UMA PROPOSTA PARA O ENSINO DE ÓTICA USANDO A

ASTRONOMIA COMO FATOR MOTIVADOR NA APRENDIZAGEM

Maria Francisca Millan1

Prof. Dr. Ricardo Francisco Pereira2

Resumo

Como parte integrante do Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE) em sua

formação continuada, o docente participante do programa precisa elaborar um

projeto de Intervenção Pedagógica a ser aplicada na escola em que trabalha. Para

este projeto, nosso objetivo principal foi buscar um maior interesse dos alunos da 2ª

série do Ensino Médio do Colégio Estadual Olavo Bilac – Ensino Fundamental e

Médio, da cidade de Ubiratã (PR), no estudo da Física, principalmente de Óptica, a

partir de atividades desenvolvidas em módulos envolvendo a Astronomia, montagem

de instrumentos astronômicos antigos, estudo de lentes, construção de lunetas,

observações do céu com materiais produzidos e jogo de tabuleiro. Durante a

aplicação do projeto, verificou-se um maior interesse pela disciplina de Física, pois

permitiu aos alunos vivenciarem os estudos a partir de metodologias diferenciadas

de ensino.

Palavras chaves: Ótica; Astronomia; Física.

Abstract

As part of the Educational Development Program (EDP) in their continuing education,

the teaching program participant must prepare a draft Educational Intervention to be

applied at the school where he works. For this project, our main objective was to

seek greater interest of students in 2nd grade of High School Colégio Estadual Olavo

Bilac, city Ubiratã (PR), in physics, especially optics, from activities in modules

involving astronomy, assembling ancient astronomical instruments, study lenses,

construction of telescopes, sky observations with materials produced and board

1 Pós-graduada em Ensino de Física pelo Centro Federal de Educação de Pato Branco (CEFET), Professora de Física do Colégio Estadual Olavo Bilac – Ensino Fundamental e Médio, de Matemática no Colégio Estadual Carlos Gomes – Ensino Fundamental, Médio e Profissionalizante e participante do Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE).2 Professor orientador do Departamento de Física da Universidade Estadual de Maringá.

game. During the implementation of the project, there was a greater student interest

in the subject of Physics, because it allowed the students to experience studies from

different methodologies of teaching.

Key-words: Optics, astronomy, physics.

Introdução

Como requisito de conclusão de participação no Programa de

Desenvolvimento (PDE), divulgação e socialização do nosso trabalho produzimos

este artigo.

PDE realizado no período 2012/2013, em que foi abordado o tema de estudo:

O ensino de Óptica e a Astronomia e com o título de: Uma proposta para o ensino

de óptica usando a Astronomia como fator motivador na aprendizagem. Tendo como

colégio de aplicação da produção didático-pedagógica, o Colégio Estadual Olavo

Bilac – Ensino Fundamental e Médio de Ubiratã (PR), na 2ª série do Ensino Médio,

período matutino.

Refletindo sobre as dificuldades encontradas no ensino da Física nos

deparamos com a falta de interesse e a desconexão da disciplina ensinada com a

realidade de nossos alunos. Escolhemos este tema, pois pensamos que podemos

colaborar com nossos professores no seu dia a dia de sala de aula.

Na atualidade, os professores, têm muita dificuldade de atrair a atenção ou

despertar o interesse de seus alunos pelas aulas de Física. Um dos principais

motivos identificados é a desconexão da realidade escolar e a realidade fora da

escola. São dois mundos muito diferentes. O problema não é somente a

temporalidade. O método de ensino usado pelos professores continua sendo o

método expositivo, que não dá oportunidade de participação aos alunos e trata os

conteúdos de Física de forma muito “matematizada”. Essa “fórmula” pedagógica não

é atraente para os jovens, que buscam por uma participação ativa na sala de aula.

Além disso, geralmente os alunos não conseguem enxergar a Física que estudam

na sala de aula, em sua vida cotidiana.

Talvez, a grande preocupação de hoje seja como “conquistar” o interesse dos

alunos tanto dentro como fora da sala de aula. É nesse aspecto que propomos um

ensino de Óptica usando a Astronomia como fator motivador para tentar resgatar o

interesse dos alunos pela Física ao abordarmos esse tema como instrumento

essencial ao desenvolvimento dos instrumentos de observações astronômicas como

lunetas e telescópios. Especificamente na Óptica trabalharemos o conteúdo de

lentes, preparando para a construção e entendimento do funcionamento de

equipamentos astronômicos.

O Ensino de Astronomia

O ensino de Astronomia nas escolas de Ensino Fundamental e Médio tem

sido objeto de diversas pesquisas na área de educação em Ciências. Dentre alguns,

destacamos: Perelman (1961), Caniato (1987), Leite (2002), Mees (2004), Neves &

Pedrochi (2005), Langhi & Nardi (2005), Oliveira (2007). De um modo geral, as

pesquisas demonstram que, o ensino dessa ciência sofre cronicamente de diversos

problemas a serem estudados com o objetivo de propiciar condições para os

docentes ministrarem esse tema.

Um dos principais problemas está relacionado ao material bibliográfico

acessível que, além de ser em número reduzido, muitas vezes contém sérios erros

conceituais, como é o caso de muitos livros didáticos e muitos sites de internet,

exigindo das pessoas, sólidos conhecimentos na área e muita habilidade na escolha

do material bibliográfico. O problema mais sério é na internet, que está cada vez

mais fazendo parte do nosso dia-a-dia, onde existem incontáveis sites com conteúdo

astronômico, mas poucos são confiáveis. Na direção contrária, podemos citar os

seguintes sites com conteúdo confiável: Observatório nacional (www.on.br/), o Feira

de Ciências (www.feiradeciencias.com.br), Revista Café Orbital

(www.on.br/revista/index.html), que pertence ao Observatório Nacional, o

Departamento de Astronomia da UFRGS (www.if.ufrgs.br/ast/), o Centro de

Divulgação Científica e Cultural (CDCC -www.cdcc.sc.usp.br/cda/index.html). Um

site de grande importância para o ensino de Astronomia é o site da Revista Latino

Americana de Educação em Astronomia (RELEA – http://www.relea.ufscar.br/). Essa

revista foi criada para suprir a falta de material acessível e de qualidade sobre

Astronomia.

Atualmente, pela Lei de Diretrizes e Bases (LDB) de 1996, a Astronomia está

presente essencialmente na disciplina de Ciências, conforme indicam os Parâmetros

Curriculares Nacionais (PCNs) de 1997, deixando assim, de ser uma disciplina

específica nos cursos de formação de professores. A consequência direta desse fato

é que a cada novo ciclo de docentes que lecionam tanto em escolas públicas quanto

em escolas particulares, não estão aptos a ministrar conceitos e propor uma prática

observacional didática de astronomia para seus alunos (BRASIL, 1997).

Os PCNs do Ensino Médio levam a crer que a Astronomia merece um

tratamento mais aprofundado do que normalmente ocorre nas instituições de ensino,

inserindo mais conteúdos desse tema nas mais variadas disciplinas. Ainda, a

Astronomia é de fato, uma disciplina inteiramente transdisciplinar no contexto que

preside o ensino de cada disciplina e do seu conjunto. Seu ensino deve ser tratado

de tal maneira que contemple temas transversais, privilegiando assim, a

interdisciplinaridade inerente à mesma, pois, por se tratar de um assunto que

desperta a curiosidade dos estudantes, esta ciência poderá ser utilizada como um

fator que também despertará o interesse do estudante para a construção de

conhecimentos em outras disciplinas. Salienta-se a necessidade de atividades

práticas e visitas preparadas a observatórios, planetários, associações de

astrônomos amadores e museus de Astronomia e de Astronáutica. (BRASIL, 1997)

Esses espaços não devem ser encarados só como oportunidades de atividades

educativas complementares ou de lazer, mas devem fazer parte do processo de

ensino-aprendizagem de forma planejada, sistemática e articulada.

Os temas de Astronomia que deveriam estar presentes nas escolas englobam

os fenômenos relacionados ao cotidiano observável e alguns outros que dão conta

do tipo de Universo que habitamos e das leis que o regem: Céu e planeta, luz e

estrela, nascer e pôr do Sol, órbitas, planeta e satélites, dia e noite, fases da Lua,

eclipses, estações do ano e manchas solares, dentre outras.

A Astronomia é uma Ciência especialmente apropriada para motivar alunos e

professores, aprofundando o conhecimento em diversas áreas do saber: Física,

Química, Matemática, Biologia, Computação, Geografia, História e Antropologia. Por

isso, ela é considerada uma ciência que pertence à comunicação social (Albanese,

et al., 1997; Danhoni Neves e Argüello, 2001; Danhoni Neves, 1998).

Aproveitando esse potencial da Astronomia, usamos o telescópio como

ferramenta integradora com a Física no ensino de Óptica. Ele é um dos instrumentos

criados pelo homem que gerou uma das maiores revoluções no modo como

pensamos, vivemos e como fazemos Ciência. Além da abordagem da Física

trabalhando com o telescópio, também trabalhamos a parte histórica

contextualizando a importância desse instrumento e, a partir do que pode ser

observado com um telescópio, exploramos noções de Astronomia Básica na forma

de módulos, montando instrumentos astronômicos antigos e uma luneta com

material de baixo custo.

O Ensino de Ótica

Ao falarmos de ensino de Física temos que ressaltar a preocupação na

formação dos docentes onde Carvalho e Gil Peres (2001) destacam três áreas dos

saberes necessários para formação teórica adequada: os saberes conceituais e

metodológicos da área, os saberes integradores que são relativos ao ensino da área

e os saberes pedagógicos.

Pereira (1997) coloca que o mundo contemporâneo é altamente tecnológicoe que para compreendê-lo é função da escola, principalmente dosprogramas de Ciências Naturais e Sociais e de Física, Química e Biologia,incluir no seu currículo os assuntos relevantes para a formação de umcidadão esclarecido sobre o que o cerca. Uma pessoa que é capaz detomar suas decisões, assim como desempenhar sua função social eeconômica de forma condizente com a época em que vive (OSTERMANN eMOREIRA, 2000, p.26).

Vários são os estudos e pesquisas sobre o ensino de Ótica, entre os quais

podemos destacar Valadares e Fonseca (1997) em seu trabalho de pesquisa

realizado com base no Vê de Gowin ou Vê do conhecimento, que consiste na

estruturação de conhecimento numa perspectiva construtivista, dando significado ao

conhecimento do que se vai construindo.

Se pensarmos a Ótica como um dos ramos mais antigos, observa-se que

dentro do currículo escolar ela tem tido sua importância negligenciada. Alunos do

Ensino Médio têm aprendizagem deficiente em Física, principalmente quando se

trata deste assunto; porque ressaltamos os tópicos como a Mecânica, Calor e

Eletricidade.

A enorme quantidade de conteúdos de Ciências Naturais e as oposiçõesque tensionam a atividade docente a partir da bipolaridade “extensão-profundidade” requer, cada vez mais, que estruturemos os conhecimentosde forma a priorizar as unificações e sínteses, sem negligenciar o papeltambém fundamental das análises (AUTH; ANGOTTI. In: PIETROCOLA,2005, p.198).

Nas Diretrizes Curriculares da Educação Básica do Estado do Paraná, dentro

do conteúdo estruturante eletromagnetismo, aborda-se a natureza da luz e suas

propriedades.

De acordo com Gircoreano, Almeida, Pacca (2001), ao se estudar Ótica no

Ensino Médio o enfoque, na maioria das vezes, é a Ótica geométrica, onde os

elementos são representados por retas e pontos, ignorando-se, por exemplo, que a

luz se propaga num espaço tridimensional e que há fontes de luz e que existem

obstáculos para a sua propagação. Desconsiderando, também, aspectos de sua

natureza, interação com a matéria e sua ligação com o processo de visão.

No nosso trabalho a Ótica foi abordada tendo a Astronomia como fator de

início de estudo. Também trabalhamos os instrumentos antigos de Astronomia,

passando posteriormente ao telescópio e introdução de conceitos básicos de Ótica,

como: aspectos históricos, divisão da ótica, dualidade e propagação da luz, refração

e reflexão, espelhos e lentes e o processo de visão.

Procuramos dar um aspecto construtivista ao nosso trabalho, respeitando as

idéias prévias dos alunos e iniciando o processo pedagógico através do seu

conhecimento prévio e de suas concepções espontâneas, que é o que ele conhece

no seu dia a dia. Os alunos tiveram a oportunidade de construir seus próprios

instrumentos e, consequentemente, seu próprio conhecimento, conduzindo seu

próprio processo de aprendizagem.

O trabalho desenvolvido propiciou aos alunos uma maior vivência da Física,

apesar de enfrentarmos muita resistência quando se trata de ensino/aprendizagem,

pois apesar de prepararmos aulas diversificadas o interesse de aprendizagem ainda

não pode ser considerado ideal.

O projeto

A implementação do projeto ocorreu no Colégio Estadual Olavo Bilac, na

cidade de Ubiratã, Estado do Paraná, com alunos da 2ª série do Ensino Médio,

período matutino. A metodologia utilizada na implementação da produção didático-

pedagógica foi variada, envolvendo apresentação de vídeos, projeção de slides,

montagem de instrumentos, pesquisas, observações do céu com os instrumentos

produzidos e jogo de tabuleiro de Astronomia. Por meio das atividades planejadas

em módulos, abordamos os conteúdos de Ótica e noções de Astronomia básica.

No Módulo 1: Noções básicas de Astronomia: foram apresentados aspectos

históricos e evolutivos sobre o Sistema Solar por meio de vídeos, slides e do

software Stellarium.

No Módulo 2: Montagem de instrumentos antigos: foram montados com os

alunos um Relógio Lunar, um Relógio Solar e um Relógio Estelar. Estes

instrumentos estão disponíveis no livro Reflexões sobre o Ensino de Física no

Ensino Médio: O Universo sem Fronteiras, de Marcos Cesar Danhoni Neves et. al.

(2009).

No Módulo 3: Telescópio: iniciamos os trabalhos com a apresentação do

vídeo “De olho no Céu – Parte 01” e analisamos a construção de um telescópio, que

também demandou desenhos e pesquisa por parte dos alunos.

No Módulo 4: Conceitos básicos de Ótica: foi trabalhado o conteúdo

estruturante de eletromagnetismo, como suporte ao conteúdo de óptica, a partir da

coleção “Física em Contexto”, da editora FTD.

No Módulo 5: Construção de uma luneta: em grupos os alunos construíram

uma luneta utilizando lentes de óculos para construção da lente objetiva. Também

foi utilizado um monóculo de fotografias, para construção da lente ocular, e dois

pedaços de tubo de PVC para o tubo da luneta.

No Módulo 6: Observação do céu e uso dos materiais produzidos: foram

realizadas algumas aulas no período noturno para observação do céu com as

lunetas e os instrumentos produzidos com o objetivo de aprender a manuseá-los.

No Módulo 7: Jogo de tabuleiro de Astronomia: foi apresentado para os

alunos o jogo de tabuleiro “Desbravando o Sistema Solar”, cujo objetivo é o jogador

coletar maior número possível de informações e características básicas dos oito

planetas, mais o Sol e inclusive ainda com Plutão no jogo.

Paralelamente à implementação da produção didático-pedagógica, realizou-

se o Grupo de Trabalho em Rede (GTR) que tem como objetivo a socialização do

trabalho realizado pelo professor participante do PDE para um grupo de professores

da rede pública de ensino. O tema do projeto foi: O ensino de Óptica e a Astronomia

e com o título: “Uma proposta para o ensino de óptica usando a Astronomia como

fator motivador na aprendizagem”. Essa socialização ocorreu de maneira dinâmica e

cordial. Os participantes tiveram como primeira atividade o conhecimento do projeto

elaborado e discussão em rede e, posteriormente, também conheceram a produção

didático-pedagógica quando implementaram algumas atividades propostas e

puderam vivenciar, analisar e avaliar, percebendo a viabilidade de sua aplicação, ou

não, no todo ou em parte. Depois discutiram em rede, momento em que todos

puderam opinar respeitando as opiniões dos outros e procurando ampliá-las. De

maneira geral todos consideraram o projeto de grande validade e possível de ser

aplicado, mesmo que em parte. Demonstraram ansiedade por conhecer as

atividades do Projeto e concordaram que o uso da Astronomia como fator motivador

é muito interessante.

Resultados e discussão

Por meio da implementação da Produção Didático-Pedagógica, tivemos

possibilidade de verificar que a utilização da Astronomia como fator motivador de

aprendizagem foi de grande valia, pois, além de trabalhar a transdisciplinaridade

com a Física, esta Ciência deixada muitas vezes à margem do Ensino Médio, gera

grande interesse dos alunos.

Os conceitos básicos de Ótica foram vistos de maneira lúdica e sendo

assimilados gradualmente na realização das atividades, desde o assistir ao vídeo

até a construção da luneta e sua utilização nas observações astronômicas.

Ao desenvolver o módulo nº. 01 os alunos conseguiram acompanhar a

evolução do estudo da Astronomia, puderam também ter contato com o software

stellarim vivenciando a localização dos corpos celestes. Já no módulo nº. 02 com a

construção dos instrumentos antigos de Astronomia puderam manusear

instrumentos construídos por eles próprios e conseguiram perceber que com

instrumento simples de Astronomia já se pode ter melhor visão do nosso céu.

Com a implementação do módulo nº. 03 iniciou-se o contato de nossos alunos

com instrumentos óticos. Os alunos puderam observar as partes de constituição do

telescópio e sua utilidade preparando-se para o estudo do módulo nº. 04, quando

tiveram a oportunidade de conhecer, além de sua história, os conceitos de Ótica,

como de luz, reflexão, refração, espelhos, espelhos planos, espelhos esféricos,

lentes, lentes convergentes e lentes divergentes. As atividades foram desenvolvidas

por meio de leitura, observação, pesquisa e experiência (manipulação de lentes e

espelhos) e os alunos demonstraram grande interesse durante as atividades.

Nos módulos nº. 05 e 06 – Construção da luneta e observação do céu com

uso de materiais produzidos – Foram construídas três lunetas com lentes de

diferentes graus. Os alunos manusearam os materiais componentes da luneta, além

providenciar a preparação, montagem e ajustes necessários ao funcionamento dos

instrumentos. Ficaram surpresos com os resultados alcançados no final da

montagem, quando observaram as estrelas no período noturno. Vislumbraram o

quanto poderiam ver além do que seus olhos percebiam, sem contar que com pouco

dinheiro e com utilização de coisas simples aliadas à partes moldadas (lentes)

poderiam construir instrumentos de observação astronômica, utilizando os

conhecimentos de Ótica adquiridos nestes módulos. Observaram também a

diferença de visão obtida quando da mudança de lunetas, percebendo os efeitos das

diferentes características das lentes na imagem formada na luneta.

Com o Jogo de tabuleiro de Astronomia do módulo nº. 07, os alunos fizeram

uma revisão do Sistema Solar e travaram conhecimento sobre as características

básicas dos oito planetas e o Sol e inclusive ainda com Plutão no jogo. Houve muita

diversão e disputa entre eles, o que fez a atividade ficar prazerosa.

Ao realizarmos estes módulos pudemos perceber uma maior participação e

interesse dos alunos nas aulas de Física, o que, com certeza, propiciou clima de

maior grau de assimilação e de aprendizagem.

No GTR, de maneira geral, todos gostaram do projeto e disseram ser possível

de ser aplicado em sala de aula, mesmo que em parte e também concordando que o

uso da Astronomia como fator motivador para as aulas de Física foi muito

interessante e a troca de idéias e conhecimentos durante esse período do GTR foi

gratificante, pois são raros os momentos que nós, professores de Física, temos para

trocar experiências.

Considerações Finais

A Física, ao ser apresentada utilizando-se de metodologias variadas, partindo

de atividades práticas, permite um maior interesse por parte dos alunos, pois ela se

torna mais próxima deste. Ao utilizarmos a Astronomia como fator, nossos alunos

ficaram motivados. Verificamos isso através da ansiedade demonstrada pela

construção dos instrumentos e sua utilização.

Diante de tudo que pudemos observar durante esse tempo em que estivemos

no PDE, constatamos a grande valia desse programa, pois além de nosso retorno ao

meio estudantil para maior aprofundamento de conhecimento e tecnologias, fez-nos

mais uma vez perceber o quanto precisamos ser estudiosos e pesquisadores em

Educação. Podemos, ainda, ressaltar a importância da troca de experiência entre

educadores que esse programa propicia.

Ao aplicarmos nosso projeto verificamos pontos positivos e negativos.

Pontos negativos: ao elaborarmos um projeto muitas vezes tornamo-o muito

abrangentes e fica difícil de aplicá-lo no todo. Foi o que ocorreu, pois o tempo

disponível era pequeno; indisposição de alguns alunos para aprendizagem;

dificuldade para frequência noturna dos alunos, quando houve atividades de

observação do céu.

Pontos positivos: maior interesse nas aulas de Física; preocupação na

construção dos instrumentos; maior participação durante a realização das

atividades; melhoria de aprendizagem.

Considerando que o número de aulas semanais de Física no Ensino Médio é

de duas, infelizmente chegamos à conclusão de que o nosso projeto deve sofrer

alguns cortes para ser viável de ser realizado em aulas normais. O que não o torna

descartável, pois pode ser realizado em parte.

Analisando que os resultados foram parcialmente alcançados, pois ainda não

conseguimos com que todos os alunos participassem ativamente de todas as

atividades, concluímos que já houve uma melhora sensível de interesse pelo estudo

e realização das atividades por parte dos alunos que participaram efetivamente.

Reconhecemos que a participação no Programa de Desenvolvimento

Educacional foi importante, saímos enriquecidos e renovados com relação à nossa

didática em sala de aula e, por consequência será transmitida diretamente aos

nossos alunos por meio de melhoria na qualidade das aulas.

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