CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CONCEPÇÕES PRÉVIAS SOBRE ASTRONOMIA EM UM CURSO DE EXTENSÃO Cristine Inês Brauwers: Hortência Fontana: Sabrina Monteiro: Sônia Elisa Marchi Gonzatti: Werner Haetinger: Eixo Temático: Práticas pedagógicas e Inovações Lajeado RS, Brasil, Novembro de 2010

2 CONCEPÇÕES PRÉVIAS SOBRE ASTRONOMIA EM UM CURSO DE EXTENSÃO Resumo: O Centro Universitário UNIVATES desenvolve um Projeto de Extensão em Astronomia, visando aproximar a população do Vale do Taquari do assunto e formar professores para que possam abordar este conceito em sala de aula. Para isso são realizadas observações astronômicas para a comunidade regional e também são oferecidos dois cursos de extensão em astronomia a cada ano. Os alunos desse curso são professores, estudantes e profissionais de outras áreas que se interessam pela temática. No primeiro encontro entre professor e alunos é aplicado um questionário aos alunos para fazer um levantamento das concepções prévias a respeito do assunto, a fim de observar os conhecimentos que cada um já tem e quais as suas expectativas com o estudo. Nesse trabalho iremos apresentar uma análise inicial dessas concepções. OBJETIVOS DO QUESTIONÁRIO O questionário foi criado com o objetivo de coletar dados que demonstrassem o nível de conhecimento prévio que os alunos do Curso de Extensão em Astronomia traziam consigo. Por isso, desde 2008 já era aplicada essa proposta no curso. Entretanto, em 2010, teve-se a idéia de fazer um levantamento, também, das curiosidades que cada um tem a respeito sobre Astronomia e a partir dos resultados, incorporar ao curso as dúvidas de cada um. Vale destacar que os questionários também possibilitam a verificação das concepções dos alunos a respeito dos temas básicos do curso, sendo que a partir disso, o desafio do professor é aproximar os conteúdos na linguagem dos alunos, fazendo associações, trazendo exemplos da realidade dos mesmos para a melhor compreensão dos conceitos. Ausubel se refere ao conhecimento prévio através do conceito de subsunçor. Segundo ele, um subsunçor é um conceito para o qual o sujeito já atribui algum significado. Esse conceito vai servir de ponte para a incorporação de novos significados e de novos conceitos. O questionário aplicado na última edição do curso consta como Anexo 1, sendo que a meta deste trabalho é fazer a análise de questionários anteriores já aplicados em outras edições do curso, para desenvolver um artigo mais completo e com mais possibilidade de contraste de concepções. O trabalho ora apresentado, no entanto, apresenta apenas a análise parcial das concepções prévias desta edição do curso de extensão. O foco principal deste questionário é a correlação entre aspectos observacionais cotidianos relacionados à Astronomia. Por exemplo, observação da altura do Sol, que é diferente em diferentes latitudes, em uma mesma data e horário, nem todos sabem ou percebem, isso é explicado pela forma esférica da Terra. Também muitos acham que o Sol a pino ocorre em todos os lugares, ao meio-dia, mas devido ao movimento de rotação e a inclinação da Terra isso não acontece. O sol pode incidir a pino (perpendicular à superfície), entre as latitudes do equador (0º) até os trópicos de Câncer (23,5ºN) e de Capricórnio (23,5ºS). ANÁLISE DE ALGUMAS CONCEPÇÕES: O questionário de idéias prévias foi respondido por dezessete alunos no início do curso realizado no segundo semestre de 2010, com duração de 10 encontros. Esses encontros eram semanais. O questionário aplicado trazia em seu contexto perguntas relacionadas à astronomia e conhecimentos co-relacionados, bem como demais curiosidades trazidas por eles para o curso.

3 As primeiras duas questões estavam relacionadas ao entendimento sobre solstícios e equinócios, sendo que parte da turma sabia que estes fenômenos definem o início das estações. Os solstícios como datas de início do verão e do inverno (dezembro e junho), já os equinócios como os dias de início do outono e da primavera (março e setembro). outros desconheciam este conceito, sendo que alguns acreditavam em diferentes teorias, como: solstício são os noventa dias em que o Sol está mais presente, equinócio são os noventa dias em que o Sol se põe mais depressa. Relatando de uma forma superficial GEMINOS (Introduction aux phénomènes, livro I, 13-16, PP 4-5) diz que...os intervalos de tempos entre solstícios e equinócios se dividem assim: do equinócio de primavera até o solstício de verão, há 94 dias e meio;... do solstício de verão ao equinócio de outono, há 92 dias e meio;... do equinócio de outono ao solstício de inverno há 88 dias e 1/8... do solstício de inverno ao equinócio da primavera, há 90 dias e 1/8... Na aplicação da terceira questão, faz-se referência à duração dos dias. A maioria dos participantes pensa que existe um dia no ano que a duração do dia e da noite são iguais, foram três dias diferentes (21 de dezembro, 21 de junho e 21 de março) dados como resposta, outra resposta foi a de dois dias, em setembro e de março (equinócio de primavera e equinócio do outono), que seria a resposta correta. Conforme artigo da revista Super Interessante (edição 144, set 1999) A diferença normal entre a duração do dia e a da noite acontece porque o eixo ao redor do qual a Terra gira sobre si mesma é inclinado 66,5 graus em relação ao plano da sua rotação em torno do Sol. Essa inclinação faz o astro iluminar um hemisfério por menos tempo durante o outono e o inverno. No início da primavera acontece o equinócio, dia em que a rota do Sol se alinha com o equador. Então, a parte iluminada passa a ser maior durante seis meses. Tomando como referência a latitude da cidade de Lajeado/RS, que é de aproximadamente 30ºS, na questão quatro, metade dos alunos acreditam que o Sol nunca incidirá a pino, ou seja, a 90º, enquanto que a outra metade acreditava que isso ocorre devido ao alinhamento Lua e do Sol com a Terra. O sol só poderá incidir a pino entre o equador e os trópicos, por duas razões: A primeira, a inclinação da Terra, que faz com que o sol incida a 90º no equador e nos trópicos em diferentes datas. No equador, o sol incide perpendicularmente nos dias de equinócio, que são as datas nas quais os dois hemisférios recebem iguais quantidades de energia radiante e o dia e a noite têm a mesma duração em toda a Terra. Nos trópicos, o sol incide a pino nos solstícios de verão de cada hemisfério. A segunda razão é a forma esférica da Terra. Com a curvatura da Terra, diferentes regiões da Terra, conforme a latitude, receberão quantidades diferentes de energia em uma mesma data. No decorrer do questionário, foram aplicadas três questões referentes à duração dos dias em relação às estações do ano, neste todos os alunos defendem a idéia de que aumenta a duração dos dias (com a quantidade de horas nas quais temos luz solar) durante a primavera até o solstício de verão, sendo que poucos não acreditam que diminui a duração dos dias durante o verão até o equinócio de outono. Isso está diretamente relacionado a aspectos observacionais sobre as estações, que por sua vez são explicadas pelos movimentos relativos Terra-Sol, plano orbital. Quanto ao fato de que no verão os dias são mais longos do que no inverno, a grande maioria dos alunos responderam que é devido à inclinação do eixo de rotação da Terra, ocorre que o hemisfério sul (abaixo da linha do equador) fica mais exposto ao Sol, por isso no verão os dias são mais longos. No inverno ocorre justamente o contrário, fazendo com que os dias fiquem mais curtos no período. Quanto às questões dez, onze e doze a interpretação é realizada sobre as ilustrações sobre eclipses solares e eclipses lunares como esta:

4 Figura 1: Esquema de eclipse solar(e) e lunar(d) Referindo-se à quantidade de estrelas no sistema solar (questão 13) algo que chama a atenção é sobre a existência ou não das estrelas. Alguns alunos acreditam que não há estrelas no sistema solar(22%). A maioria (50%) acredita que existe apenas uma estrela, que é o Sol, e o restante (22%) dos alunos dizem que existem milhares/infinitas, apenas um(6%) diz que existem seis mil estrelas, dando um número exato. As curiosidades e os interesses da turma foram muitas: Curiosidade: Características dos planetas Galáxias Noções de tamanho, tempo e espaço Latitude e longitude Influência da Lua sobre plantações Fenômeno das marés Observações astronômicas Fenômenos astronômicos Questionamentos; Características dos planetas Constituição dos planetas: anéis, satélites (naturais), etc. Órbitas, duração do dia e do ano Porque os planetas mantêm a sua órbita? Como se descobre(iu) um novo planeta? Interação entre Galáxias Composição de nebulosas e galáxias O que tem no centro das galáxias? Um sol? Quantas são as galáxias? Como e porque elas se formam? Como os sóis se distribuem? Mais sobre Outras galáxias Qual é o tamanho dos planetas em relação a terra? Qual a distancia que os planetas, estrelas e demais corpos celestes, estão distantes da terra? O que corresponde anos-luz? Noções de localização através da latitude e longitude. Existe alguma influencia nas plantações que faça relação com as fases da lua? O que é marés altas e marés baixas? Como se formam? Realização de observações astronômicas com auxilio de instrumentos. Ex: telescópio, binóculos... Quais são os fenômenos astronômicos que ocorrem com maior frequência? Surgimento destes fenômenos.

5 Funcionamento e manuseio de instrumentos para observações Buracos negros História da astronomia Eclipses Luas Movimento dos corpos celestes Aprender técnicas para observações. O que são? Todo sol se transforma em buraco negro? Por que existem? Quantos existem? Como atraem? Qual o surgimento da astronomia? Quem foram os primeiros astrônomos a fazerem observações e quais eram suas principais ideias? O que são? Como ocorrem? Existe alguma influencia na terra. Fases e eclipses Porque as fases mudam a cada semana Interferência no eco-sistema e nas marés Quais os movimentos que fazem? Existe algum em rota de colisão com a terra ou algum outro planeta? Percebe-se o quão importante é a aplicação do questionário da idéias prévias, pois é a partir deste que o professor pode planejar e preparar as atividades para sanar as curiosidades. Por isso, durante o Curso de Extensão foram empregadas diversas metodologias, como: observações astronômicas, aulas teóricas, práticas e participativas, onde os alunos também tiveram espaço para apresentar sobre um assunto de seu interesse. Navarette (1998) cita sobre a importância do debate e da troca de ideias, o papel mediador do professor, para que os sujeitos possam comparar e contrastar significados e incorporá-los à sua estrutura mental, modificando-a. No trabalho de Gonzatti (2008), também é desenvolvida uma proposta de inserção de tópicos e metodologias para o ensino da Astronomia, no qual o professor usa essa temática com uma abordagem interdisciplinar e para formar conceitos subsunçores com papel estruturante na aprendizagem dos estudantes. A astronomia pode ser usada para discutir interações fundamentais, ao falar sobre a gravidade. A gravidade, por sua vez, é que explica a forma da Terra, que é um aspecto fundamental para a compreensão de diversos fenômenos astronômicos, pelo seu papel estruturante (IB, pg. 26). No curso desenvolvido, utilizaram-se planilhas de cálculo para simular as variações da gravidade com a altitude, para determinar a gravidade dos planetas do sistema solar, conforme atividade sugerida no trabalho já referido (Guia de Atividades sobre Campos Gravitacionais - pg ) Foram explorados também diversos vídeos, alguns trazidos pelos alunos, simuladores e fotografias, bem como a criação de um espaço virtual, onde todos os participantes puderam compartilhar materiais referentes à Astronomia. Destacamos que a professora semanalmente atualizava o ambiente virtual, colocando os conteúdos abordados em cada noite de curso, assim como links interessantes onde os alunos podiam adquirir novas informações. Os alunos também utilizavam esse espaço para mostrar aos demais o que havia encontrado ou até mesmo socializar o conhecimento adquirido. Trabalhando um pouco na área prática, para poder exercitar as noções de localização, direção e distância, destaca-se a construção de balões celestes, o que facilitou a compreensão do movimento dos astros como uma decorrência dos movimentos de rotação da Terra, permitindo localizar as principais estrelas e constelações (CANIATO, 1990). Houve também a confecção de um planisfério para o céu de Porto Alegre, este que é usado com esta mesma

6 finalidade, alterando o dia e o mês, bem como os hemisférios celestes (Astronomia e Astrofísica, UFRGS). As observações astronômicas eram o que mais os interessava, para muitos alunos esta foi a primeira observação de um astro, quando se justificavam pelo encanto, diziam-se seduzidos em poder ver um corpo tão distante e tão diferente. A observação da Lua foi a que deixou os alunos surpresos, pois através da utilização do telescópio podiam observar com detalhes suas crateras e a sombra que ela possui com o seu movimento. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Embora a Astronomia fazer parte dos programas de ensino da maioria das escolas dos estados brasileiros (TREVISAN, 1999), a garantia de que os alunos tenham aprendido conceitos básicos da área nem sempre são uma realidade, pois existem dúvidas que poderiam ter sido sanadas na escolarização básica. Os dados obtidos com o questionário apontam possibilidades de fazer os alunos avançarem em seus conhecimentos básicos de astronomia. Sabendo que o curso ainda está em andamento, não temos ainda dados conclusivos dos conhecimentos adquiridos. Entretanto, com a finalização do curso será aplicado outro questionário. Este terá como objetivo verificar se as dúvidas iniciais foram respondidas. A partir desses dados será feita uma comparação entre o questionário de ideias prévias e o questionário final. É importante destacar que a aplicação desse questionário no início das atividades, trazendo as concepções dos alunos enriquece o trabalho e fornece dados para dar continuidade ao processo; aproximando os alunos dos temas de que tem interesse e abordando conceitos básicos. Em nosso entender, não adianta apenas indagar os alunos e não lhe fornecer respostas, pois somente com o processo de troca entre professor e alunos o trabalho alcança resultados positivos e recompensadores. REFERÊNCIAS: Astronomia e Astrofísica. Disponível em Acesso em Nov/2010. CANIATO, R. O céu. 2ª ed. São Paulo: Ática, COPÉRNICO, NICOLAU Commentariolus. São Paulo: editora Stella 1990 pag 43 Rev. SUPER INTERESSANTE. Editora Abril, edição 144, setembro de 1999 GONZATTI, S.E.M. Um Curso Introdutório à Astronomia para a Formação Inicial de Professores de Ensino Fundamental, em nível médio. Dissertação de Mestrado. UFRGS: Disponível em Acesso em Nov/2010. HORVATH, J. E. O ABCD da Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Editora Livraria da Física, NAVARRETE, A.S. (1998) Una experiencia de aprendizaje sobre los movimientos relativos del sistema Sol/Tierra/Luna en el contexto de la formación inicial de maestros. Investigación em la Escuela, n.35, p OLIVEIRA FILHO, K. S., SARAIVA, M.F.O. Astronomia e Astrofísica. 2ªed. São Paulo: Editora Livraria da Física, TREVISAN, R. H. A Astronomia no Ensino Fundamental e Médio Palestra. IV Encontro Brasileiro de Ensino de Astronomia, Rio de Janeiro, 1999.

7 ANEXO 1 Perfil do Aluno e Questões sobre Astronomia (Não vale nota) Este questionário visa a nos auxiliar a preparar futuros cursos de atualização de professores na área de Astronomia. Preencha os seus dados pessoais e após responda o questionário. Formação: Tempo de experiência como docente: se for estudante, mencionar o curso/nível que está freqüentando: 1) Ao longo do ano, existem dias especiais, assim digamos. São os dias de solstício e de equinócio. Qual é a característica de um dia de solstício? Quantos dias de solstício há em um ano? Qual(is) é(são) esse(s) dia(s)? 2) Qual é a característica de um dia de equinócio? Quantos dias de equinócio há em um ano? Qual(is) é(são) esse(s) dia(s)? 3) Sabemos que a duração dos dias (as horas de sol) não é a mesma ao longo do ano. Você sabe se há algum dia no ano em que o dia e a noite têm exatamente a mesma duração (12 horas de sol)? a. Não há um dia com essa característica b. Um dia. Qual? c. Dois dias. Quais? d. Outra resposta: 4) Na nossa latitude (Lajeado, 30 S), há algum dia em que o sol incide a pino (90 acima do plano do horizonte)? Se você supor que sim, em que dia(s) isso ocorre? explique: 5) O dia mais curto do ano, e o dia mais longo do ano, para o hemisfério Sul, respectivamente, ocorrem em datas próximas a: a. 21 de março e 21 de dezembro b. 21 de junho e 23 de setembro c. 21 de dezembro e 21 de junho d. 21 de junho e 22 de dezembro e. 21 de março e 23 de setembro 6) O que você pensa que ocorre com a duração dos dias (com a quantidade de horas nas quais temos luz solar) durante a primavera até o solstício de verão: a. aumentam b. diminuem c. permanecem igual d. outra opção: 7) O que você pensa que ocorre com a duração dos dias (com a quantidade de horas nas quais temos luz solar) durante o verão até o equinócio de outono: a. aumentam b. diminuem c. permanecem igual d. outra opção: 8) Na sua opinião, qual é a causa mais importante para o fato de que no verão os dias são mais longos do que no inverno? a. Deve-se ao fato de que a órbita da Terra não é uma circunferência, é uma elipse. b. Deve-se à inclinação do eixo de rotação da Terra.

8 c. Deve-se ao fato de que no verão a Terra está mais próxima do Sol. d. Deve-se a fenômenos atmosféricos. 9) Na sua opinião, em que regiões terrestres há maior diferença na duração dos dias e das noites entre o verão e o inverno? a. na região equatorial b. nas regiões temperadas c. nas regiões polares d. outra. Qual? 10) Faça uma ilustração da configuração do sistema Sol-Terra-Lua para haver: Um eclipse lunar: Um eclipse solar: 11) Na sua opinião, qual é o fator que determina a ocorrência de um eclipse (solar ou lunar)? 12) As imagens dessa questão mostram como a Lua aparece no céu uma certa noite, e como aparece algumas noites depois. Qual dos fatores abaixo, na sua opinião, melhor descreve a mudança de aparência da Lua: a. a Lua se move dentro da sombra da Terra. b. a Lua se move dentro da sombra do Sol. c. A Lua é escura em um lado, iluminada no outro, e gira. d. a Lua se move ao redor da Terra. 13) Você acredita que existem estrelas em nosso sistema solar? Resp.:. Em caso afirmativo, quantas estrelas seriam? Resp.: 14) O que você espera do curso de extensão em astronomia? 15) Você acredita que a astronomia seja importante na escola? Por quê? 16) Qual o tema que lhe chama mais atenção em astronomia e você deseja conhecer?