Inserção da astronomia como disciplina curricular do Ensino Médio

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA PÓS-GRADUAÇÃO LATO-SENSU EM ENSINO DE ASTRONOMIA INSERÇÃO DA ASTRONOMIA COMO DISCIPLINA CURRICULAR NO ENSINO MÉDIO CLAUDIO ANDRÉ CHAGAS MARTINS DIAS CAMPOS DOS GOYTACAZES-RJ NOVEMBRO -2005 CLAUDIO ANDRÉ CHAGAS MARTINS DIAS INSERÇÃO DA ASTRONOMIA COMO DISCIPLINA CURRICULAR NO ENSINO MÉDIO Monografia apresentada ao Centro Federal de Educação Tecnológica de Campos como requisito parcial para conclusão do Curso de Pós-Graduação Lato-Sensu em Ensino de Astronomia. ORIENTADOR: Prof. Josué Rodrigues Santa Rita Mestre em Ciência de Engenharia de Materiais UENF CAMPOS DOS GOYTACAZES-RJ NOVEMBRO -2005 Este trabalho, nos termos da legislação, que resguarda os direitos autorais, é considerado propriedade institucional. É permitida a transcrição parcial de textos do trabalho, ou menção ao mesmo, para comentários e citações, desde que sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa. Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade dos autores e não definem uma orientação da Instituição. INSERÇÃO DA ASTRONOMIA COMO DISCIPLINA CURRICULAR NO ENSINO MÉDIO CLAUDIO ANDRÉ CHAGAS MARTINS DIAS Aprovada em .BANCA AVALIADORA: Prof. M. Sc. Josué Rodrigues Santa Rita (CEFET-Campos) Prof. D. Sc. Marcelo Oliveira e Souza (CALC/ CEFET-Campos -UENF) Prof. M. Sc. Márcio dos Santos Teixeira Pinto (CALC/ CEFET-Campos) "O conhecimento que temos das coisas é pequeno, na verdade, quando comparado com a imensidão daquilo que ainda somos ignorantes".(Pierre Simon Laplace (1749-1827)). AGRADECIMENTOS: Aos meus pais, responsáveis pela orientação inicial do meu caminho. À minha esposa pela compreensão, dedicação e auxílio ao término deste trabalho .Ao professor Josué Rodrigues Santa Rita pela excelente orientação, auxílio e dedicação no processo evolutivo deste trabalho. Ao professor Marcelo Oliveira e Souza pela sua dedicação para a existência do curso. Ao professor Márcio, por sua dedicação ao transcorrer do curso. Aos demais professores que contribuíram para minha formação. RESUMO A Astronomia é considerada com uma das primeiras ciências que o homem dominou, porém não é isto que se verifica quando os alunos do ensino médio concluem o ensino básico. Os alunos estão concluindo o ensino médio sem conhecimento de vários temas na área de Astronomia, que são obrigatórios nos PCNs. Em virtude, desta discrepância, este trabalho vem evidenciar a necessidade da incorporação de uma disciplina específica de Astronomia, em prol da promoção da redução das distorções entre o que é ensinado e o que se deve ensinar. Palavras chaves: Astronomia no ensino médio, ensino de Astronomia no ensino médio, parâmetros curriculares nacionais em Astronomia. ABSTRACT The Astronomy is considered with one of the first sciences that the man dominated, however it is not this that is verified when the students of the medium teaching conclude the basic teaching. The students are concluding the medium teaching without knowledge of several themes in the area of Astronomy, that you/they are obligatory in PCNs. In virtue, of this discrepancy, this work comes to evidence the need of the incorporation of a specific discipline of Astronomy, on behalf of the promotion of the reduction of the distortions among what is taught and the one that one should teach. Key words: Astronomy in the medium teaching, teaching of Astronomy in the medium teaching, parameters national curricular in Astronomy. LISTA DE FIGURAS: Fig. 1: Índice percentual das respostas encontradas na 1º questão .Fig. 2: Índice percentual das respostas encontradas na 2º questão .Fig. 3: Índice percentual das respostas encontradas na 3º questão .Fig. 4: Índice percentual das respostas encontradas na 4º questão .Fig. 5: Índice percentual das respostas encontradas na 5º questão .26 27 28 29 30 LISTA DE TABELAS: Tabela 1: Astronomia aplicada à Geografia, de acordo com o PCN do ensino fundamental 5ª à 8ª Série (adaptado do PCN do ensino fundamental: Geografia- 5ª à 8ª série) .Tabela 2: Resultado obtido pelos alunos do ensino médio. 11 26 SUMÁRIO Capítulo 1: INTRODUÇÃO .Capítulo 2: REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .1- A busca do ensino Transdisciplinar .2- Astronomia: uma ciência interdisciplinar .3- Principais disciplinas interdisciplinares com Astronomia .3.1- Geografia e Astronomia .3.2- Ciência da Natureza e Astronomia .3.3- A Física e a Astronomia .4- O Ensino de Astronomia .Capítulo 3: RESULTADOS E DISCUSSÕES .Capítulo 4: Conclusão .Capítulo 5: Referências Bibliográficas .ANEXO: Questionário aplicado. 1 2 2 6 9 9 12 16 20 25 34 36 39 Capítulo 1 INTRODUÇÃO Desde os nossos antepassados até hoje em dia, a curiosidade por assuntos referentes aos conhecimentos astronômicos fascina as crianças, os jovens e os adultos. Muitos temas interessantes fazem parte da matriz curricular proposta pelos PCNs nesta respectiva área, de tal forma que o aluno adquira conhecimentos mínimos dentro de uma formação geral. O ensino de Astronomia é um importante recurso, pois além de apresentar uma forte interdisciplinaridade com outras ciências, ela desenvolve o raciocínio lógico, noções sobre os sistemas de localização, escalas numéricas enormes e pequenas ao mesmo tempo, e além disso, talvez seja a única ciência capaz de desvendar nossas origens e criar possibilidades de abandonar o planeta em caso de uma grande catástrofe. Portanto, é de suma importância o conhecimento de Astronomia. Muitos trabalhos têm surgido na área de ensino de Astronomia e percebe-se em conclusões dos mesmos que existem falhas em livros didáticos, professores não capacitados para trabalharem com assuntos ligados aos conhecimentos astronômicos, falta de recursos didáticos e de forma geral o desinteresse pela carreira de professor, devido principalmente os baixos salários ofertados pelas instituições de ensino. Assim sendo, estes fatores levam a crer que os alunos deixam o ensino fundamental e médio sem obter os requisitos básicos para uma alfabetização concreta em Astronomia. Este trabalho terá como objetivo principal propor a inserção de uma disciplina de Astronomia, dentro de uma visão interdisciplinar em busca da transdisciplinaridade, no ensino médio, com o intuito de que o aluno adquira as competências necessárias ao final do ciclo básico de estudo. A metodologia a ser utilizada será a aplicação de um questionário a alunos do 3º ano do ensino médio, com o objetivo de detectar a ocorrência ou não do aprendizado de competências básicas citadas nos PCNs relativos aos assuntos de Astronomia, em escolas públicas. Além de demonstrar a importância de trabalhar estes conteúdos a professores que lecionam disciplinas que necessitam conhecimento prévio de Astronomia. CAPÍTULO 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 1- A busca do ensino Transdisciplinar É facilmente detectável que a realidade do ensino na grande maioria das instituições educacionais brasileiras constituem-se de forma fragmentada e desarticulada, trazendo como conseqüência uma formação profissional e humana de alunos e professores despreparados para tomar decisões em situações que exijam uma formação mais crítica e interconectiva. A revolução industrial, dentro de uma política capitalista, faz com que as escolas transformem-se nas principais instituições formadoras de mão-deobra, de tal forma que o ensino organizado nestas assemelhem-se com a organização do trabalho industrial promovido pelo regime capitalista, baseado na divisão internacional do trabalho, onde o trabalhador detém o conhecimento somente de uma parte do processo de produção industrial. Na fase atual, modelos como o fordismo e taylorismo, baseados nas afirmações do liberal Adam Smith (1723-1790) perdem força, devido principalmente a introdução de um alto grau tecnológico no processo produtivo. Desta forma, os meios de produção passam a exigir trabalhadores mais qualificados, com uma forte base científica, principalmente nas áreas de informática, ciências naturais e língua estrangeira, ou seja, trabalhadores multifuncionais, a partir disto começa-se ouvir falar, no campo do ensino, em multidisciplinaridade, transdisciplinaridade. O PCN introdutório do ensino fundamental, publicado em 1998, juntamente com a LDB (Art. 2º) afirma que "toda a pessoa criança, adolescente ou adulto deve poder se beneficiar de uma formação concebida para responder às suas necessidades educativas fundamentais" 1, dentro deste contexto, as necessidades de aprendizado fundamentais são: leitura, escrita, expressão oral, cálculo, resolução de problemas, enquanto que as necessidades educativas consistem em: conceitos, atitudes e valores, 1 pluridisciplinaridade, interdisciplinaridade e PCN- Introdução (5ª a 8ª séries), 1998, p. 17. proporcionando ao educando, no final do curso, a possibilidade de vida com dignidade, tomada de decisões de forma esclarecida, participação do desenvolvimento social, político e econômico, além de demonstrar que os conhecimentos a este nível estão completamente inacabados, valorizando desta maneira a continuação ao aprendizado. Com a fragmentação do conhecimento, ocorrida no séc XVII, onde os determinados conteúdos de uma área são construídos sem a menor necessidade dos outros, provocou-se em determinadas disciplinas específicas, um forte aporte de conhecimentos científicos, em sua maioria dispensáveis para a formação educativa do aluno, já que estes conhecimentos deveriam e poderiam ser trabalhados no ensino superior. Atualmente, a educação escolar passa por um processo de mudança, precisa se transformar para atender as reais necessidades de formação dos cidadãos brasileiros. Porém, é forçada a manter uma rotina de aulas expositivas voltadas a conteúdos que são determinados pelas competências requeridas pelas disciplinas acadêmicas. Portanto, existe uma identificação entre conhecimentos escolares e conhecimentos científicos, quando, a rigor, estes últimos deveriam se constituir a fonte e o meio para a compreensão da realidade. Segundo Vinicius Signoreli, a construção de uma escola democrática passa, necessariamente, pelo rompimento com essa visão" seletiva e propedêutica "e uma das formas de empreender essa construção é desenvolver um ensino interdisciplinar. Um ensino no qual as atividades de aprendizagem dêem prioridade à capacidade de pensar os problemas reais que afligem a sociedade, problemas esses que não pertencem a uma disciplina específica e que para serem resolvidos precisam dos conhecimentos científicos 2 disciplinares" desta forma, a busca de um processo educativo interdisciplinar seria a base para a promoção de conhecimentos escolares, de acordo com os parâmetros curriculares sugeridos pelo MEC. Dentro das concepções no campo do ensino, identificam-se algumas formas de se trabalhar interagindo grandes áreas das Ciências, são elas: 2 Artigo publicado no site: www.educarede.com.br A multidisciplinaridade ocorre nas tentativas de trabalho em conjunto pelos professores, onde um tema é abordado por diversas disciplinas sem uma relação direta entre elas, onde, cada tema é trabalhado dentro das perspectivas dos educadores e não em conjunto. A pluridisciplinaridade: é a existência de relações complementares entre disciplinas mais ou menos afins. É o caso das contribuições mútuas das diferentes "histórias" (da ciência, da arte, da literatura, etc.) ou das relações entre diferentes disciplinas das ciências experimentais. A interdisciplinaridade começa a ser comentada nos anos 70, onde iniciam-se as primeiras críticas à organização do ensino universitário e o papel do conhecimento na sociedade capitalista, deste modo, o processo interdisciplinar aparece como alternativa de superação de um modelo superespecializante e a busca de uma formação mais integralizada, mais concisa e menos fragmentada. A necessidade de um conhecimento interdisciplinar remonta da origem da ciência, onde este se encontra intimamente ligado à necessidade da resolução de problemas. A resolução de um problema não depende apenas dos conhecimentos dessa ou daquela ciência ou disciplina, mas de conhecimentos mútuos que permitem formular hipóteses adequadas e adiantar possíveis conhecimentos novos. Segundo K. Popper, cada problema surge da descoberta de que algo não está em ordem com nosso suposto conhecimento; ou, examinando logicamente, da descoberta de uma contradição interna entre nosso suposto conhecimento e os fatos; ou, declarando talvez mais corretamente, da descoberta de uma contradição 3 aparente entre nosso suposto conhecimento e os supostos fatos" Portanto, dentro das práticas interdisciplinares que se convive na escola, encontram-se, por exemplo, a proposta de trabalho em eixos temáticos, caracterizados pelos temas transversais propostos pelo PCN para o ensino fundamental e médio. Nestas perspectivas pode-se posicionar o processo interdisciplinar como uma etapa superior ao currículo disciplinar, proporcionando ao educando um conhecimento mais amplo em uma grande 3 POPPER. K. Lógica das ciências sociais. Rio de janeiro: Tempo Brasileiro, 1978.p.14. área específica, porém ainda não suficiente para a formação integral do indivíduo. A transdisciplinaridade constitui um estágio superior à interdisciplinaridade, onde a divisão por disciplinas, atualmente implantada nas escolas, deixa de existir, trazendo como conseqüência uma ligação entre a ciência, a arte, a religião, a política, etc. Epistologicamente, segundo Jayme Paviani, a transdisciplinaridade é uma ação de abertura e de" fusão "de ciências e disciplinas que envolvem pesquisadores e comunidades científicas, com objetivos de produzir conhecimentos novos e de integrar teorias e métodos 4 de investigação para buscar soluções de problemas complexos".Tem a finalidade de impedir que o ser humano e a natureza sejam reduzidos a simples estruturas formais. Mais ainda, cabe a ela a tarefa de reconhecer, ao mesmo tempo, as contribuições científicas, filosóficas, artísticas, religiosas, míticas acerca de um determinado problema. É um modelo teórico, onde busca-se um novo paradigma dentro das ciências da educação para a validação deste modelo, por enquanto os primórdios nesta área baseiam-se na teoria do Holismo e da Complexidade, ainda pouco compreendidas. Busca-se assim, uma disciplina que funcione como eixo norteador, e que promova uma relação mais coesa entre as diversas áreas do conhecimento, podendo futuramente ser o elo de ligação para um ensino transdisciplinar. 2- Astronomia: uma ciência interdisciplinar A Astronomia talvez seja a mais antiga das ciências, pois existem evidências de observações astronômicas desde o período pré-histórico. O círculo de Stonehenge, na Inglaterra, os alinhamentos de Carnac, na Bretanha, são exemplos de observatórios lunares e solares existentes desde a era megalítica. 4 PAVIANI, Jayme. Seminário Internacional Interdisciplinaridade, Humanismo, Universidade, Faculdade de Letras da Universidade do Porto, 12 a 14 de Novembro 2003. Através das observações, os povos pré-históricos já possuíam diversos conhecimentos astronômicos, como a existência do Sol, a Lua, os demais corpos celestes, os movimentos de rotação terrestre, produzindo dias e noites, movimento da Lua, que dura aproximadamente de 29 a 30 dias, além de identificar, por meio do movimento aparente do Sol os períodos mais quentes e mais amenos, de forma a prever com determinada precisão os períodos ideais para plantio, estações chuvosas, estações secas e períodos ideais para pesca e caça. Para responder diversas perguntas como "de onde viemos?"para onde vamos?"acompanham os homens desde a mais remota antiguidade, é necessário o conhecimento de outras ciências como Física, a Química, a Geologia, a Matemática, a Meteorologia, entre outras, com o objetivo de comprovação dos modelos criados a fim de explicar os fatos e fenômenos observados. Os astrônomos antigos tinham o objetivo de estudar o movimento dos astros no céu, para isso utilizavam somente o olho nu como instrumento ótico. Enquanto que nos dias atuais com a presença de um vasto número de equipamentos com elevado grau tecnológico proporciona uma avaliação muito mais precisa da mecânica celeste, da física interestelar, na busca da origem da vida, além da dinâmica do universo. O ensino de Astronomia pode demonstrar a interligação entre as diferentes formas de como a ciência era estudada no passado e no presente. De acordo com Pablo Bucciarelli, o ensino de Astronomia, por sua vez, deve ser realizado na forma de noções ou conceitos básicos, para que os alunos possam relacioná-los com os conceitos desenvolvidos por outros ramos da ciência, assim como a Física, a Biologia, e as Ciências da Terra e do Espaço. A abordagem metodológica deve ser compatível com a proposta curricular da Escola Pública do Estado, deve ainda demonstrar rigor científico e atualidade nos conceitos e informações veiculadas; os exercícios devem privilegiar a oralidade, a leitura e a escrita; e ainda estimular a reflexão, a pesquisa e a criatividade."5 proporcionando assim um elevado grau de interdisciplinaridade com as áreas citadas, além de outras. Bucciarelli, Pablo. Recursos didáticos de Astronomia para o ensino médio e fundamental. Monografia de conclusão de curso. USP, 2001, p.3 5 Através de seu elevado caráter interdisciplinar, a Astronomia pode ser um conteúdo que favoreça a união de diversas áreas de conhecimento, permitindo que os professores aproveitem o fascínio natural dos estudantes por esta área, na qual se utilizando de alguns projetos podem vir a favorecer uma atuação conjunta com conteúdos de História, Física, Línguas Portuguesa e Inglesa, Química, atualidades em ciências e evolução do pensamento científico e filosófico e características de estudos do planeta Terra. Um exemplo de um projeto deste tipo foi desenvolvido pelo Instituto Galileu Galilei em 2001, a Astronomia Interdisciplinar 6, na qual aborda um enfoque interdisciplinar, com o intuito de situar o aluno dentro de um conceito global, evitando o tradicional enfoque quebrado por disciplinas estáticas e independentes entre si, dentro da nova filosofia de currículos para o ensino médio, sugerido pelo PCN Ensino Médio (1999). De acordo com o projeto, a interdisplinaridade Portuguesa, faz-se presente dentro dos História, conteúdos de Língua Biologia, Língua Inglesa, Filosofia, Geografia, Matemática, Química e Física. Uma publicação interessante da série: O contador de histórias e outras histórias da matemática, voltados para alunos que estejam cursando séries superiores à 6ª, com o título: Os Exploradores" de Egídio Trambaiolli Neto 7, esta publicação traz uma abordagem muito interessante interdisciplinar da Matemática com as estações do ano, através da visualização de constelações no céu noturno, explicação correta dos solstícios e equinócios, localização através meridianos e paralelos, introduzindo a noção de latitude e longitude, utilização de bússola para determinação dos pontos cardeais, a diferença entre peso e massa, entre outras, demonstrando assim a possibilidade de se trabalhar Astronomia como uma ciência interdisciplinar com a Matemática. Pode-se vislumbrar que os conteúdos de Astronomia podem funcionar como uma ciência interdisciplinar ,pois existem várias interfaces com outros conteúdos, proporcionando aos alunos uma visão mais concisa e menos fragmentada do ensino. Assim sendo, a Astronomia pode vir a ser a porta para que se promova a coesão com outras disciplinas, podendo no futuro ser o http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Lab/6116/galileo.html Bacharel em Química e licenciado em Matemática. Professor de 1º e 2º graus no Colégio Mater Amabilis, em Guarulhos (SP). 7 6 caminho para o rompimento deste paradigma, tornando-a uma disciplina transdisciplinar. Além disso, o estudo de Astronomia tem proporcionado grandes evoluções tecnológicas à sociedade de forma geral. O desenvolvimento de antenas, espelhos, telescópios permitem o estudo da Terra do espaço e auxílio para correção de problemas oftalmológicos. Sensores de luz fraca foram desenvolvidos, impulsionados pelas pesquisas astronômicas. Detectores de raios-X que inicialmente só eram utilizados para fins astronômicos, atualmente, já se adequam à pesquisa biomédica e em ciências dos materiais, na qual é utilizado para se reconhecer às estruturas de moléculas e as orientações dos planos preferenciais de crescimento destas. A produção de imagens em raiosX permitiu à NASA o registro de uma patente de um microscópio de raios-X utilizado em neonatalogia, cirurgia geral e diagnóstica de lesões desportivas. Detectores de infra-vermelho usados pelos astrônomos são agora aplicados no diagnóstico de tumores e na indústria dos semi-condutores. A construção do equipamento muito conhecido como tomógrafo, na qual permite que a manipulação de diversas imagens em 2D promovam uma imagem em 3D, é fruto do estudo de astrônomos desenvolveram software que permite manipular imagens e executar operações sobre elas que maximizam a detecção do sinal fraco das suas fontes. É devido a esta versatilidade que a Astronomia desempenha um papel de grande valor no panorama educacional. Introduz os jovens ao raciocínio quantitativo, ajuda a cativá-los para carreiras científicas e tecnológicas, permitem ainda o desenvolvimento de áreas eminentemente práticas como a indústria, a medicina e a militar, demonstrando alto grau interdisciplinar com diversas áreas de conhecimento. 3- Principais eixos interdisciplinares com Astronomia De acordo com os PCNs, os conteúdos que mais possuem interfaces com Astronomia são a Geografia e as Ciências Naturais no ensino fundamental, e a Física no ensino médio. Assim sendo, será discutido como caracteriza-se o ensino de Astronomia inserido nestas disciplinas, principalmente nas escolas públicas. 3.1- Geografia e a Astronomia Através do desenvolvimento da industrialização na América Latina nas décadas de 60 e 70 e a necessidade de formação de recursos humanos para trabalhar nestas novas empresas que se instalarem no Brasil, a matriz curricular vigente determinava o ensino médio tinha a finalidade de formação profissional, a partir da década de 90, o ensino médio passa a constituir a etapa final da educação básica, e não mais somente como etapa preparatória de outra etapa escolar ou do exercício profissional. Não somente a Geografia, mas a maior parte dos conteúdos trabalhados nos atuais ensinos médio e fundamental passaram por um processo de renovação. Especificamente em Geografia demonstra-se que este processo de ruptura, na qual os geógrafos mais antigos "buscavam explicações para os padrões de ocupação da superfície terrestre, e atualmente se reconhece a amplitude da sua área de atuação" 8. Assim sendo, a Geografia antigamente preocupava-se somente com a informação do espaço, localização, população, aproveitamento dos recursos disponíveis, economia e política. Atualmente, além de demonstrar estes recursos, existe a busca de mostrar um inter-relacionamento entre os recursos disponíveis e as relações humanas que podem ocorrer a partir da utilização destes. As diferentes denotações desenvolvidas neste contexto são demonstradas no PCN+ Ciências Humanas, a Ciência Geográfica busca libertar-se da concepção de disciplina de caráter essencialmente informativo para se transformar numa forma de construção do conhecimento reflexiva e dinâmica, permitindo a criatividade e, principalmente, dando ao educando as necessárias condições para o entendimento do dinamismo que rege a organização e o mecanismo evolutivo da sociedade atual."9 Reorientação curricular para o ensino médio e ensino fundamental 2º seguimento no Estado do Rio de Janeiro Geografia, p.3 9 PCN+Ensino Médio -Ciências Humanas: Orientações complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais, p.58 8 percebe-se assim que a disciplina Geografia ensinada nas escolas atualmente preocupa-se mais com a compreensão do espaço geográfico, sua transformação ao longo do tempo, relacionando estes à sociedade habitante deste espaço. Segundo o PCN do ensino médio, o aluno deve, em Geografia, constituir competências que permitam a análise do real, revelando as causas e efeitos, a intensidade, a heterogeneidade e o contexto espacial dos fenômenos que configuram cada sociedade" 10, portanto, cabe ao ensino fundamental a função de "alfabetização" do aluno através da apresentação do espaço Terra, o clima de cada região, as estações do ano, além da localização do planeta em que vivemos no universo. Pode-se vislumbrar tal afirmação através de um dos objetivos gerais, reconhecer, no seu cotidiano, os referenciais espaciais de localização, orientação e distância, de modo que se desloque com autonomia e represente os lugares onde vivem e se relacionam" 11. Dentro deste contexto, percebe-se que os conteúdos interdisciplinares entre Astronomia e Geografia foram praticamente transferidos na sua totalidade para o ensino fundamental, onde a grande a maioria dos professores desconhecem tais competências, ou ainda de acordo com a nova postura, estes talvez não sejam considerados tão importantes. Um outro agravante consiste no baixo número de professores formados em Geografia, onde as escolas para suprirem a carência, remanejam professores de História sem o preparo específico para lecionar tais conteúdos no ensino fundamental. De acordo com Sobreira, o professor de Geografia é um profissional raro até nos grandes centros urbanos. Os baixos salários também não atraem os poucos profissionais existentes, e assim abre-se espaço para profissionais de outras áreas, nem sempre oriundos do meio educacional, que assumem algumas aulas de Geografia nas escolas públicas das áreas mais carentes de todo o país, em busca de um dinheiro extra para o orçamento familiar,"12 esta idéia fortalece a idéia do baixo nível de preparo dos professores que lecionam Geografia, principalmente no ensino fundamental. Segundo professor Parâmetros Curriculares Nacionais -Ensino Médio, 1998, p.311. PCN- Geografia (5ª a 8ª séries), 1998, p. 54. 12 SOBREIRA, Paulo H. Astronomia no ensino de Geografia. Dissertação de mestrado, 2002, p. 30. 11 10 de Geografia, Carlos Augusto 13 ,o aluno que não compreende os assuntos de Astronomia na 5ª série, carrega dificuldades na disciplina para o resto do curso, tanto em nível de ensino fundamental e médio, apresentando dificuldades principalmente em conteúdos que exijam conhecimentos de localização, climatologia e hidrologia. Os PCNs propõem o estudo de temas de Astronomia na disciplina Geografia de acordo com a tabela 1. Tabela 1: Astronomia aplicada à Geografia, de acordo com o PCN do ensino fundamental 5ª à 8ª Série (adaptado do PCN do ensino fundamental: Geografia- 5ª à 8ª série). EIXO TEMA ITEM Planeta Terra: a nave em que O estudo da Os fenômenos naturais, sua viajamos. natureza e sua regularidade e possibilidade de As águas e o clima. importância para o previsão pelo homem. Circulação atmosférica e homem estações do ano. Os pontos cardeais, utilidades Da alfabetização cartográfica à práticas e referenciais nos mapas. leitura crítica e mapeamento Orientação e medição cartográfica. A cartografia como consciente instrumento na Coordenadas geográficas. aproximação dos Os pontos cardeais e sua lugares no mundo Os mapas como possibilidade importância como sistema de de compreensão e estudos referência nos estudos da comparativos das diferentes paisagem, lugares e territórios. paisagens e lugares A cartografia e os sistemas de orientação espacial. Nos últimos anos ocorreu um crescente interesse no estudo das questões ambientais, onde o tema transversal meio-ambiente correlaciona-se fortemente aos conteúdos trabalhados em Geografia, assim sendo, como compreender tais relações homem-Terra sem conhecer as origens do planeta, seu processo de formação, seus movimentos, a formação de uma atmosfera, além da forma de obtenção de energia através da luz emitida pelo Sol? estes são alguns exemplos fundamentais para ocorrência de um conhecimento claro, 13 Carlos Augusto Souto de Alencar é professor de Geografia do C. E. Benta Pereira, formado pela UFF. completo, não fragmentado, justificando assim a forte interdisciplinaridade com a área de Astronomia. Em uma análise primeira, alguns livros de Geografia da 5ª série do ensino fundamental, aprovados pelo PNLD14 de 1999, apresentam os conteúdos de Astronomia somente nos capítulos iniciais, voltados principalmente para os aspectos de localização, movimento aparente do Sol, iluminação das zonas climáticas e as relações entre a Terra e a Lua, porém nenhum destes obteve nota máxima em sua avaliação. A partir de 2000, as universidades federais de Pernambuco (UFPE) e Minas Gerais (UFMG), a Universidade Estadual Paulista (UNESP) e Universidade de São Paulo (USP) avaliarão os livros didáticos do ensino fundamental. Através das perspectivas apresentadas, infelizmente verifica-se, à primeira vista, que cada vez mais os conteúdos de Astronomia são menos explorados em Geografia, promovendo, de certa forma, uma lacuna dentro das competências no ensino fundamental, além de transferir a responsabilidade destes conteúdos para as Ciências Naturais ao nível de ensino fundamental e da Física no ensino médio. 3.2- Ciência da Natureza e Astronomia A partir de 1971, com a lei 5.692, a disciplina Ciências passou a existir em todas as séries do primeiro grau, cuja estrutura era totalmente dominada pelo ensino tradicional, onde o conhecimento científico era considerado como um saber neutro, isento, onde a verdade científica era tida inquestionável, este modelo veio de encontro ao apoio à recente industrialização brasileira e a necessidade de recursos humanos por estas indústrias. A educação no Brasil começa a passar por um processo de renovação na década de 80, na área de Ciências, onde, no Brasil esta começa a ser vista não como uma "verdade natural",mas sim como construção humana, demonstrando assim uma ligação maior com as áreas das Ciências Humanas, O Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) é uma iniciativa do Ministério da Educação (MEC) que tem por objetivo básico a aquisição e a distribuição universal e gratuita de livros didáticos para alunos das escolas públicas do ensino fundamental brasileiro. 14 abrindo as portas para uma formação mais unificada, porém muito pouco se alterou em relação à prática da sala de aula. Com a publicação da lei 9.394/96, na qual determina que os ensinos fundamental e médio passam a formar uma base nacional comum, motivado por uma nova política globalizada, onde a especialização é deixada de lado em prol de uma formação mais geral, as sub-áreas das Ciências passam definitivamente a buscar uma maior aproximação em relação aos conteúdos interdisciplinares, vária projetos já se encontram em andamento e muitas publicações encontram-se disponíveis. Os objetivos fundamentais no estudo de Ciências da Natureza no ensino fundamental, de acordo com o PCN -Ensino Fundamental, residem em primeira instância a compreensão da natureza como um processo dinâmico em relação à sociedade, atuando como agente transformador, além de um forte conhecimento histórico do processo. Já no ensino médio, valoriza-se mais o conhecimento abstrato, priorizando as rupturas no processo de desenvolvimentista das ciências, além da compreensão e a utilização dos conhecimentos científicos, para explicar o funcionamento do mundo, resolver problemas, planejar, avaliar as interações homem-natureza e desenvolver modelos explicativos para sistemas tecnológicos. Os conteúdos propostos no PCNs, referentes ao terceiro e quarto ciclos, na qual correspondem a 5ª, 6ª, 7ª e 8ª séries, propõem conteúdos, no eixo temático "Terra e Universo",bem definidos, enfatizando temas bem interessantes de Astronomia, onde várias competências são requeridas dentro do processo ensino-aprendizagem, algumas destas são citadas abaixo: Histórico da Astronomia dos povos antigos, como a China, Babilônia e Egito; Históricos mais recentes dos gregos até a Astronomia newtoniana, com ênfase na dualidade dos modelos Heliocêntrico e Geocêntrico. Sistema Sol-Terra: movimentos dos astros, eclipses, fases da Lua, estações do ano, fenômeno das marés, entre outros; Sistema Solar: estudo dos astros que o compõem, avaliação do tamanho e distância dos planetas em relação ao Sol Teoria das sombras: estudo do movimento aparente do Sol, construção de um relógio solar; Noção de Galáxias: posicionamento do Sol na Via- Láctea; Introdução à Cosmologia: Teoria do Big-Bang, a origem, expansão e tamanho do universo observável. Percebe-se que as ênfases dadas aos conteúdos de Astronomia em Ciências diferem-se dos de Geografia, pois apresenta uma visão mais ampla do sistema solar, como seu posicionamento na galáxia, e a estrutura e evolução do universo, onde enfatiza-se uma pequena introdução à cosmologia, enquanto que a Geografia preocupa-se praticamente com localização, movimento de rotação terrestre (fusos horários) e o sistema TerraLua. Dentro do contexto atual, as propostas na área de ensino de Astronomia pelo PCN-Ciências de 1998 do ensino fundamental estão muito bem fundamentadas e elaboradas, porém na prática não é isto que fica-se evidenciado. Os livros didáticos adotados tanto em Ciências da Natureza como em Geografia, aprovados pelo PNLD, trazem conteúdos na área de Astronomia, porém apresentam alguns erros conceituais. Segundo Roberto Boczko erros concentram-se 15 ,os na localização dos pontos cardeais, da definição de constelações, as estações do ano, sombra de um corpo ao meio-dia, movimentos da Terra, tamanho e órbitas dos planetas, rotação e fases da Lua. O autor afirma que "a gravidade da situação é que os livros talvez sejam as únicas referências possíveis de serem consultadas pelos professores e alunos, provocando um ciclo onde ocorre a perpetuação do erro" 16. Uma outra evidência é fraca formação de professores de Ciências na área de Astronomia, de acordo com a doutoranda Cristina Leite, aluna da Faculdade de Educação da USP, em sua dissertação de mestrado, existe uma predileção destes profissionais pela área de Biologia, conteúdos que se fazem presentes na 6ª e 7ª séries. Segundo a autora, Roberto Boczko é Professor Doutor do Departamento de Astronomia da USP. Citação retirada do artigo: Erros comumente encontrados nos livros didáticos do ensino fundamental do professor Roberto Boczko publicado na Revista Ciência Hoje ano II Nº6. 16 15 "grande parte desses professores são formados apenas em Biologia, e têm de dar aula sobre assuntos que não dominam. Assim, se baseiam exclusivamente no livro didático, e estes nem sempre apresentam os conceitos de maneira adequada" 17. Reforçando a discussão, muitos conceitos na área de Astronomia estão arraigados aos futuros docentes desde da educação formal que recebeu no terceiro ciclo do ensino fundamental, ao atingir a formação acadêmica, estes conceitos persistem, pois na sua graduação não houve a aproximação do futuro professor com conteúdos de ensino de Astronomia, segundo Langhi18, muitos professores só vão rever o tema quando iniciarem sua carreira no magistério, tendo que confiar plenamente na reduzida e muitas vezes duvidosas quantidades de tópicos astronômicos contidos nos livros didáticos. Os anos iniciais continuam assim fornecendo a base para a continuação desse processo em ciclo que parece se repetir".Assim sendo, para ocorrer a ruptura deste ciclo, deve ocorrer a implantação do ensino de Astronomia na formação inicial/ continuada de professores, como já realizam algumas universidades como a USP, UFRGS, UFSC, UECE, UFG entre outras. Além disso, os concursos realizados pelas secretarias estaduais e municipais de educação priorizam em suas as avaliações cerca de 90% dos conhecimentos específicos na área de Biologia, conseqüentemente a grande maioria do professorado colocam os conteúdos relacionados ao eixo Terra Universo à margem do saber. Outro fator importante que fortalece o despreparo do profissional atuante desta respectiva área é a baixa remuneração oferecida aos profissionais, principalmente para aqueles situados no interior do país, que preferem continuar os estudos de pós-graduação a ingressar no mercado de trabalho como professor de ensino fundamental. Através dos pontos abordados verifica-se que os temas relacionados com a Astronomia estão ficando cada vez menos estudados, onde para tal situação ser invertida, será necessária uma mudança de postura visando a valorização destes conteúdos. Os temas de Astronomia estão presentes no cotidiano do cidadão, como as estações do ano, o ciclo dia-noite, os Palestra realizada 29/07/2004 no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP. 18 LANGHI, R. Um estudo exploratório para inserção da Astronomia na formação de professores dos anos iniciais do Ensino Fundamental. Dissertação de mestrado, UNESP, 2004. 17 calendários, o fenômeno das marés associada às fases da Lua (para habitantes do litoral), a localização por constelações, entre outros, portanto o estudo destes são de grande importância para a alfabetização científica deste aluno, portanto a inclusão de uma disciplina específica, já no ensino médio, poderia corrigir esta distorção entre as propostas dos PCNs e o que realmente é estudado. 3.3- A Física e a Astronomia De acordo com o Art. 35 da lei 9.394 de 20 de dezembro de 1996, o ensino médio passou a ser a etapa final da educação básica, onde suas atribuições constam de: Consolidação e aprofundamento dos conhecimentos adquiridos Preparação básica para o trabalho e cidadania do educando, no ensino fundamental. para o mesmo continuar no seu processo educativo, além de ser capaz de se adaptar às mudanças que poderão vir a ocorrer. crítico. disciplina. Diante da nova postura da lei, o ensino de Física modifica-se de uma estrutura baseada em conceitos complexos, leis, fórmulas, dentro de um ambiente desconexo da realidade do aluno para uma Física inserida no cotidiano do estudante, onde estes conhecimentos devem promover uma melhor compreensão do mundo, auxiliando sua formação como cidadão. De acordo com o PRCRJ19, o estudo da Física coloca os alunos da escola média frente a situações concretas que podem ajuda-los a compreender a natureza da ciência e do conhecimento científico. Em particular, eles têm a oportunidade de verificar Projeto de reorientação curricular para o estado do Rio de Janeiro: Ensinos Médio e Fundamental (2º segmento). 19 Aprimoramento do educando como pessoa humana, incluindo a formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual e do pensamento Compreensão dos fundamentos científico-tecnológicos dos processos produtivos, relacionando a teoria com a prática, no ensino de cada como fundamental para aceitação de uma teoria científica que esta seja consistente com evidências experimentais" 20 As competências propostas para os conteúdos de Física no ensino médio são de grande abrangência, suas investigações vão desde a estrutura elementar da matéria até a origem e evolução do universo, onde boa parte destes não são trabalhados. O PCN+ Ciências Naturais afirma que: o vasto conhecimento de Física, acumulado ao longo da história da humanidade, não pode estar todo presente na escola média. Será necessário sempre fazer escolhas em relação ao que é mais importante ou fundamental, estabelecendo para isso referências apropriadas".21 Portanto torna-se necessário uma seleção de conhecimentos, que geralmente é subdividido dentro das grandes áreas da Física: Mecânica, Termologia, Óptica, Ondas,Eletricidade e Física Moderna. Um outro aspecto, de importante relevância, consiste nos baixos índices de professores formados nas áreas das Ciências da Natureza (Física, Química e Biologia), semelhante à Geografia, onde estas carências são supridas por profissionais de outras áreas, que em sua maioria estão despreparados para trabalharem com determinados conteúdos necessários para uma formação adequada do aluno. Existem atualmente boas publicações de Física para o ensino médio, principalmente em livros que não são volumes únicos, entretanto, os assuntos relacionados à área de Astronomia concentram-se no final da Mecânica em Gravitação Universal, na Óptica e no Eletromagnetismo. Em Gravitação, comenta-se de forma sucinta a história dos modelos heliocêntrico e geocêntrico, as leis de Kepler, a teoria da Gravitação Universal, o Campo Gravitacional, as velocidades orbitais e de escape. Na óptica são estudados as sombras, penumbras e eclipses, além de ser citado o princípio de funcionamento do telescópio astronômico. Em eletromagnetismo, comenta-se muito pouco sobre o magnetismo terrestre e declinação magnética. PRCRJ -Física, 2004, p.1. PCN+ Ensino Médio Ciências da Natureza. Orientações complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais, p. 61. 21 20 Em livros mais recentes são introduzidos conteúdos mais aprofundados sobre efeito Doppler, ondas eletromagnéticas, radiação do corpo negro, relatividade restrita, raios-x, reações nucleares (fissão e fusão nuclear), temas fundamentais que auxiliam a compreensão do estudo de Astronomia. Foi observado que alguns livros já trazem informações sobre formação, vida e morte de estrelas e origem do universo, porém são colocados nos últimos capítulos do livro, aonde dificilmente chegarão a ser desenvolvidos no decorrer do curso de ensino médio. É requisito do PCN+ Ciências da Natureza na área de Física, o efetivo aprendizado do tema estruturador Universo, Terra e Vida, que é composta das seguintes unidades temáticas: (.)1. Terra e sistema solar Conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição de fenômenos astronômicos (duração do dia e da noite, estações do ano, fases da lua, eclipses etc.). Compreender as interações gravitacionais, identificando forças e relações de conservação, para explicar aspectos do movimento do sistema planetário, cometas, naves e satélites. 2. O Universo e sua origem Conhecer as teorias e modelos propostos para a origem, evolução e constituição do Universo, além das formas atuais para sua investigação e os limites de seus resultados no sentido de ampliar sua visão de mundo. Reconhecer ordens de grandeza de medidas astronômicas para situar a vida (e vida humana), temporal e espacialmente no Universo e discutir as hipóteses de vida fora da Terra. 3. Compreensão humana do Universo Conhecer aspectos dos modelos explicativos da origem e constituição do Universo, segundo diferentes culturas, buscando semelhanças e diferenças em suas formulações. Compreender aspectos da evolução dos modelos da ciência para explicar a constituição do Universo (matéria, radiação e interações) através dos tempos, identificando especificidades do modelo atual. Identificar diferentes formas pelas quais os modelos explicativos do Universo influenciaram a cultura e a vida humana ao longo da história da humanidade e vice-versa (.)".Em contrapartida no PRCRJ, os conteúdos na área de Mecânica, movimento circular e Gravitação Universal, e na área de Óptica, lentes e instrumentos ópticos, temas fundamentais em Astronomia, são considerados opcionais, ou seja, o seu estudo não é de grande importância para a formação básica do aluno da rede pública. Percebe-se desta maneira que o PRCRJ não valoriza os conteúdos na área de Astronomia, fato ocorrido de forma semelhante com os conteúdos de Geografia do ensino fundamental. Portanto, seria muito interessante a possibilidade da existência de uma disciplina que conseguisse englobar todos os conteúdos propostos pelos PCNs, e que realmente alfabetizasse o aluno em Astronomia, e que ao mesmo tempo se obtenha alto grau interdisciplinar com as outras áreas das ciências. 4- O Ensino de Astronomia Existem atualmente no Brasil diversos cursos de Astronomia, o único ao nível de graduação é no Observatório do Valongo da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), os demais situam-se ao nível de pós-graduação. Na área de Astronomia e Astrofísica, ao nível de stricto-sensu, quatro cursos reconhecidos: INPE: Mestrado e Doutorado em Astrofísica. UFRJ: Mestrado em Astronomia. ON: Mestrado e Doutorado em Astronomia. USP: Mestrado e Doutorado em Astronomia. encontram- se Na área de Física com linhas de pesquisa na área de Astronomia ou Astrofísica encontram-se diversos cursos reconhecidos: Astrofísica). CBPF: Mestrado, Doutorado e Pós-Doutorado em áreas como UFRGS: Mestrado e Doutorado em Física (linha de pesquisa: Cosmologia e Astrofísica. Astrofísica). Astrofísica). UFRN: Mestrado e Doutorado em Física (linha de pesquisa: UFMG: Mestrado e Doutorado em Física (linha de pesquisa: UFSC: Mestrado e Doutorado em Física (linha de pesquisa: UEL: Mestrado em Física (linha de pesquisa: Astrofísica). UFSM: Mestrado em Física (linha de pesquisa: Astronomia). UNIVAP: Mestrado em Física (linha de pesquisa: Astronomia). UFOP: Lato-sensu e curso seqüencial em Ensino de Astronomia. UEFS: Lato-sensu em Astronomia: uma ciência interdisciplinar. CEFET-Campos (RJ): Lato-sensu em Ensino de Astronomia. Astronomia e Astrofísica). Ao nível de especialização, encontram-se: Diversos cursos elementares e de extensão são oferecidos em diversas instituições, como observatórios, planetários, fundações, clubes de Astronomia, etc. Percebe-se que existem muitas instituições no Brasil formando profissionais na área de Astronomia e Astrofísica, portanto, inicialmente pode-se buscar o auxílio destes profissionais para o ensino de Astronomia num primeiro momento, antes da implantação de uma licenciatura específica, no caso de implantação de uma disciplina com este fim no ensino médio, segundo Percy 22 ,pós-graduados, graduados e especialistas em Astronomia possuem um problema comum em todo o mundo, a falta de emprego",assim sendo, a educação de alunos nesta área pode de certa forma resolver parte este problema para esta área de formação, além disto os alunos entrariam em contato com os conteúdos de forma correta. Dentro de uma inovadora linha de pesquisa a Universidade do Porto (Portugal) criou o primeiro curso de licenciatura em Astronomia, através da "fusão" de conteúdos da Física e Matemática, que tem como principal objetivo levar os conhecimentos de Astronomia para as turmas de ensino básico, pois o aluno formado nesta área tem habilitação em Física e Matemática, além de PERCY, J. R. Astronomy Education: An International Perspective. Astrophisics and Space Science 258: 347-355, 1998, P. 349. 22 prepará-lo para pós-graduação nas áreas de Astronomia e Astrofísica, a matriz curricular do curso da Universidade do Porto encontra-se em anexo. A elaboração de uma estratégia para ensino de Astronomia no ensino médio não é uma tarefa fácil, segundo Yair e colaboradores, para entender os fenômenos astronômicos como dia e noite, a ocorrência das estações do ano, eclipses, fases da Lua, o movimento dos planetas, os alunos devem ter a capacidade de visualizar os eventos e objetos que podem aparecer em diferentes perspectivas simultaneamente. Ensinar Astronomia é considerado difícil também devido ao grande número de detalhes e das concepções serem abstratas".23 Muitos alunos e professores, que não tiveram disciplinas em sua formação na área de Astronomia, apresentam concepções prévias coincidentes principalmente com a filosofia aristotélica, assim sendo é necessário muito cuidado para romper as idéias fixadas fora dos modelos vigentes de explicação. A partir de uma filosofia bachelardiana 24 ,através da noção de obstáculos epistemológicos, duas podem ser as reações dos alunos, assimilarem tais idéias e colocá-las ao lado daquelas que eles já possuíam ou simplesmente deixam o professor falar por não conseguir acompanhar as rupturas que o mesmo propõe" 25. Para ser um professor de Astronomia em nível primário e secundário não é tarefa fácil, este necessita sempre estar em contato com observatórios, planetários, softwares educacionais, vídeos, além de outros mecanismos virtuais, para realmente demonstrar a dinâmica dos conteúdos. Segundo Bennet, para ser um efetivo professor de Astronomia, ele não pode simplesmente contar com a perspicácia e beleza da disciplina. Ele deve ter dedicação e trabalho duro para levar a ciência viva e realizar algo significativo em sala de aula, por toda a vida" 26, 23 YAIR, Y.,SCHUR, Y. e MINTZ, R. A Thinking Journey to the Planets Using Scientific Visualization Technologies: Implications to Astronomy Education. Journal of Science Education Technology, vol. 12, nº1, march, 2003, p. 43. 24 Gaston Bachelard é um filósofo descontinuísta da filosofia da Ciência, suas propostas são conhecidas como filosofia bachelardiana. 25 DIAS, Claudio A. C. M. Avaliação de obstáculos epistemológicos para queda de corpos e peso aparente com alunos da rede pública de ensino. Monografia de conclusão de curso. CEFET-Campos (RJ), 2004, p. 10-11. 26 BENNETT, Jeffrey O. Strategies for Teaching Astronomy. Mercury. 28 (24-30), 1999, p. 24. portanto, além do trabalho duro, é necessário que este profissional consiga buscar a harmonia entre as disciplinas, para que seja capaz de produzir uma disciplina forte