A inferência à melhor explicação como heurística para o ensino de história da ciência na formação de professores de física

Abstract

Esta tese busca desenvolver e implementar uma estrutura narrativa para abordar episódios da história da Ciência na formação de professores de Física. Suas bases teóricas são a Inferência à Melhor Explicação (IME) e a “visão consensual” sobre aspectos da Natureza da Ciência (NdC). O texto começa com uma revisão de discussões da literatura em ensino de Ciências a cerca do uso de História, Filosofia e Sociologia da Ciência (HFSC), com ênfase no contexto atual das pesquisas, formas de abordar NdC defendidas pela literatura, discussões sobre o uso da história da Ciência para abordar aspectos da NdC, dificuldades encontradas por professores da educação básica ao utilizar HFSC em suas aulas e algumas reflexões sobre o uso de HFSC e NdC na formação de professores. Em seguida, é apresentada uma breve introdução às características principais da IME, enquanto discussão da filosofia da Ciência. Na sequência, o estudo I indica pontos de aproximação entre as discussões da IME e os aspectos consensuais do uso de NdC no ensino de Ciências, chegando à esquematização que propomos para estruturar a abordagem de episódios históricos. O aporte teórico da IME nos orienta a focar nos critérios epistêmicos utilizados para a escolha de uma explicação em detrimento de suas concorrentes, problematizando as crenças nas quais esses critérios se baseiam. No estudo II esta perspectiva é aplicada a dois episódios históricos: o efeito fotoelétrico e a quantização de Planck. No primeiro deles a quase-história tipicamente utilizada na apresentação desse episódio é problematizada. No segundo episódio, optou-se por abordar a discordância entre duas representações históricas sobre um mesmo episódio histórico. Por fim, no Estudo III, foram analisadas aulas produzidas por três estudantes de licenciatura em Física, instruídos a abordar episódios históricos segundo esta perspectiva. Este estudo permitiu identificar dificuldades associadas à implementação dessa proposta, principalmente no caso de usuários com pouca experiência com discussões da história, filosofia e sociologia da ciência. As principais dificuldades encontradas foram: dominar as teorias científicas do período histórico específico; abordar, em profundidade, os confrontos explicativos; e identificar discussões epistemicamente relevantes.

This thesis aims to develop and implement a narrative structure to approach episodes from history of science in the training of physics teachers. Its theoretical foundations are the Inference to the Best Explanation (IBE) and the “consensual view” on Nature of Science (NoS). The text begins with a review of discussions from science education literature about the use of History, Philosophy and Sociology of Science (HPSS), emphasizing the current context of research, ways of approaching NoS advocated by the literature, discussions about using the history of Science to address aspects of NoS, difficulties faced by high school teachers using HPSS in their classes, and some reflections on the use of HPSS and NoS in teacher’s training. Then, it is presented a brief introduction about the main characteristics of the IBE, as a discussion in philosophy of Science. Subsequently, study I indicates an approximation between the discussions of IBE and the consensual view of NoS, culminating in the structure we propose to approach historical episodes. The theoretical contribution of IBE guides us to focus on the epistemic criteria used to choose an explanation at the expense of its competitors, questioning the beliefs on which these criteria are based. In study II this perspective is applied to two historical episodes: the photoelectric effect, and Planck's quantization. In the first one, the quasi-story typically used to present this episode is problematized. In the second episode, it was addressed the disagreement between two historical representations about the same historical episode. Finally, in Study III, we analyze threes lectures produced by undergraduate physics students, guided to approach historical episodes from this perspective. This study allowed us to identify difficulties associated with the implementation of the proposal, especially in the case of students with little experience with discussions of the history, philosophy and sociology of science. The main difficulties encountered are: mastering the scientific theories of a specific historical period; addressing indepth explanatory confrontations; and identifying epistemically relevant discussions.