Astronomia no Currículo Mínimo do Estado do Rio de Janeiro

Adriana Oliveira Bernardes

Mestre em Ensino de Ciências (UENF)

José Claudio de Oliveira Reis

Professor universitário (UERJ)

Introdução

Em outubro de 2011, reuniu-se um grupo de sete professores da rede pública estadual, para elaboração do currículo mínimo da disciplina Física. Contando com várias inovações, o currículo apresenta competências e habilidades que podem ser desenvolvidas a partir de conteúdos de Astronomia. Trabalhos acadêmicos apresentados no Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF) e no Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF) discutem a motivação que a Astronomia provoca no aprendizado do aluno; outro exemplo a ser considerado é o trabalho desenvolvido pela OBA (Olimpíada Brasileira de Astronomia), que tem mostrado sua ação benéfica não só em relação à motivação dos alunos como também sobre o trabalho de alguns professores.

A Astronomia, que segundo Oliveira Filho (2007, p. 2) “é a mais antiga das ciências”, é caracteristicamente interdisciplinar, envolvendo várias disciplinas, sendo Física, Matemática, Química e Biologia as principais. Essa perspectiva por si só, nos remete à sua importância no contexto escolar para agregar conhecimentos de forma interdisciplinar.

Segundo Caniato (2010, p. 7), “a Astronomia se ocupa tanto de entender como funciona nosso “berço”, a Terra, quanto todo o ambiente que o cerca. Esse ambiente vai se tornando cada vez maior, com o crescimento de nosso entendimento”.

A Astronomia, com seu caráter interdisciplinar, não só motiva o aprendizado como pode também contextualizar o ensino de Física, com temas que fazem parte do cotidiano do aluno. Segundo Damineli (2010, p. 102), no Ensino Médio temas de Astronomia já são contemplados parcialmente na Física, mas precisam ser modernizados. Nesse nível de ensino, é possível usar o céu como um vasto conjunto de laboratórios de Física: Cinemática e Dinâmica, Termodinâmica, Física Nuclear, Relatividade.

Em Mees (2004) é discutida a Astronomia como fator motivacional ao aprendizado de Física na 8ª série do Ensino Fundamental, sendo relatadas as atividades práticas desenvolvidas em escola estadual do Rio Grande do Sul relacionadas ao ensino de Astronomia e introduzidas pela disciplina Ciências; ali são obtidos resultados positivos, em relação à motivação dos alunos relatados por toda a comunidade escolar.

Para Kemper (2008, p. 8), “a inserção de tópicos de Astronomia nos cursos de nível médio de Física tornou-se pertinente por mostrarem-se de grande interesse pelo público jovem que os frequenta. Esse interesse fica evidenciado pelas dúvidas e perguntas que os alunos trazem às aulas, bem como a participação e a motivação manifestada por eles quando esses conteúdos são abordados”.

Os quatro pilares da educação e o ensino de Astronomia

A Unesco aponta, para o século XXI, quatro pilares para a educação mundial: aprender a aprender, aprender a fazer, aprender a ser e aprender a viver junto.

Em relação a aprender a viver junto, em Delors (2003, p. 97) é ressaltado que “sem dúvida essa aprendizagem representa hoje em dia, um dos maiores desafios da educação. Esse autor afirma também que “a educação tem por missão, por um lado, transmitir conhecimento sobre a diversidade da espécie humana; por outro lado, levar as pessoas a tomar consciência das semelhanças e da interdependência entre todos os seres humanos do planeta”.

Nesse sentido, a Astronomia se mostra de suma importância para seu desenvolvimento, na medida em que reafirma a importância do nosso planeta, único a ter vida no sistema solar, e a partir daí a importância de cuidarmos dele, já que, apesar das descobertas de planetas semelhantes ao nosso em outros sistemas solares, as distâncias estelares impedem nossa ida até lá, caso haja necessidade, reafirmando assim a necessidade de cuidar e valorizar nosso planeta, assim como toda diversidade existente nele.

A Astronomia auxilia na compreensão humana do aprender a ser e do aprender a viver junto, a partir do momento em que apresenta a grandiosidade do Universo, com seus bilhões de galáxias e planetas, mostrando que somos seres raros no universo, assim como também o é nosso planeta, o que nos leva à necessidade de cuidar dele.

Enfoque histórico científico no currículo mínimo de Física

Em trabalhos apresentados no EPEF (Encontro de Pesquisa em Ensino de Física) e SNEF (Simpósio Nacional de Ensino de Física) por Forato et al. (2010), Pereira e Guerra (2011), Soares e Borges (2008), Quintal e Guerra (2006) são avaliadas positivamente experiências nas quais a história da ciência, quando utilizada em sala de aula, traz bons resultados para o processo de ensino e aprendizagem dos alunos.

Nesses trabalhos é enfatizada a importância da abordagem histórica dada a conteúdos de Física no Ensino Médio, o que é um dos propósitos do Currículo Mínimo estadual de Física. Segundo Soares e Borges (2008), “a história da ciência e experimentação podem ser mediadoras no ensino de Física”.

Uma das situações discutidas pelos pesquisadores é o fato de esta poder ser utilizada para o entendimento de conceitos considerados pelos alunos como difíceis, poderíamos citar aqui, por exemplo, o conceito de entropia.

Segundo Forato et al. (2010, p. 4),

a proposta para os usos da HC na educação científica encerra uma visão de ciência e de seu ensino retratada nos objetivos epistemológicos estabelecidos, implicando a valorização do processo educacional tanto quanto seu produto final. Se a ciência foi entendida como uma atividade humana desenvolvida em um dado contexto sociocultural, a construção do saber escolar e do conhecimento sobre a ciência também foram concebidos como um processo contextualizado de construção do conhecimento.

No caso do Currículo Mínimo do Estado do Rio de Janeiro, as competências e habilidades a serem desenvolvidas nos alunos devem se dar sobre um enfoque histórico-filosófico, mostrando a ciência como uma construção humana.

Astronomia no Ensino Médio do Estado do Rio de Janeiro

Currículo anterior

O currículo estadual de Física, elaborado em 2010, não tinha Astronomia entre os tópicos a serem desenvolvidos. Segundo o currículo anterior (Rio de Janeiro, 2010), “no caso da Física, a dimensão focalizada é a forma como poucos princípios físicos explicam uma grande quantidade de fenômenos do cotidiano, possibilitando aos estudantes a oportunidade de entender melhor a natureza que os rodeia e o mundo tecnológico em que vivem”.

Em relação aos conteúdos, afirma que “inicia-se o programa curricular de Física, ao contrário de muitos outros, com os temas referentes a temperatura, calor e Óptica, ao invés da Mecânica, pela proximidade do vocabulário desses temas com a realidade do aluno”. O único tópico relacionado à Astronomia presente no currículo é gravitação universal, expressa na seguinte competência do segundo ano: ”exibir noções iniciais de movimento circular, gravitação universal e movimento oscilatório”.

No primeiro ano do Ensino Médio eram desenvolvidos os conteúdos de Termologia e Óptica; no segundo ano, de Mecânica e Hidrostática; e no terceiro, de Eletromagnetismo e Mecânica Ondulatória.

Desenvolvimento

O trabalho foi desenvolvido a partir de discussões realizadas pelo grupo de professores responsável por sua elaboração; ficou estabelecido, então, quais seriam as principais características que o currículo mínimo estadual de Física apresentaria:

• Enfoque histórico-filosófico de todo o conteúdo;
• Prioridade à Física do cotidiano, passível de contextualização e com a qual o aluno toma contato não só pela observação de fenômenos, mas também por veiculação do assunto na mídia;
• Supressão do excesso de matematização;
• Ênfase em conceitos que ampliem a compreensão do mundo.

Já de antemão foi solicitado pela Secretaria de Educação do Rio de Janeiro que o currículo fosse elaborado mediante competências e habilidades.

A partir daí, em reuniões semanais, foram sugeridas pelo grupo, a partir das competências e habilidades dos PCN (Parâmetros Curriculares Nacionais), das Orientações Curriculares e das diretrizes do ENEM (Exame Nacional do Ensino Médio), as competências e habilidades que o currículo deveria ter.

Temas de Astronomia nos PCN, nas Orientações Curriculares e na matriz do ENEM

Nas orientações preliminares a respeito dos PCN, Ricardo (2004, p. 16), em relação ao plano curricular, afirma que: “ao contrário, busca-se uma Física que contribua para a construção de uma cultura científica nos alunos, para que compreendam a dinâmica relação do homem com o seu meio”.

Segundo as Orientações Curriculares (Brasil, 2006, p. 2),

a Física deve apresentar-se, portanto, como um conjunto de competências específicas que permitam perceber e lidar com os fenômenos naturais e tecnológicos presentes tanto no cotidiano mais imediato quanto na compreensão do universo distante, a partir de princípios, leis e modelos por ela construídos.

Em suas competências (Brasil, 2006, p. 13), é afirmado que é necessário ao aluno “adquirir uma compreensão cósmica do Universo, das teorias relativas ao seu surgimento e à sua evolução, assim como do surgimento da vida, de forma a poder situar a Terra, a vida e o ser humano em suas dimensões espaciais e temporais no Universo”.

Também segundo as Orientações Curriculares, “será indispensável uma compreensão de natureza cosmológica, permitindo ao jovem refletir sobre sua presença e seu ‘lugar’ na história do universo, tanto no tempo como no espaço, do ponto de vista da ciência” (Brasil, 2006, p. 19). O documento divide o tema estruturador Universo, Terra e Vida em três unidades: Terra e Sistema Solar; Universo e sua Origem; e Compreensão Humana do Universo. De acordo com as Orientações Curriculares (Brasil, 2006, p. 2), “a Física deve possibilitar tanto a compreensão do universo quanto das tecnologias”.

O ENEM, em sua matriz curricular, também traz conteúdos de Astronomia no tópico A Mecânica e o Funcionamento do Universo. Nesse tópico devem ser desenvolvidos os seguintes temas: Força peso, Aceleração gravitacional, Lei da Gravitação Universal, Leis de Kepler, Movimentos de corpos celestes, Influência na Terra: marés e variações climáticas, Concepções históricas sobre a origem do universo e sua evolução.

Podemos constatar então que tanto os Parâmetros Curriculares Nacionais quanto o Exame Nacional de Ensino Médio reforçam a importância do aluno de adquirir competências e habilidades relacionadas ao entendimento do universo, a percepção do mundo em que vive e como se relaciona com ele. Porém, o currículo estadual de Física anterior não contemplava tais exigências, limitando-se apenas ao tópico Leis de Kepler, que constava no 2o ano do Ensino Médio.

No currículo atual, todas essas competências e habilidades exigidas são cumpridas, além de outras que foram acrescentadas considerando a importância motivacional, para o aluno, de temas presentes em seu dia a dia.

Resultados

O Currículo Mínimo estadual de Física foi elaborado de outubro de 2011 a janeiro de 2012 por um grupo formado por um professor coordenador, professor da UERJ, dois articuladores, professores de Física do Colégio Pedro II e quatro professores da rede estadual de Física, selecionados por análise de currículo e entrevistas e que deveriam ter no mínimo uma especialização; o grupo selecionado possuía mestrado em ensino de Ciências.

Durante a sua elaboração, o currículo foi submetido a uma consulta pública pela internet e em audiência pública presencial; a avaliação de professores atuantes no Estado do Rio de Janeiro serviu para a correção de alguns aspectos e principalmente para esclarecimentos sobre os parâmetros norteadores do currículo. Depois disso, foi publicado e enviado às escolas para ser aplicado a partir do mês de fevereiro de 2012.

O novo Currículo Mínimo estadual de Física

O currículo atual, que também foi elaborado por competências e habilidades, contém tópicos de Astronomia no primeiro ano do Ensino Médio, vinculados ao tópico de Mecânica. Uma das ideias reforçadas no currículo de 2012 é que:

para ler o mundo com propriedade é fundamental o domínio de conceitos científicos e da lógica de construção de conhecimento que a Física inaugurou a partir da Revolução Científica do século XVII; a Mecânica, a partir da Cosmologia e da observação do céu; a Termodinâmica, a partir da máquina térmica; a Física ondulatória, a partir do olho humano; e o eletromagnetismo, a partir do motor elétrico e do dínamo.

No currículo atual, no primeiro ano estuda-se Mecânica, acreditando que, vinculada ao estudo da Cosmologia, responda a questões relevantes na vida dos jovens; no segundo ano estudam-se Termodinâmica e Física Ondulatória; no terceiro ano, Eletromagnetismo e Eletrodinâmica. Do currículo atual foram retirados os tópicos Cinemática, Termometria, Óptica e Eletrostática, dando maior ênfase a temas que proporcionem ao aluno maior entendimento da Física do cotidiano e possibilite o entendimento de fenômenos vivenciados por ele em seu dia a dia. A idéia era trabalhar Física no Ensino Médio sem o excesso de matematização que lhe é característico.

Sobre essa questão, é enfatizado no currículo de 2012 que “não estamos abrindo mão da Matemática como linguagem da Física, pois isso seria um absurdo. A partir da Revolução Científica dos séculos XVI e XVII, não podemos mais abrir mão da Matemática como a linguagem da Física, entretanto não podemos cometer o erro inverso de reduzir esta à mera aplicação daquela”.

O currículo elaborado por competências e habilidades deve enfatizar o enfoque histórico-filosófico; apresentou modificações significativas em relação ao anterior, introduzindo tópicos de Física Moderna e Astronomia e ressaltando a importância da abordagem histórico-filosófica. Por meio de competências e habilidades, temas de Astronomia serão trabalhados no 1o ano do Ensino Médio, no conteúdo de Mecânica.

Na apresentação pública do currículo, para a qual foram convidados todos os professores de Física da rede estadual, vários pontos foram discutidos e apontados pelos professores como dificuldades, como a presença de conteúdos de Astronomia nos livros didáticos e a questão de recursos para ensinar a matéria. A principal dificuldade relatada nos e-mails enviados ao grupo de professores que elaboraram o currículo foi a identificação dos conteúdos de cada bimestre. Outra dúvida que os professores apontam é em relação à inversão entre a primeira e a segunda séries, já que o aluno do 2o ano teria que ter os conteúdos do ano anterior repetidos.

Estas são relacionadas as habilidades e competências relacionadas ao tema Astronomia presentes no Currículo Mínimo estadual da disciplina Física do Estado do Rio de Janeiro.

Habilidades e competências – Cosmologia

• Saber comparar as ideias do Universo geoestático de Aristóteles-Ptolomeu e heliostático de Copérnico-Galileu-Kepler.
• Conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição de fenômenos astronômicos (duração do dia/noite, estações do ano, fases da lua, eclipses, marés etc.).
• Reconhecer ordens de grandeza de medidas astronômicas.

Habilidades e competências – Movimento e referencial

• Compreender os conceitos de velocidade e aceleração associados ao movimento dos planetas associados ao movimento dos planetas.

Habilidades e competências -Conceito de força - Tipos de força (as quatro forças fundamentais da natureza)

• Perceber a relação algébrica de proporcionalidade direta com o produto das massas e inversa com o quadrado da distância, da Lei da Gravitação Universal de Newton.

Habilidades e competências – relatividade restrita e geral

• Reconhecer os modelos atuais do Universo (evolução estelar, buracos negros, espaço curvo e Big-Bang).
• Compreender que o tempo e o espaço são relativos, devido à invariância da velocidade da luz.

• Reconhecer o tecido espaço-tempo, sendo o tempo a quarta dimensão.

Considerações finais

Constatamos que o Currículo Mínimo estadual de Física elaborado em 2011 é condizente com os Parâmetros Curriculares Nacionais, com as Orientações Curriculares e com a matriz do ENEM no que concerne às habilidades e competências a serem desenvolvidas relacionadas ao ensino de Astronomia, o que não ocorre com o currículo anterior, cujas competências e habilidades desenvolvidas estão relacionadas a apenas dois tópicos de Astronomia: Gravitação universal e Leis de Kepler.

Em relação ao excesso de matematização dos conteúdos em detrimento da discussão dos conceitos físicos que são importantes para o entendimento da Física, é importante salientar a falta de base dos alunos em Matemática, e essa falta muitas vezes desestimula o aprendizado da disciplina; logo, a retirada do excesso de matematização tornaria a disciplina mais inclusiva.

A comparação entre os currículos de 2010 e de 2012 mostra que o primeiro não aborda Astronomia Básica. Vários trabalhos apontam para a importância da introdução da Astronomia como fator motivacional para o ensino de ciências. O segundo passo, que já está em andamento para viabilizar o trabalho desses temas pelos professores da rede estadual do Rio de Janeiro, é a construção de orientações pedagógicas contendo indicações de recursos didáticos, possibilidades de avaliação e orientações gerais que poderão ser utilizados. Os professores contarão com uma página na internet na qual serão disponibilizados recursos de áudio, vídeo, artigos, relatos de experiências e textos, entre outros.

Referências

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BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Brasília: Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica, 1999. 364 p.

CANIATO, Rodolpho. (Re)descobrindo a Astronomia. Campinas: Átomo, 143 p.

DAMINELI, Augusto. Fascínio do universo. Rio de Janeiro: Odysseus, 2010. 111 p.

DELORS, Jacques. Educação: um tesouro a descobrir. 2ª ed. São Paulo: Cortez; Brasília: Mec/Unesco, 2003.

FORATO, T. C. M.; MARTINS, R. A.; PIETROCOLA, M. A História e a natureza da ciência no ensino de Ciências: obstáculos a superar ou  contornar. XII Encontro de Pesquisa em Ensino de Física. Águas de Lindoia, 2010.

IVANISSEVICH, A.; WUENSCHE, C. A.; ROCHA, J. F. V. Astronomia hoje. Rio de Janeiro: Instituto Ciência Hoje, 2010. 168 p.

KEMPER, E. A inserção de tópicos de Astronomia como motivação para o estudo de Mecânica em uma abordagem epistemológica para o Ensino Médio. Dissertação de Mestrado, 2008. 127 p.

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OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza; SARAIVA, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Editora da Física, 2004.

PCN+: Ensino médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais: Ciências da Natureza, Matemática e suas tecnologias. Brasília: MEC/SEMTEC, 2002. 144 p.

PEREIRA, J. L.; GUERRA, A. Controvérsia entre o modelo corpuscular e ondulatório da luz: um caminho para o ensino da Óptica no nível médio. XIX Simpósio Nacional de Ensino de Física – SNEF. Manaus, 2011.

QUINTAL, J. R.; GUERRA, A. A História da Ciência no processo ensino-aprendizagem. X Encontro de Pesquisa em Ensino de Física – SNEF. 2006.

RIO DE JANEIRO. Secretaria de Estado de Educação. Currículo mínimo estadual de Física. Fevereiro de 2012.

RIO DE JANEIRO. Secretaria de Estado de Educação. Proposta curricular: um novo formato. Ciências, Biologia, Física e Química. Fevereiro de 2010.

SOARES, R. R.; BORGES, P. F. O plano inclinado de Galileu e a História da Ciência na sala de aula do Ensino Médio de Física. XI Encontro de Pesquisa em Ensino de Física – SNEF. Curitiba, 2008.

Agradecimentos

À Secretaria Estadual de Educação, ao Cecierj, aos colegas que estão elaborando o Currículo Mínimo e aos professores que participaram das discussões para sua elaboração.