vezes C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez

6 Thiago Alves de Sá Muniz Sampaio, Eriverton da Silva Rodrigues passada aos alunos de maneira superficial e/ou distorcida. O outro lado é que talvez os alunos realmente nunca tenham visto esses conteúdos nas séries iniciais. Para a pergunta Em sua opinião, qual a importância do estudo de temas voltados à astronomia?, nos baseamos no nível de conceitos que os alunos abordaram em suas respostas, de modo a qualificar as respostas como coerentes ou não. Ao todo, classificamos como coerentes 40% das respostas, incoerentes 37% e não souberam 23%. Tais resultados mostram que, apesar do caráter instigante da astronomia, ela ainda permanece mal entendida por parte do público em geral, talvez por ser mal difundida para a sociedade. No questionário pós-atividade - a fim de saber como o software de simulação utilizado poderia facilitar a aprendizagem da astronomia -, foi feita a seguinte pergunta: Quais as vantagens do uso do software Stellarium para o ensino-aprendizagem de astronomia?. Analisando as respostas, 93% dos alunos relataram pontos positivos da utilização do programa em sala de aula. Algumas respostas podem ser verificadas abaixo: As vantagens são conhecimento mais aprofundado e detalhado da astronomia e conhecimento de estrela e planetas. Que podemos analisar mais detalhes sem precisar de telescópio, somente com o programa no computador. Porque eu não entendia muito bem sobre as estrelas, e depois da atividade comecei a conhecer a constelação do cruzeiro do sul. Ver o sol de perto, aproximar a lua, observar o tamanho de cada planeta, ver o por do sol, as estrelas etc. E melhora o ensino. Porque o software facilita a visualização de corpos celestes, sem o uso de telescópios. Este programa é muito bom porque tem como voltar no tempo e ter uma ideia de como os fenômenos naturais acontecem. Pois conseguimos visualizar todas as estrelas, constelações, luas, etc. Dentro de um único programa onde aceleramos o tempo para observar posições futuras dos astros, estrelas, sol, etc. Durante a atividade, o software se mostrou bastante eficiente no que diz respeito à visualização de fenômenos celestes de maneira intuitiva e prática, visto que tais fenômenos fogem do que é acessível em sala de aula pelo professor 92 C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez. 2015

7 Método didático para o ensino de astronomia: utilização do Software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio (LONGHINI, 2010). Uma de suas maiores funcionalidades é disponibilizar um calendário celeste de horas, dias, meses e anos, facilitando a compreensão das estações do ano na Terra, dos movimentos de rotação e transação da Terra em torno do Sol, e do movimento da Lua e suas fases. O programa nos permite explorar diversos recursos visuais dos mais variados corpos celestes, que vão desde planetas até galáxias, exibindo dados como distância e tamanho aparente dos astros, o que inclusive facilitaria a inserção de temas básicos da astrofísica. O software exibe de maneira fiel a abóbada celeste, além de oferecer aos alunos uma impressão mais realista do quão grande é o universo ao nosso redor. Entre outros temas, pudemos verificar um melhor aproveitamento dos alunos na compreensão de conceitos como constelações, sistemas estelares, escalas e relação entre tamanho e distância dos astros. Também promovemos um diálogo sobre o discernimento entre a astronomia e a astrologia, utilizando-se para isto das representações artísticas das constelações zodiacais que o programa nos fornece. Em uma abordagem qualitativa, podemos avaliar como satisfatória a participação dos alunos nas atividades realizadas. A todo o momento os alunos se mostravam muito interessados com os conteúdos abordados, sempre fazendo perguntas para sanar suas curiosidades sobre o tema. Ao passo que mostrávamos as funcionalidades do Stellarium, os próprios alunos demonstravam querer explorar alguns pontos específicos do programa, como podemos citar o exemplo de uma aluna que, enquanto abordávamos conceitos de solstícios e equinócios, nos pediu que mostrássemos como era o nascer e o pôr do sol na Antártida. Analisando as respostas dadas para a pergunta: Relate os principais conceitos que você aprendeu com a atividade de hoje? podemos destacar as respostas de alguns alunos: A proximidade de algumas estrelas formando alguns desenhos e algo muito interessante é que cada ponto no céu tem um nome até mesmo para ser facilmente identificado. Aprendi nomes de estrelas e corpos celestes, aprendi que a estrela Dalva na verdade é um planeta (Vênus) etc. C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez

8 Thiago Alves de Sá Muniz Sampaio, Eriverton da Silva Rodrigues Aprendemos os nomes e as formas das constelações, dos planetas e das distâncias entre esses astros celestes. Podemos aprender a distância da lua, planetas e constelações que os antigos viam, vários tipos de formas nas constelações, animais e tal. E que existem milhares de estrelas. O fato da maioria da turma responder com devidas propriedades os motivos do uso do Stellarium e suas vantagens para o ensino da astronomia, além de relatarem a aprendizagem de alguns conceitos com a atividade realizada, nos leva a crer que o uso deste software promove uma integração dos alunos com os conteúdos, de forma a relacionar o que se aprende na teoria a uma maneira interativa de se observar o que acontece na prática. Isso é aceitável se partimos do ponto que realizar observações do céu à noite em turmas da educação básica é sempre um desafio, muitas vezes não sendo possível por falta de tempo ou locais adequados. E mesmo se levado em conta a realização de observações astronômicas, a oficina ainda se torna de extrema importância, pois o fato de começar abordando os conteúdos básicos com seminários em sala de aula, para em seguida realizar as atividades interativas com o uso de um software simulador, promove aos alunos a devida preparação para inseri-los na prática de astronomia amadora, que culmina com observações do céu, auxiliadas ao uso de lunetas e telescópios. 4 CONCLUSÕES Percebe-se que esta área da ciência possui um grau de estudo motivador e popularizável, mas que ainda é muito carente no que diz respeito à divulgação e ao ensino nas escolas e na comunidade em geral, tornando pertinente a realização de atividades extraclasse de extensão e o uso de métodos didáticos alternativos como complemento ao tradicional. Analisando de um ponto de vista acadêmico, cientifico e cultural, a realização deste projeto motiva os alunos do curso de Licenciatura em física para que se tornem multiplicadores do conhecimento em astronomia e incentivadores dos alunos do ensino médio, aumentando nossa demanda de ensino-aprendizagem e abrangendo várias esferas educacionais. O fato de promovermos diálogos e discussões sobre o ensino-aprendizagem de astronomia e suas aplicações na sociedade através das aulas interativas aliadas ao uso do software garante ao 94 C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez. 2015

9 Método didático para o ensino de astronomia: utilização do Software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio público alvo um melhor discernimento do real significado do estudo da astronomia e de sua importância para compreender o papel do homem no universo. Como Oliveira et al. (2007) destaca em sua pesquisa, apesar dos alunos do ensino médio creditarem seus conhecimentos de astronomia na maioria das vezes à escola, a parcela que afirma aprender astronomia por meio de computadores e outros meios de entretenimento também é significativa, fazendo toda a diferença nos conhecimentos gerais que os alunos possuem sobre o tema em si. Por isso, inserir ferramentas computacionais no contexto social dos alunos amplia as possibilidades de aprendizagem por parte dos mesmos. Por fim, com este trabalho pudemos estudar e avaliar aspectos para a inserção de simuladores astronômicos como uma ferramenta complementar no ensino de astronomia, tendo estes como principal objetivo relacionar de maneira abrangente a teoria com a prática astronômica, como é previsto pelos PCNs. O uso do Stellarium como um meio termo entre esses dois aspectos do conhecimento reforça de maneira significativa os conteúdos vistos em sala de aula e fornece aos alunos a possibilidade de iniciarem suas observações amadoras do céu, propondo assim uma espécie de tripé educacional para o ensino de astronomia. Agradecimentos Agradecemos à Coordenação de Extensão do Instituto Federal do Sertão Pernambucano pelo suporte ao projeto. DIDACTIC METHOD FOR ASTRONOMY EDUCATION: USE OF SOFTWARE STELLARIUM IN CONJUNCTION WITH LECTURES IN MIDDLE SCHOOL ABSTRACT This paper seeks, through extension activities performed by students and teachers of the degree course in physics IF Sertão-PE Campus Salgueiro in public schools in Pernambuco backlands, analyze possible advantages in the acquisition of knowledge on the part of this school community after completion of a didactics sequence for teaching astronomy, which includes conducting short courses with introductory lectures on subjects of this science, together with workshops using the astronomical simulation software Stellarium as a teaching tool. In this study we sought to present the preconceptions that students had about the topic as well as analyze the impacts by use this software in the classroom, starting from the principle that Stellarium is free and has a visual aspect and quite C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez

10 Thiago Alves de Sá Muniz Sampaio, Eriverton da Silva Rodrigues affordable interface to high school students. In general, we tried to verify the advantages of using this proposed method, which attempts to unify the software to an popularizer extracurricular educational plan, demonstrating through this activities how important is learning this science in high school, both for their formative character as for his awakening for curiosities of nature. Keywords: Astronomy. High School. Software. Stellarium. Interactivity. Artigo recebido em 08/10/2015 e aceito para publicação em 04/11/2015 REFERÊNCIAS BRASIL. PCN+ Ensino Médio. Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC-SEMTEC, DIAS, C. A. C.M.; SANTA RITA, J. R. Inserção da astronomia como disciplina curricular do ensino médio. Vértices, v. 9, n. 1, p , FARIA, R. Z.; VOELZKE, M. R. Análise das caracterısticas da aprendizagem de astronomia no ensino médio nos municıpios de Rio Grande da Serra, Ribeirao Pires e Mauá. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 30, n. 4, p. 4402, HORVATH, J. E. Uma proposta para o ensino da astronomia e astrofísica estelares no Ensino Médio. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 35, n. 4, p. 4501, IACHEL, G.; NARDI, R. Algumas tendências das publicações relacionadas à astronomia em periódicos brasileiros de ensino de física nas últimas décadas. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, v. 12, n. 2, p , LANGHI, R.; NARDI, R. Ensino de Astronomia: erros conceituais mais comuns presentes em livros didáticos de ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 24, n. 1, p , LEITE, C.; HOSOUME, Y. Os professores de ciências e suas formas de pensar a astronomia. Revista latino-americana de Educação em Astronomia-RELEA, v. 4, p , LONGHINI, M. D.; DE DEUS MENEZES, L. D. Objeto virtual de aprendizagem no ensino de astronomia: algumas situações problema propostas a partir do software Stellarium. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 27, n. 3, MOTA, A. T.; BONOMINI, I. A. M.; ROSADO, R. M. M. Inclusão de temas astronômicos numa abordagem inovadora do ensino informal de física para estudantes do Ensino Médio. Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia, n. 8, p. 7-17, C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez. 2015

11 Método didático para o ensino de astronomia: utilização do Software Stellarium em conjunto com aulas expositivas no ensino médio OLIVEIRA, E. F.; VOELZKE, M. R.; AMARAL, L. H. Percepçao astronômica de um grupo de alunos do ensino médio da rede estadual de Sao Paulo da cidade de Suzano. Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia, n. 4, p , TAXINI, C. L. et al. Proposta de uma sequência didática para o ensino do tema estações do ano no ensino fundamental. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, v. 14, n. 1, p. 81, SCARINCI, A. L.; PACCA, J. L. A. Um Curso de astronomia e as Pré- Concepções dos Alunos. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v.28, n.1, 89-99, C&D-Revista Eletrônica da Fainor, Vitória da Conquista, v.8, n.2, p.87-97, jul./dez