VISÕES SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA QUE ORIENTAM AS PESQUISAS EMPÍRICAS SOBRE O USO DA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA EM DISCIPLINAS DA GRADUAÇÃO EM FÍSICA NO BRASIL.

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## VISÕES SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA QUE ORIENTAM AS PESQUISAS EMPÍRICAS SOBRE O USO DA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA EM DISCIPLINAS DA GRADUAÇÃO EM FÍSICA NO BRASIL.

## VISIONS ABOUT THE NATURE OF SCIENCE THAT GUIDE THE EMPIRICAL RESEARCHES ABOUT THE USAGE OF HISTORY AND PHILOSOPHY OF SCIENCE IN UNDERGRADUATE COURSE SUBJECTS IN PHYSICS IN BRAZIL.

Fábio Luís Alves Pena , Elder Sales Teixeira 1 2

1 IFBA, Campus Simões Filho - BA, Programa de Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das Ciências (UFBA/UEFS)/fb.pena@gmail.com UEFS, Feira de Santana - BA, Programa de Pós-Graduação em Ensino, Filosofia e História das

## Resumo

O presente trabalho tem como objetivo investigar as visões sobre a Natureza da Ciência (NdC) que orientam as pesquisas empíricas sobre o uso da História e Filosofia da Ciência em disciplinas da graduação em Física no Brasil, publicadas na literatura nacional especializada em ensino de ciências. Para a análise dos dados tomamos como referência a noção de semelhança familiar apresentada e defendida por Irzik e Nola (2011) para os aspectos sobre a NdC. Os resultados revelam que as pesquisas empíricas analisadas são orientadas pela visão de consenso sobre a NdC. O que, conforme Irzik e Nola (2011), distancia-se de uma melhor compreensão sobre a NdC para os futuros profissionais em Física, uma vez que não faz referência direta à investigação pela qual o conhecimento científico é produzido (coletar, classificar e analisar dados, experimentar, fazer inferências...), tampouco menção direta aos objetivos e valores da ciência, às metodologias científicas e regras metodológicas, e aos produtos/resultados da ciência.

Palavras-chave: História e Filosofia da Ciência, Natureza da Ciência, Disciplinas da Graduação em Física.

## Abstract

The present paper aims in investigating the visions about the Nature of Science (NoS) that guide the empirical researches about the usage of History and Philosophy of Science in undergraduate course subjects in Physics in Brazil published in national literature specialized in the teaching of sciences. For data analysis we took into account the notion of familiar resemblance presented and defended by Irzik and Nola (2011) for aspects about the NoS. The results reveal that the analyzed empirical researches are guided by the consensual vision about the NoS. What, according to Irzik and Nola (2011), is distant form better comprehension about Nature of Science, for future professionals in Physics, once it does not make direct reference to scientific investigation through what the scientific knowledge is produced (collect, classify and analyze, experiment, do inferences…) neither it direct mentions the objectives and values of science, the scientifics methodologies and methodological rules, and the products/results of science.

Keywords: History and Philosophy of Science; Nature of Science; Undergraduate Course Subjects in Physics.

## Introdução

Conforme a literatura especializada em ensino de ciências, os futuros profissionais em Física apresentam concepções consideradas indesejáveis sobre a Natureza da Ciência - NdC (MOREIRA et al. 2007; MASSONI; MOREIRA, 2007; TEIXEIRA et al., 2009; FERREIRA; MARTINS, 2012) tendo em vista as discussões atuais em educação em ciências e em epistemologia da ciência, seja por desconhecimento ou por resistência (CORDEIRO; PEDUZZI, 2012). Neste contexto, trabalhos como o de Martins (2007), Moreira et al. (2007), Massoni e Moreira (2007) e o de Ferreira e Martins (2012) apontam as disciplinas de conteúdo histórico e filosófico como componentes básicas para a transformação das visões distorcidas dos estudantes sobre o fazer científico e/ou para proporcionar visões consideradas adequadas sobre a NdC.

Conforme argumentam Abd-El-khalick e Lederman (2000), deve ser possível chegar a um termo comum sobre o que pode ser considerada uma visão adequada sobre a NdC, segundo as concepções epistemológicas predominantes num dado período, pois em vista do largo espectro de interpretações da atividade científica (CORDEIRO, PEDUZZI, 2012), conceitos filosóficos concordam sobre diversos aspectos da investigação científica. Segundo os itens listados pela visão de consenso sobre a NdC (IRZIK; NOLA, 2011), o conhecimento científico se baseia em observações e experimentos, é confiável, é mutável, em parte produto da imaginação humana e criatividade, carregado de teorias e subjetiva, é influenciado pelos contextos social e cultural, não existe um método científico único, a ciência é teórica e explicativa, as observações são carregadas de teorias, afirmações científicas são testáveis, há uma distinção entre observação e inferência, e entre as leis e teorias, a ciência é auto-corretiva.

Teixeira et al. (2009), por sua vez, dizem que não se pode afirmar que exista uma visão única sobre a NdC ou, mesmo, um consenso a respeito de alguma imagem correta da atividade científica, assim como não há como negar a natureza multifacetada, complexa e dinâmica do trabalho científico e das análises filosóficas da empreitada científica. Sobre isto, Irzik e Nola (2011) apresentam e defendem uma abordagem alternativa baseada na noção de semelhança de família para os aspectos sobre a NdC, em comparação com a abordagem que tem sido chamada de visão de consenso.

De acordo com Irzik e Nola (2011), as ciências compartilham algumas ou a maioria das características, mas não todas, de modo que elas são semelhantes em relação a algumas características, mas diferentes em relação a outras, ou seja, o que integra diferentes disciplinas científicas é a semelhança familiar entre elas no que diz respeito às características de cada categoria que as tornam ciência: atividade científica, objetivos e valores da ciência, metodologias e regras metodológicas, e produtos /resultados da ciência.

- O presente trabalho tem como objetivo investigar as visões sobre a NdC que orientam os estudos empíricos com foco no uso da HFC em disciplinas da graduação em Física no Brasil, publicados na literatura especializada em ensino de ciências, versão online , desde o ano de início de cada periódico até 2013, sob o

argumento de que os usos da História e Filosofia da Ciência (HFC) na educação, ou a pesquisa sobre eles, requerem que se estabeleça a visão de ciência e dos processos que os fundamentam (FORATO et al., 2012).

## Metodologia

Para a investigação em questão adotamos a análise documental, isto é, análise de relatos de experiências concretas de sala de aula publicados em periódicos brasileiros especializados em Ensino de Ciências e em Ensino de Física. Este procedimento é frequentemente utilizado para conseguir informações dos participantes, para fornecer anotações escritas e reflexões do que está estudando e seus efeitos (LICHTMAN, 2010).

- O levantamento dos relatos foi realizado a partir da busca exaustiva aos artigos publicados, versão online , na Revista Brasileira de Ensino de Física (1979 2013), Ciência & Educação (1995 - 2013), Investigações em Ensino de Ciências (1996 - 2013), Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências (1999 - 2013); Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências (2001 - 2013) e no Caderno Brasileiro de Ensino de Física (1984 - 2013), do ano de início de cada periódico até 2013. Estes periódicos, de acordo Araújo e Abib (2003), permitem fazer uma análise dos trabalhos que estão sendo desenvolvidos na área de Ensino de Física no Brasil, visto que são encontrados artigos provenientes de diversos autores e instituições situados em diferentes estados, ao mesmo tempo em que são publicações de fácil acesso e de circulação nacional.

Foi feita leitura direta e uso do sistema de busca das revistas. Os termos (palavras-chave) usados no sistema foram: História, Filosofia, Evolução, Natureza, Epistemologia, Histórico, Filosófico, Histórico-filosófico, Abordagem, Contextual e Episódio. A seleção dos artigos foi realizada após a leitura por palavras-chave, título e resumo dos artigos. O processo de análise dos artigos foi feito inicialmente pelos autores do presente trabalho de forma independe, e convergente, e depois submetido à avaliação crítica de um pesquisador experiente na área.

Para a análise dos aspectos sobre a NdC que orientam os mencionados estudos empíricos, tomamos como referência a noção de semelhança familiar para os aspectos sobre a NdC apresentada e defendida por Irzik e Nola (2011) e os itens listados pela visão de consenso: características amplamente compartilhadas em documentos oficiais, a exemplo do relatório unificado intitulado Ciência Para Todos 1 (Projeto de reformulação curricular norte-americano, não-governamental, que faz parte de um projeto mais abrangente, denominado Projeto 2061: Educação para um futuro em mudança) e dos aspectos sobre a construção do conhecimento científico presentes na ficha de avaliação do Programa Nacional do Livro Didático para o Ensino Médio - PNLEM/2009, disciplina Física. 2

## Análise e discussão dos resultados

A seguir será apresentada uma análise dos resultados sistematizados na tabela 1. Na tabela 1 estão descritas visões sobre a NdC que orientam os estudos empíricos com foco no uso da HFC em disciplinas da graduação em Física no Brasil (do ano de início de cada periódico até 2013). A primeira coluna refere-se aos artigos analisados, representados por letras, cujas referências completas encontramse no final do artigo como anexo. A segunda coluna diz respeito às visões sobre a NdC que orientam os estudos empíricos.

Tabela 1 - Visões sobre a NdC que orientam as pesquisas empíricas com foco no uso da HFC em disciplinas da graduação em Física no Brasil, publicadas até 2013, nos principais periódicos nacionais especializados em ensino de ciências e em ensino de física.

No que diz respeito aos aspectos sobre a NdC que orientam os estudos empíricos relatados nos artigos selecionados, predomina os itens listados pela visão de consenso e não há referência direta da abordagem de semelhança familiar para os aspectos sobre a NdC, apresentados e defendidos por Irzik e Nola (2011). Apesar disso, esta abordagem por possuir virtudes que a visão de consenso não tem, parece ser mais avançada que esta visão, pois, conforme Irzik e Nola (2011): é mais abrangente (captura quase todos os itens listados pela visão de consenso); fornece uma nova maneira de captar a unidade da ciência ao fazer justiça a sua diversidade

de disciplinas e subdisciplinas; explica sua unidade, de modo que tece relações entre suas categorias (atividade científica, objetivos e valores da ciência, metodologias e regras metodológicas, e produtos /resultados da ciência) e os diversos elementos que se enquadram sobre estas categorias de forma integrada; faz jus ao desenvolvimento histórico e à natureza dinâmica e aberta da ciência.

No entanto, o uso da HFC como forma de proporcionar visões adequadas sobre a NdC, ou de transformar visões distorcidas sobre a NdC, tendo como orientação os itens listados pela visão de consenso, não parece coerente segundo as críticas sofridas por esta visão (ALTERS, 1997; IRZIK, NOLA; 2011), e porque também não há consenso entre pesquisadores em Ensino de Ciências sobre a ocorrência de mudança/transformação das concepções de estudantes sobre a NdC por influência da abordagem histórico-filosófica (TEIXEIRA et al., 2012).

Alters (1997) revela, a partir dos resultados da pesquisa que ele realizou com 210 filósofos da Associação Americana de Filosofia da Ciência, que a ideia de um consenso na filosofia da ciência contemporânea sobre aspectos da NdC é falha. Alters (1997) conclui que os princípios que são defendidos no ensino de ciências como critérios básicos para a caracterização da NdC devem ser repensados de modo que possam ser desenvolvidos novos critérios. Não obstante, Irzik e Nola (2011) apontam as limitações e deficiências dos itens listados pela visão de consenso para os aspectos sobre a NdC e as vantagens da abordagem semelhança de família em relação à citada visão.

Logo, apesar de existir um consenso entre pesquisadores brasileiros em ensino de física no que se refere à importância da discussão sobre a NdC neste ensino (BOAS, et al., 2013) e sua caracterização, a literatura internacional da área não confirma tal consenso no que diz respeito à caracterização (ALTERS, 1997; IRZIK; NOLA, 2011).

## Conclusão

Conforme Irzik e Nola (2011), os itens listados pela visão de consenso não fazem justiça a diferença entre as disciplinas científicas, não fazem jus ao desenvolvimento histórico e à natureza dinâmica e aberta da ciência, nem referência direta à investigação científica pela qual o conhecimento científico é produzido (coletar, classificar e analisar dados, experimentar, fazer inferências...), tampouco menção direta aos objetivos e valores, às metodologias e regras metodológicas, e aos produtos/resultados da ciência. A abordagem de semelhança familiar para os aspectos sobre a NdC, entretanto, abarca os aspectos gerais e estruturais da ciência, é sistemática e reconhece as diferenças entre as disciplinas científicas. No entanto, em geral, as pesquisas empíricas analisadas são orientadas pela visão de consenso sobre a NdC.

À primeira vista, nada impede que os itens listados pela visão de consenso possam ser discutidos, por exemplo, numa disciplina sobre a Evolução dos Conceitos da Física, de modo a chamar a atenção no que estes itens integram diferentes disciplinas científicas [atividade; objetivos e valores; metodologias e regras metodológicas; e produtos /resultados (IRZIK; NOLA, 2011)]. Logo, a discussão sobre a NdC do ponto de vista da abordagem de semelhança familiar parece ser mais útil para a formação dos futuros profissionais em Física do que os itens listados pela visão de consenso, com vistas às deficiências e limitações desta visão, às virtudes da abordagem familiar e à natureza introdutória e aos objetivos

das disciplinas específicas, de cunho histórico e/ou epistemológico, nos cursos de graduação em física no Brasil (TENFEN, 2011). Não obstante, a abordagem familiar ainda precisa ser avaliada em diferentes contextos de sala de aula.

## Referências

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ALTERS, B. J. Whose Nature of Science? Journal of Research in Science Teaching , New York, v. 34, n. 1, p. 39- 55, 1997.

ARAÚJO, M. S. T.; ABIB, M. L. V. S. Atividades experimentais no ensino de Física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, v. 25, n. 2, p. 176 - 194, jun. 2003.

BOAS, A. V.; SILVA, M. R.; PASSOS, M. M.; ARRUDA, S. M. História da Ciência e Natureza da Ciência: Debates e Consensos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , Florianópolis, v. 30, n. 2, p. 287-322, ago. 2013.

CORDEIRO, M. D.; PEDUZZI, L. O. Q. Um Módulo sobre a Radioatividade: Sua História e sua Transposição Didática. In: PEDUZZI, L. O. Q.; MARTINS, A. F. P.; FERREIRA, J. M. H. (Orgs.). Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino . Natal: EDUFRN, 2012. cap. 7, p. 183-210.

FORATO, T. C. M.; MARTINS, R. A.; PIETROCOLA, M. Enfrentando obstáculos na transposição didática da História da Ciência para a sala de aula. In: PEDUZZI, L. O. Q.; MARTINS, A. F. P.; FERREIRA, J. M. H. (Orgs.). Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino . Natal: EDUFRN, 2012. cap.5. p. 123-153.

FERREIRA, J. M. H.; MARTINS, A. F. P. Avaliando a inserção da temática natureza da ciência na disciplina de História e Filosofia da Ciência para graduandos em Física na UFRN. In: PEDUZZI, L. O. Q.; MARTINS, A. F. P.; FERREIRA, J. M. H. (Orgs.). Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino . Natal: EDUFRN, 2012. cap. 6, p. 155-209.

IRZIK, G.; NOLA, R. A family resemblance Approach to the Nature Sicence for Science Education. Science and Education , 20 (5), 591-607, 2011. DOI 10.1007/s11191-010-9293-4.

LICHTMAN, M. Qualitative research in educacion: a user's guide . Thousand Oaks: Sage, 2010. p. 163-182.

MARTINS, A. F. P. História e Filosofia da Ciência no Ensino: há muitas pedras nesse caminho... Caderno Brasileiro de Ensino de Física , Florianópolis, v. 24, n. 1, p. 112-131, abr. 2007.

MASSONI, N. T.; MOREIRA, M. A. O Cotidiano da Sala de Aula de uma Disciplina de História e Epistemologia da Física para Futuros Professores de Física. Investigações em Ensino de Ciências , v. 12, n. 1, p.7-54, 2007.

MOREIRA, M. A.; MASSONI, N. T.; OSTERMANN, F. 'Historia e Epistemologia da física' na licenciatura em física: uma disciplina que busca mudar concepções dos alunos sobre a natureza da ciência. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 29, n. 1, p. 127-134, 2007.

TENFEN, D. N. Mapas conceituais como ferramentas para a organização do conhecimento em uma disciplina sobre História da Física. 2011. 206 f. Dissertação (Mestrado em Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica) - Universidade Federal de Santa Catarina.

TEIXEIRA, E. S.; GRECA, I. M.; FREIRE JR, O. Uma Revisão Sistemática das Pesquisas Publicadas no Brasil sobre o Uso Didático de História e Filosofia da Ciência no Ensino de Física. In: PEDUZZI, L. O. Q.; MARTINS, A. F. P.; FERREIRA, J. M. H. (Orgs.). Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino . Natal: EDUFRN, 2012. cap.1. p. 9-40.

TEIXEIRA, E. S.; FREIRE JR, O.; EL-HANI, C. N. A influência de uma abordagem contextual sobre as concepções acerca da natureza da ciência de estudantes de física. Ciência & Educação , v. 15, n. 3, p. 529-556, 2009.

## Anexo - Artigos analisados

- A. MOREIRA, M. A.; MASSONI, N. T.; OSTERMANN, F. 'Historia e Epistemologia da física' na licenciatura em física: uma disciplina que busca mudar concepções dos alunos sobre a natureza da ciência. Revista Brasileira de Ensino de Física , v. 29, n. 1, p. 127-134, 2007.
- B . TEIXEIRA, E. S.; EL-HANI, C. N.; FREIRE JR, O. Concepções de Estudantes de Física sobre a Natureza a Ciência e sua Transformação por uma Abordagem Contextual do Ensino de Ciências. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , v. 1, n. 3, p. 111-123, 2001.
- C . PEDUZZI, L. O. Q. Física e Filosofia: Uma Aproximação através de um texto na disciplina Estrutura da Matéria. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências , v. 3, n. 2, p. 5-20, 2003.
- D . MASSONI, N. T.; MOREIRA, M. A. O Cotidiano da Sala de Aula de uma Disciplina de História e Epistemologia da Física para Futuros Professores de Física. Investigações em Ensino de Ciências , v. 12, n. 1, p.7-54, 2007.
- E . GATTI, S. R. T.; NARDI, R.; DA SILVA, D. História da ciência no ensino de física: um estudo sobre o ensino de atração gravitacional desenvolvido com futuros professores. Investigações em Ensino de Ciências , v. 15, n. 1, p. 7-59, 2010.
- F . TEIXEIRA, E. S.; DA SILVA NETO, C. P.; FREIRE JR, O.; GRECA, I. A construção de uma argumentação sobre a síntese newtoniana a partir de atividades em grupos. Investigações em Ensino de Ciências , v. 15, n. 1, p. 61-95, 2010.
- G . TEIXEIRA, E. S.; FREIRE JR, O.; EL-HANI, C. N. A influência de uma abordagem contextual sobre as concepções acerca da natureza da ciência de estudantes de física. Ciência & Educação , v. 15, n. 3, p. 529-556, 2009.
- H . PEREIRA, G. J. S. A.; MARTINS, A. F. P. A inserção de disciplinas de conteúdo histórico-filosófico no currículo dos cursos de licenciatura em física e em química da UFRN: uma análise comparativa. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 28, n. 1: p. 229-258, abr. 2011.
- I . ARTHURY, L. H. M.; PEDUZZI, L. O. Q. A cosmologia moderna à luz dos elementos da epistemologia de Lakatos: recepção de um texto para graduandos em física. Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, v. 35, n. 2, 2405 - 240514, 2013.