concepções e expectativas de estudantes de ensino - dafis

XX Simpósio Nacional de Ensino de Física – SNEF 2013 – São Paulo, SP
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CONCEPÇÕES E EXPECTATIVAS DE ESTUDANTES DE ENSINO
MÉDIO SOBRE A INSERÇÃO DE TÓPICOS DE ASTRONOMIA NA
DISCIPLINA DE FÍSICA
Ramissés Feld Santos1, Monikeli Wippel da Silva2, Angel Honorato³, Angela
Emilia de Almeida Pinto4, Marcos Antonio Florczak5, Hideraldo Corbolin
Guedes6
1
UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, [email protected]
2
UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, [email protected]
3
UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, [email protected]
4
UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, [email protected]
5
UTFPR/Departamento Acadêmico de Física, [email protected]
6
Colégio Estadual do Paraná, [email protected]
Resumo
Este trabalho está sendo desenvolvido no âmbito do Programa Institucional de
Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID), e é financiado pela CAPES. Ao todo, participaram da
pesquisa preliminar noventa e quatro estudantes do terceiro ano do ensino médio do
Colégio Estadual do Paraná, com o objetivo de levantar as expectativas e opiniões dos
mesmos em relação à inserção de tópicos de Astronomia na disciplina de Física. Para tanto,
foi aplicado um questionário em escala Likert no formato impresso com quarenta e duas
questões, divididas em sete categorias iniciais. Foi realizado um estudo sobre a
confiabilidade do questionário de opiniões e expectativas (QOE) que apontou à validação do
mesmo. A partir de uma análise estatística, as questões foram reagrupadas em doze novos
fatores, onde os resultados foram obtidos a partir do estudo e análise desses novos fatores.
Os resultados mostram que o interesse dos estudantes em relação à Astronomia tende
primeiramente à área observacional, espaços não formais e sobre a história dessa ciência.
O conhecimento físico dos fenômenos acaba aparecendo em segundo plano. Observa-se
ainda que os estudantes sentem-se confusos quanto às distinções entre os campos de
Astronomia e astrologia. Pretende-se dar continuidade a este trabalho fazendo intervenções
em sala de aula utilizando uma metodologia que considere todos os resultados relevantes
encontrados nessa pesquisa preliminar.
Palavras-chave: Ensino de Física; Astronomia; PIBID
Introdução
As dificuldades de aprendizagem e o desinteresse pela Física ainda
persistem na maior parte dos estudantes brasileiros. Eles frequentemente se
apresentam sem muita curiosidade e motivação para as aulas de Física, pois, para
eles, a disciplina se encerra em tópicos e assuntos entrelaçados como um
receituário que deve ser decorado e que se encontra completamente desconectado
com o mundo cotidiano. Para contornar essa situação, faz-se necessário criar uma
metodologia que atenda as necessidades pedagógicas desses estudantes.
A elaboração e discussão de novas alternativas e métodos de ensino de
Física têm como objetivos contribuir para um processo de ensino e aprendizagem de
Física mais motivador e significativo para os estudantes, além de garantir mais
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fluidez para a relação professor-estudante (HECKLER, SARAIVA e OLIVEIRA
FILHO, 2007). Nesse contexto, a Astronomia pode se apresentar como um tema
norteador para o Ensino de Física, pois é um elemento motivador para o processo
de ensino e aprendizagem de Física, possibilitando maior interesse por parte dos
estudantes (CANIATO, 2011; DAL’BÓ e CATELLI, 2005).
Nos últimos anos, o número de pesquisadores interessados no assunto vem
aumentando. De acordo com Bretones e Megid Neto (2003), houve um crescimento
significativo de teses e dissertações sobre ensino de Astronomia em todos os níveis
de ensino, com uma notável expansão na segunda metade da década de 1990.
Cerca de 80% de todos os trabalhos na área foram realizados depois de 1995.
Jayme Marrone Júnior (2009) analisou a presença do ensino de astronomia em 1772
artigos presentes em periódicos como os da Associação Brasileira de Pesquisa em
Educação em Ciências (ABRAPEC); a Revista Brasileira de Ensino de Física; a
Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia; Física na Escola; Ciência e
Educação; Caderno Brasileiro de Ensino de Física; Investigação em Ensino de
Ciências; Ensaio – Pesquisa em Educação de Ciências; e Ciência e Ensino. Do total
desses artigos, levantados entre 1984 e 2005, 5,2% possuem referências à
Astronomia.
Também para Bretones (DIAS, 2010 apud BRETONES, 2009), os
estudantes mostram-se mais interessados quando são sugeridas a eles atividades
ligadas à Astronomia. O interesse dos estudantes aumenta perceptivelmente quando
lhes são propostos a observação do céu noturno, a olho nu ou com algum
instrumento, ou se forem instigados à discussão acerca dos eclipses solares e
lunares, das estrelas cadentes, dos cometas e das constelações e suas diferenças e
particularidades dentre as diferentes culturas. As literaturas de ficção científica no
espaço e as artes sobre o céu também podem transmitir diversas impressões e
emoções, além de avivar a imaginação dos estudantes por meio das manifestações
artísticas.
Caniato (2011) considera que a Astronomia é um meio para o
desenvolvimento de atitudes e de habilidades perante as situações concretas para o
cidadão do mundo moderno. Em seu livro “Céu”, propõe que a Astronomia ofereça o
contato com o desenvolvimento de atividades e habilidades úteis em todas as áreas
do conhecimento, com a visão global do desenvolvimento do conhecimento humano,
com o surgimento de um modelo para explicação do Universo, além do desejo de
entendê-lo.
Ademais, as Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros
Curriculares Nacionais para as Ciências da Natureza, Matemática e suas
tecnologias dizem que,
Na elaboração do programa de ensino de cada uma das quatro disciplinas,
está se levando em conta o fato de que elas incorporam e compartilham, de
forma explícita e integrada, conteúdos de disciplinas afins, como Astronomia
e Geologia. (BRASIL, 2002).
e que
A Física, por sua vez, em seu tema estruturador Terra, Universo e vida
humana, porá em discussão as condições físicas para o surgimento da
vida, e, portanto, da biosfera, aqui na Terra ou em outras partes, num
contexto maior, que é o da evolução cósmica. (BRASIL, 2002).
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Com base no exposto acima, e ao estudar as opiniões e expectativas dos
estudantes sujeitos dessa pesquisa em relação ao uso, interesse e conhecimento
obtido em espaços formais e não-formais de Astronomia, o presente trabalho
pretende nos guiar para um aperfeiçoamento de uma proposta do processo de
ensino-aprendizagem mais atraente para o estudante e eficiente, do ponto de vista
pedagógico, para o professor. Dessa forma, nosso grupo de pesquisa espera que,
os resultados obtidos neste trabalho sobre as opiniões e expectativas dos
estudantes quanto à inserção de tópicos de Astronomia em aulas de Física para o
ensino médio, possam guiar nossas ações em intervenções a serem realizadas em
sala de aula.
Metodologia
A pesquisa vem sendo conduzida no Colégio Estadual do Paraná (CEP), na
região central de Curitiba. Num primeiro momento, levantou-se o perfil dos
estudantes por meio de aplicação de um questionário social, com informações a
respeito da escolaridade, tipo de escola que frequentou até o momento e alguns
dados básicos como sexo e idade.
Paralelamente, aplicamos um Questionário de Opiniões e Expectativas
(QOE) preliminar em escala Likert, com seis níveis de resposta, variando de
discordo totalmente (1) a concordo totalmente (6). O QOE foi composto de quarenta
e duas (42) questões distribuídas em sete (7) categorias pré-determinadas. Cada
categoria agrupa sete questões de mesma natureza. São essas: conhecimento em
astronomia; entrelaçamento de Física com Astronomia; distinção entre Astronomia e
Astrologia; Interdisciplinaridade com Astronomia; espaços não-formais; e Interesse
em Astronomia.
Avaliaram-se os valores obtidos para a confiabilidade e a validade de
construto do QOE com o apoio do software SPSS Statistic Standart, versão 20.0,
IBM.
A confiabilidade corresponde ao grau de coerência com o qual se mede a
homogeneidade do instrumento de medição. Assim, analisou-se a consistência
interna do questionário através do valor total do alfa de Cronbach.
De posse dos resultados preliminares espera-se ter condições de avaliar o
próprio instrumento de pesquisa (QOE), as ações futuras a serem realizadas por
este grupo na escola, quais assuntos da Astronomia poderão ser abordados em
nossas intervenções, de forma a permitir maior interesse e motivação dos
estudantes, e de que forma poderemos aplicar essas intervenções, se na própria
sala de aula ou em espaços não formais de ensino.
Apresentação e análise dos dados
A investigação está sendo conduzida no Colégio Estadual do Paraná (CEP),
um colégio da rede publica estadual com mais de cinco mil (5000) estudantes
regulares. Nesta pesquisa preliminar foram acompanhadas três turmas do terceiro
ano de Física do ensino médio regular, e ao todo, participaram da pesquisa 94
(noventa e quatro) estudantes.
Com relação ao tipo de escola cursada pelos estudantes até o presente
momento, 77% dos estudantes responderam que sempre estudaram em escola
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pública. Os outros, 33%, estudaram em algum momento em escolas da rede
privada. Têm idades entre 16 e 18 anos, sendo 33% do sexo masculino e 67% do
sexo feminino.
Aplicamos o questionário de opiniões e expectativas (QOE), organizando as
questões de cada categoria de forma aleatória, conforme pode ser visto na tabela 1.
Tabela 1. Questionário de Opiniões e Expectativas (QOE)
1. 99,9% da massa do Sistema Solar está concentrada no Sol.
2. Heliocentrismo e Geocentrismo já foram discutidos em alguma disciplina do Ensino Médio.
3. O som não se propaga pelo Espaço Sideral.
4. Algum professor já me proporcionou contato com literatura de ficção científica no espaço.
5. Um planetário é um local onde ocorre simulações do céu.
6. A maioria dos planetas do Sistema Solar possui satélites naturais que os orbitam.
7. Interesso-me em Astronomia por que cai no vestibular.
8. O campo magnético terrestre protege a Terra das partículas eletricamente carregadas provenientes do
Sol.
9. Algum professor já mencionou qual é a composição química do Sol.
10. Já observei a constelação do Cruzeiro do Sul.
11. O telescópio é um instrumento usado para observação de corpos celestes.
12. Algum professor trabalhou em sala de aula com teorias que explicam a composição atômica e molecular
da matéria.
13. O céu é azul (nas horas próximas ao meio-dia), pois a atmosfera terrestre espalha mais a luz azul
proveniente do Sol.
14. Já tive interesse em observar as fases da Lua.
15. Algum professor já comentou sobre como são definidos os fusos horários.
16. A Lua é responsável pelas marés (subida e descida do nível do mar).
17. Na época do Renascimento, os navegantes utilizavam instrumentos astronômicos para orientação.
18. Soube pela mídia recentemente que Vênus se posicionou entre a Terra e o Sol.
19. Astronomia e Astrologia são áreas distintas.
20. O professor de Física, em algum momento do Ensino Médio, já comentou tópicos de Astronomia.
21. Gostaria de observar ou já observei estrelas cadentes.
22. Netuno é o último planeta do Sistema Solar.
23. Minha escola incentiva leitura sobre assuntos atuais de Astronomia.
24. A força gravitacional que os planetas e a Lua exercem sobre as pessoas não influencia nas suas
personalidades.
25. Já procurei por imagens sobre o Universo.
26. O nome da nossa galáxia é Via Láctea.
27. Já visitei o planetário do Colégio Estadual do Paraná com a minha turma.
28. Um mapa astral não é um instrumento adequado para verificar as posições dos planetas nas
constelações do céu noturno.
29. Gostaria que tivesse mais conteúdo de Astronomia no Ensino Médio.
30. Os planetas descrevem órbitas elípticas ao redor do Sol.
31. Já visitei algum parque da Ciência.
32. Os signos do Zodíaco representam as constelações situadas na trajetória do Sol ao longo do ano.
33. A Astronomia visa o estudo dos corpos e fenômenos celestes.
34. Minha escola já proporcionou palestras, minicursos ou outros eventos ligados à Astronomia.
35. Os astronautas “flutuam” dentro de suas naves porque estão em constante queda livre.
36. Já visitei outros planetários/observatórios em outros locais que não seja o Colégio Estadual do Paraná.
37. A teoria do Big Bang não é uma teoria derivada da Astrologia.
38. O sol é uma estrela.
39. O Sol é a principal fonte de energia da Terra.
40. Minha escola incentiva a participação nas Olimpíadas Brasileiras de Astronomia.
41. A astronomia não afirma que há relações entre os eventos astronômicos e a personalidade e o destino
humano.
42. A força que atua nos corpos em queda livre na superfície da Terra é de mesma natureza da força que
mantém a Lua em sua órbita.
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Estudo da Confiabilidade
A consistência interna, medida pelo alfa de Cronbach, verifica se todos os
itens da escala (questões) são consistentes entre si. Seu valor varia numa escala de
0 a 1. Ela também está relacionada com a fidedignidade ou precisão da medida,
sendo que um alto valor da consistência interna (próximo de 1) indica que o
instrumento mede com pouco erro. Valores acima de 0,7 são indicativos de uma boa
consistência interna para o uso da escala numa investigação preliminar (MAROCO &
GARCIA-MARQUES, 2006).
A confiabilidade do QOE foi determinada a partir do cálculo do alfa de
Cronbach para o conjunto das quarenta e duas (42) questões aplicadas, obtido
segundo a expressão abaixo:

 k  1 1 
k


 n2 

2 
n 1  
k
onde k é o número de itens,  n2 é a variância do n-ésimo item e  2 é a variância do
questionário. Os valores são apresentados na tabela 2.
Tabela 2. Confiabilidade do QOE
N
α de Cronbach
Nº de itens
3196
0,824
34
Aparecem 34 questões, das 42 iniciais propostas no número de itens,
porque foram desconsideradas algumas questões mediante a divisão de fatores
fornecida pelo próprio software estatístico.
Para a nossa escala reduzida, com os 34 itens restantes, encontramos o
coeficiente alfa de Cronbach igual a 0,824, que indica uma escala de alta
consistência interna.
Validação de construção do QOE
A matriz de componentes fatoriais rotacionadas definiu as cargas fatoriais da
maior parte das questões. Utilizando o critério para a retenção dos fatores com
valores mínimos de 0,40 verificou-se uma identidade conceitual (SCHEIER;
CARVER; BRIDGES, 1994). A análise fatorial, com rotação varimax, revelou doze
fatores, pelo critério de Kaiser (vide Tabela 3).
A partir da análise fatorial fornecida pelo programa, observamos que
algumas questões não foram agrupadas em nenhum fator (1, 3, 6, 9, 13, 17, 22, 37,
39 e 42) e, desta forma, não foram consideradas para a análise dos dados. O
programa reorganizou as questões nos seguintes fatores:
 F1: Interesse dos estudantes em relação à Astronomia Observacional.
 F2: Astronomia em espaços não formais.
 F3: Conhecimento e história da Astronomia.
 F4: Projetos de extensão no ensino de Astronomia proporcionados pela
escola.
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 F5 e F10: Astronomia versus Astrologia.
 F6: Informações sobre Astronomia através de diferentes fontes.
 F7: Comprometimento dos professores com assuntos ligados a
Astronomia.
 F8: Comprometimento do professor de Física com assuntos ligados a
Astronomia.
 F9 e F12: Conhecimento em Astronomia.
 F11: Astronomia no vestibular e sua relação com a personalidade e o
destino do ser humano.
Tabela 3. Matriz de cargas fatoriais
Questões
21
26
14
25
10
31
36
09
16
17
02
11
40
34
27
19
32
29
23
18
09
12
15
04
20
30
5
11
28
24
07
41
35
38
F1
0,81
0,70
0,67
0,67
0,44
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
F11
F12
0,76
0,76
0,43
0,79
0,78
0,45
0,40
0,80
0,76
0,43
0,67
0,60
0,59
0,72
0,68
0,43
0,85
0,66
0,45
0,79
0,55
0,78
0,42
0,74
0,65
0,74
0,50
0,73
0,63
Por meio desta reorganização das questões em fatores, percebemos que o
interesse em relação à astronomia surge primeiramente a partir da observação de
fenômenos celestes (fator F1). Os estudantes também revelaram interesse por
espaços não formais no ensino de astronomia (planetários, parques da ciência, etc)
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e história da Astronomia (fator F2). O interesse dos estudantes aqui é positivo, ou
seja, as respostas da grande maioria estão presentes nos níveis positivos (concordo
totalmente, concordo e concordo pouco).
Quanto a oferta de projetos de extensão na escola como palestras,
minicursos e eventos ligados à Astronomia observa-se que as opiniões dos
estudantes se agruparam em dois pólos. A maioria concorda e já participou dessas
atividades ou discorda/desconhece sobre a oferta e existência desses projetos.
Quando se trata de Astronomia e Astrologia, observa-se que os estudantes
se apresentam confusos quanto a certas distinções. A opinião positiva de grande
parte dos estudantes nas questões do fator F5 não se repete totalmente nas
questões do fator F10, onde ambos os fatores englobam questões relacionadas à
Astronomia, Astrologia e relações entre esses temas. Nas questões do fator F10,
suas opiniões são mais diversas, apresentando uma maior flutuação de respostas
nos diferentes níveis, diferentemente do fator F5.
No caso do acesso às informações que os estudantes têm sobre assuntos
relativos à Astronomia (F6), seja através da leitura e/ou mídia, vemos também uma
variação de opiniões. Isso se deve não somente a falta da informação propriamente,
mas também a falta de interesse sobre o assunto ou desconhecimento sobre a
disponibilidade dessas informações.
Observamos em seguida, nos fatores F7 e F8, que assuntos ligados
diretamente ou indiretamente à Astronomia não são muito trabalhados em sala de
aula na disciplina de Física. Para a maioria dos estudantes os professores nunca ou
raramente trabalharam tópicos de Astronomia ou mencionaram a Astronomia ao
trabalhar assuntos onde ela poderia mostrar-se útil.
Quando o ponto principal é o conhecimento em Astronomia (F9 e F12)
percebe-se que nem todos os estudantes conseguem responder corretamente
questões básicas no campo da Astronomia.
No item F11 não é do interesse dos estudantes estudarem Astronomia por
que eventualmente “cai no vestibular”, e muito menos pela relação entre possíveis
eventos astronômicos com a personalidade e o destino do ser humano.
Considerações finais
De um modo geral, percebe-se que o atrativo da Astronomia para os
estudantes acaba tendendo mais à área observacional, espaços não formais de
astronomia e sobre a história dessa ciência. O conhecimento físico dos fenômenos
acaba aparecendo em segundo plano. Resultados esses que vêm de encontro aos
encontrados por Bretones (DIAS, 2010 apud BRETONES, 2009).
Houve pouco interesse por parte dos estudantes quanto se trata de
Astronomia ligada aos conhecimentos físicos. Por este motivo, acreditamos ser
importante trabalhar alguns tópicos de Astronomia na disciplina de Física, para não
somente motivar o estudo da disciplina em si pelos estudantes, mas também poder
relacionar esses assuntos com conhecimentos físicos e com aspectos do mundo e
do dia-a-dia dos estudantes.
Diante disso, a partir de agora, nossos trabalhos serão direcionados não
exclusivamente aos fatores de maior aceitação, mas também aos fatores menos
aceitos, pois vemos que ainda há dificuldades, por parte dos estudantes, sobre os
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temas norteadores que surgiram nos últimos fatores. Pretendemos usar o interesse
dos estudantes para tornar o processo de ensino-aprendizagem mais agradável e ao
mesmo tempo eficiente.
Referências
BRASIL. Ministério da Educação (MEC). Orientações Educacionais Complementares
aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da Natureza, Matemática e Suas
Tecnologias. Brasília-DF, 2002. Disponível em:
http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/CienciasNatureza.pdf. Acesso em
25/07/2012.
BRETONES, P. S; MEGID NETO, J. Tendências de Teses e Dissertações sobre
Educação em Astronomia no Brasil. Boletim da Sociedade Astronômica
Brasileira, v. 24, n. 2, p. 35-43, 2005.
CANIATO, Rodolpho. O céu. Campinas, SP: Editora Átomo, 2011.
DAL’BÓ, M. H; CATELLE, F. Astronomia: explorando suas origens e
investigando seus entrelaçamentos no Ensino de Física. Rio de Janeiro: Anais
do XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física, 24 a 28 de janeiro de 2005.
Disponível em <http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi>Acesso em: jun.
2012.
DIAS, M. B. Astronomia na educação de jovens e adultos. Belo Horizonte: PUCMG, 2010. 149 p. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ensino
de Física, Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2010.
HECKLER, V; SARAIVA, M. F. O; OLIVEIRA FILHO, K. S. Uso de simuladores,
imagens e animações como ferramentas auxiliares no ensino/aprendizagem de
óptica. Revista Brasileira de Ensino de Física. v. 29, n. 2, p. 267-273, 2007.
MAROCO, J.; GARCIA-MARQUES, T. Qual a fiabilidade do alfa de Cronbach?
Questões antigas e soluções modernas? Instituto Universitário de Ciências
Psicológicas, Sociais e da Vida (ISPA), Laboratório Psicologia, Portugal, 4, 65-90,
2006. Disponível em:
http://repositorio.ispa.pt/bitstream/10400.12/133/1/LP%204(1)%20-%2065-90.pdf.
Acesso em 25/07/2012.
MARRONE JÚNIOR, Jayme. Um perfil da pesquisa em ensino de astronomia no
Brasil a partir da análise de periódicos de ensino de ciências. Londrina: UEL,
2007. 250 p. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ensino de
Física, Universidade Estadual de Londrina, Paraná, 2007.
SCHEIER, M. F.; CARVER, C. S.; BRIDGES, M. W. Distinguishing optimism from
neuroticism (and trait anxiety, self-mastery, and self-esteem): a reevaluation of
the life orientation test. Journal of Personality and Social Psychology, Arlington, v.
67, n. 6, p. 1063-1078, Dec. 1994.
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