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A História no Ensino de Física (La Historia en la Enseñanza de Física: Su Contribución). Nelson Studart Departamento de Física Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) São Carlos, SP, Brazil.

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a hist ria no ensino de f sica la historia en la ense anza de f sica su contribuci n
A História no Ensino de Física(La Historia en la Enseñanza de Física: Su Contribución)

Nelson Studart

Departamento de Física

Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)

São Carlos, SP, Brazil

slide2

“Ensinar física apenas sob a perspectiva histórica também não me parece uma boa metodologia porque para adquirir/conhecimentos o ser humano, normalmente, não precisa descobri-los, nem passar pelo processo histórico de sua construção”.

Marco Antonio Moreira – RBEF 22 (1) 95 (2000).

No es el veneno lo que mata, si no la cantidad (la dosis)

(ejemplo: té de coca)

breve retrospectiva
Breve Retrospectiva

A investigação histórica do desenvolvimento da ciência é extremamente necessária a fim de que os princípios que guarda como tesouros não se tornem um sistema de preceitos apenas parcialmente compreendidos ou, o que é pior, um sistema de pré-conceitos. A investigação histórica não somente promove a compreensão daquilo que existe agora, mas também nos apresenta novas possibilidades

1883: E. Mach (A Ciência da Mecânica)

slide4

1950: I. Bernard Cohen (historiador)

Um [senso histórico] torna as aulas mais ricas e profundas além de mais interessantes para (...) os estudantes

1952: um marco na Educação em Física:

Gerald Holton “Introduction to Concepts and Theories in Physical Science”

Década de 1960: Do Paradigma do Livro-Texto

ao Paradigma dos Projetos

(texto, experiências, atividades, leituras adicionais)

Physical Sciences Study Committee (PSSC)

harvard physics project
Harvard Physics Project

A ciência é uma aventura de toda a raça humana para aprender a viver e talvez a amar o universo onde se encontra. Ser uma parte dele é compreender, é conhecer-se a si próprio, é começar a sentir que existe dentro do homem uma capacidade muito superior à que ele pensava ter e uma quantidade infinita de possibilidades humanas.

Proponho que a ciência seja ensinada a qualquer nível, do mais baixo ao mais alto, de um modo humanístico. Deve ser ensinada com uma compreensão histórica, com um entendimento filosófico, com um entendimento social e humano, no sentido da biografia, da natureza das pessoas que fizeram a sua construção, dos triunfos das tentativas e das atribulações.(I. I. Rabi)

os cientistas a grande aventura da descoberta cient fica

1972: Brasil

“Os Cientistas”: A Grande Aventura da Descoberta Científica

Isaías Raw e Myriam Krasilchik – FUNBEC

A obra de grandes cientistas 50 kits quinzenais, com tiragens da ordem de 100.000 exemplares

“Método da redescoberta”(necessidade de refazer a trajetória intelectual do cientista para aprender suas conclusões) não faz mais parte das certezas dos educadores que se dedicam ao ensino da ciência.

confer ncias
Conferências

História, Filosofia, Sociologia e o Ensino de Ciências Flórida (1989)

A História da Física e seu Ensino

Pávia (1983); Munique (1986); Paris (1988);

Cambridge (1990)

VII Conferência Interamericana sobre

Educação em Física

Porto Alegre (2000)

Mesa Redonda: História e filosofia da ciência na formação de professores de Física

atualidade
Atualidade

Cerca de 350 estudos acadêmicos e bastante material didático historicamente embasado. Alguns livros-texto enfatizando a história como instrumento pedagógico no ensino de ciências.

The Mechanical Universe

Olenick, Apostol, Goodstein, Cambridge U. P., N. York (1985)

Livro-texto com 52 vídeos.

Enfoquehistórico: Construção do Cálculo, Galileu, Leibniz, Newton, Joule, etc.

guerra aberta pros e contra s o uso da hist ria no ensino de f sica
Guerra Aberta: Pros e contras o uso da história no ensino de física

International Working Seminar on the “Role of the History of Physics in Physics Education”

(MIT, 13-17 July 1970).

(Phys. Teach., Dec. (1970), p. 508.

History in the Teaching of Physics

S.G. Brush and A.L. King (eds.)

(U.P. of New England, Hanover, 1972)

a favor
A favor
  • motiva e atrai os alunos
  • humaniza a matéria
  • promove uma compreensão melhor dos conceitos científicos por traçar seu desenvolvimento e aperfeiçoamento
  • há um valor intrínseco em se compreender certos episódios fundamentais na história da ciência
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a história permite uma compreensão mais profícua do método científico e apresenta os padrões de mudança na metodologia vigente

  • demonstra que a ciência é mutável e instável e que, por isso, o pensamento científico atual está sujeito a transformações que se opõem à ideologia cientificista

Matthews, 1992

contra
Contra
  • a única história possível nos cursos de ciências seria a pseudo-história

Estamos, em outras palavras, planejando selecionar, organizar e apresentar esses materiais históricos, de forma, definitivamente, não histórica, ou até talvez, anti-histórica. Isto é bastante temerário, se estamos tão preocupados com a integridade e a qualidade da história que ensinamos quanto estamos preocupados com a física.

Martin Klein (1972)

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a exposição à história da ciência enfraquecia as convicções científicas necessárias à conclusão bem sucedida da aprendizagem da ciência (baseada em Thomas Kuhn)

c uidados
Cuidados
  • distorcer a história (por transformá-la em uma mera cronologia e seqüência de nomes famosos)
  • reproduzir a versão "popular" (geralmente errada) da história
mitos e declara es d bias s culo xx
Mitos e declarações dúbias (Século XX)
  • Físicos anunciaram ao final do Século XIX: “A Física acabou...”
  • A quantização da radiação eletromagnética:
  • Planck em 1900
  • O resultado nulo da experiência de Michelson-Morley (detecção do movimento da Terra através do éter) levou Einstein a propor a teoria da relatividade restrita
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A catástrofe do ultravioleta

  • A teoria da relatividade geral de Einstein foi confirmada pelas observações de Eddington do “bending” da luz pelo Sol no eclipse de 1919
  • A experiência de Millikan sobre o efeito fotoelétrico comprovou a teoria quântica de Einstein

H. Kragh em “Quantum Generations”, (Princeton U.P., 1999)

a hist ria da f sica no curr culo escolar
A História da Física no Currículo Escolar

Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio (1999)

Reconhecer a Física enquanto construção humana, aspectos de sua história e relações com o contexto cultural, social político e econômico

slide18

Diretrizes Curriculares para os Cursos de Graduação de Física (1999)

Desenvolver uma ética de atuação profissional e a conseqüente responsabilidade social, compreendendo a ciência como conhecimento histórico, desenvolvido em diferentes contextos sócio-políticos, culturais e econômicos.

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Exame Nacional de Cursos (Provão) - 2001

Conteúdo específico: História e evolução das idéias da física: cosmologia antiga; a física de Aristóteles; a física medieval; as origens da mecânica e o mecanicismo; evolução do conceito de calor e da termodinâmica no período pré-industrial; a teoria eletromagnética de Maxwell e o conceito de campo; os impasses da mecânica clássica; radioatividade e as origens da física contemporânea; as teorias da relatividade e quântica e suas implicações na física da matéria condensada, física atômica, física nuclear, e na tecnologia;

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Programa norte-americano Science 2061

Inovações no ensino das ciências, tendo como meta a "alfabetização científica dos cidadãos norte-americanos até 2061".

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Diretrizes do Conselho Nacional de Currículo (Grã-Bretanha) – (1988):

  • distinguir entre asserções e argumentos pautados em dados e provas científicas e os que não o são;
  • considerar o modo pelo qual o desenvolvimento de uma determinada teoria ou pensamento científico se relaciona ao seu contexto moral, espiritual, cultural e histórico;
  • estudar exemplos de controvérsias científicas e de mudanças no pensamento científico.
a hist ria da ci ncia e a psicologia da aprendizagem
A história da Ciência e a psicologia da aprendizagem

A hipótese fundamental da epistemologia genética é de que existe um paralelismo entre o progresso alcançado na organização lógica e racional do conhecimento (história da ciência) e os processos psicológicos formativos correspondentes

Piaget (1970) – Epistemologia Genética

uma experi ncia did tica o ensino da f sica moderna com abordagem hist rica 1982 85
Uma experiência didática: O ensino da Física Moderna com abordagem histórica (1982-85)
  • A Teoria da Relatividade Restrita(Einstein – 1905)
  • “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento”
  • O quantum de Planck (1900)
  • “Sobre um aperfeiçoamento da equação de Wien
  • para o espectro”
  • “Sobre a lei de distribuição de energia no espectro
  • normal”
slide24

O quantum de Einstein (1905)

  • “Acerca do ponto de vista heurístico sobre a
  • criação e transformação da luz”
  • O modelo nuclear do átomo (1911)
  • Rutherford: “O espalhamento de partículas a e b
  • pela matéria e a estrutura do átomo”
  • Teoria atômica de Bohr (1913)
  • “Sobre a constituição de átomos e moléculas”
  • A velha teoria quântica
  • Livro do S.I. Tomonaga “Quantum Mechanics”,
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A teoria atômica e o espectro do corpo negro

  • Trabalho de Einstein sobre a emissão e absorção
  • de radiação eletromagnética por átomos
  • O nascimento da mecânica ondulatória
  • O trabalho de L. De Broglie e as quatro
  • comunicações de Schrödinger
  • A mecânica matricial
  • Trabalho de Heisenberg conforme abordado no
  • Tomonaga

Avaliação: ????????

estudos de caso
Estudos de Caso

“...There are honorable ways of using the history of science [to teach physics]. One of these it to say: ‘This is not history of science, but it is a lesson which I have learned by my study of history of science’”.

Gerald Holton

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Introduzir o tema em “Práticas de Ensino” na

  • formação inicial
  • Trabalhar o tema na formação continuada do
  • professor
  • Aprimorar o conteúdo na disciplina “História da
  • Física” do currículo da graduação;
  • Promover ciclo de estudos sobre História e
  • Filosofia da Física para docentes nos
  • departamentos profissionais.
refer ncias
Referências
  • S. G. Brush, “The Role of History in the Teaching of Physics”, Phys. Teach. 7, 271 (1969).
  • S.G. Brush and A.L. King (eds.) “History in the Teaching of Physics”, (U.P. of New England, Hanover, 1972)
  • R. A. Uritam, “Medieval Science, the Copernican Revolution, and Physics Teaching, Am. J. Phys. 42, 809 (1974).
  • S. G. Brush, “Should the History of Science be Rated X?, Science 183, 1164, (1974).
  • Michael R. Mattews, História e Ensino de Ciências: A tendência atual da Reaproximação em Science & Education 1 (1), 11 (1992). Versão em português em Cadernos Catarinense de Ensino de Física 12 (3), 164 (1995).
  • M. R. Matthews, “Science Teaching - the Role of History and Philosophy of Science” (New York: Routledge, 1994).