Princípios nas ciências empíricas e o seu tratamento em livros didáticos

Principles in the empirical sciences and their treatment in textbooks

José Francisco Custódio Maurício Pietrocola Sobre os autores

Resumos

Neste artigo, analisamos o papel desempenhado pelos princípios na produção e no ensino de conteúdos científicos. Nós constatamos que nas ciências empíricas princípios são guias heurísticos genéricos na produção científica. E exercendo essa função, um princípio é capaz de limitar consideravelmente as possíveis arbitrariedades dentro de um sistema teórico. No ensino, focalizamos o tratamento do princípio de conservação de energia em livros didáticos de física. Nós concluímos que existe uma frágil relação entre teorias/modelos e objetos/eventos nos livros didáticos; disso decorre que o tratamento dos princípios assume apenas o papel de técnica adicional para a resolução de problemas fechados, um estatuto epistemológico reduzido e diferente daquele das ciências empíricas. Nós sugerimos que tratar os princípios nos livros didáticos aproximando-os de sua função teórica exige incentivar a atividade de criação dos estudantes na construção de significados balizada na validade dos princípios. Isto se daria por meio da apresentação de situações físicas não modelizadas, não idealizadas e abstraídas. Assim, a riqueza heurística do princípio estaria sendo explorada, e não somente aspectos operacionais.

princípios; guias heurísticos; princípio de conservação de energia; modelos


In this article, we analyse the role performed by the principles in teaching scientific content. We observed that principles in the empirical sciences are generic heuristic guides in scientific production and by exercising this function, a principle is able to limit the feasible arbitrarinesses inside a theoretical system. In teaching, we have focused on the treatment of energy conservation principles in physics textbooks. We concluded that there is a fragile relationship between theory/model and objects/events in textbooks: consequently the treatment of principles only assumes a role as an additional technique to solve given problems. We suggested the enhanced treatment of principles in textbooks by bringing them closer to the theoretical function, so demanding, and motivating the students' creativity in constructing inferences limited by the validity of principles. That could happen through the presentation of non-modeled physical situations, neither idealized nor abstracted. Thus, heuristic wealth would be sought and not only the operational aspects.

principles; heuristic guides; conservation of energy principle; models


ARTIGOS

Princípios nas ciências empíricas e o seu tratamento em livros didáticos

Principles in the empirical sciences and their treatment in textbooks

José Francisco CustódioI; Maurício PietrocolaII

IDoutorando do Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil. Bolsista da Fundação Capes. (e-mail: jfcustodio@hotmail.com)

IIProfessor Assistente Doutor, Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil. (e-mail: mpietro@usp.br)

RESUMO

Neste artigo, analisamos o papel desempenhado pelos princípios na produção e no ensino de conteúdos científicos. Nós constatamos que nas ciências empíricas princípios são guias heurísticos genéricos na produção científica. E exercendo essa função, um princípio é capaz de limitar consideravelmente as possíveis arbitrariedades dentro de um sistema teórico. No ensino, focalizamos o tratamento do princípio de conservação de energia em livros didáticos de física. Nós concluímos que existe uma frágil relação entre teorias/modelos e objetos/eventos nos livros didáticos; disso decorre que o tratamento dos princípios assume apenas o papel de técnica adicional para a resolução de problemas fechados, um estatuto epistemológico reduzido e diferente daquele das ciências empíricas. Nós sugerimos que tratar os princípios nos livros didáticos aproximando-os de sua função teórica exige incentivar a atividade de criação dos estudantes na construção de significados balizada na validade dos princípios. Isto se daria por meio da apresentação de situações físicas não modelizadas, não idealizadas e abstraídas. Assim, a riqueza heurística do princípio estaria sendo explorada, e não somente aspectos operacionais.

Unitermos: princípios, guias heurísticos, princípio de conservação de energia, modelos.

ABSTRACT

In this article, we analyse the role performed by the principles in teaching scientific content. We observed that principles in the empirical sciences are generic heuristic guides in scientific production and by exercising this function, a principle is able to limit the feasible arbitrarinesses inside a theoretical system. In teaching, we have focused on the treatment of energy conservation principles in physics textbooks. We concluded that there is a fragile relationship between theory/model and objects/events in textbooks: consequently the treatment of principles only assumes a role as an additional technique to solve given problems. We suggested the enhanced treatment of principles in textbooks by bringing them closer to the theoretical function, so demanding, and motivating the students' creativity in constructing inferences limited by the validity of principles. That could happen through the presentation of non-modeled physical situations, neither idealized nor abstracted. Thus, heuristic wealth would be sought and not only the operational aspects.

Keywords: principles, heuristic guides, conservation of energy principle, models

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Referências

ASTOLFI, J. P. Los obstáculos para el aprendizaje de conceptos em ciencias: la forma de franquearlos didácticamente. In: PALACIO, C.; ANSOLEAGA, D.; AJO, A. (Org.). Diez años de investigación e innovación en enseñanza de las ciencias, Madrid: CIDE, 1993.

BACHELARD, G. La fhilosophie du non. Paris: Presses Universitaries de France, 1988.

BÉCU-ROBINAULT, K. & TIBERGHIEN, A: Integrating experiments into the teaching of energy. International Journal of Science Education, London, v. 20, n. 1, p. 99-114, 1998.

BORGES, A. T. & GILBERT, J. K. Models of magnetism. International Journal of Science Education, London, v. 20, n. 3, p. 361-378, 1998.

BONJORNO, R. F. S. A. et al. Física. São Paulo: FTD, 1992.

BRASIL. Ministério da Educação e Cultura. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros curriculares nacionais: ensino médio. Brasília: MEC/SEMT, 1999.

BUCKLEY, B. C. & BOULTER, C. Investigating the role of representations and expressed models in building mental models. In: GILBERT, J. K.; BOULTER, C. J. (Ed.). Developing models in science education. Dordrecht: Kluwer, 2000.

BUNGE, M. Teoria e realidade. São Paulo: Perspectiva, 1974.

CHEVALLARD, I. La trasposition didactique: du savoir savant au savoir enseigné. Grenoble: La Pensée Sauvage, 1985.

CHIQUETO, M.; VALENTIM, B.; PAGLIARI, E. Aprendendo física: mecânica. São Paulo: Scipione, 1996.

CUPANI, A & PIETROCOLA, M. A relevância da epistemologia de Mario Bunge para o ensino de ciências. Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v. 19, n. 1, p. 97-122, 2002.

CUSTÓDIO, J. F. & PIETROCOLA, M. Princípios de conservação e construção de modelos por estudantes de ensino médio. In: ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA, 8, 2002, Águas de Lindóia. Atas... Águas de Lindóia: SBF, 2002. CD-ROM.

DUIT, R. Understanding energy as a conserved quantity. European Journal of Science Education, London, v. 3, p. 291-301, 1981.

EINSTEIN, A. Out of my laters years. New York: Philos. Library, 1950.

________. Como vejo o mundo. São Paulo: Círculo do Livro, 1998.

FOUREZ, G. Alfabetización científica y tecnológica: acerca de las finalidades de la enseñanza de las ciencias. Buenos Aires: Ediciones Colihue, 1997.

FREIRE-MAIA, N. A ciência por dentro. Petrópolis: Vozes, 1991.

GASPAR, A. Física: mecânica. São Paulo: Ática, 2000.

GIERE, R. N. Explaining science: a cognitive approach. Chicago: The University of Chicago Press, 1988.

GILBERT, J. K. & BOULTER C. J. Aprendendo ciências através de modelos e modelagem. In: COLINVAUX, D. (Ed.). Modelos e educação em ciências. Rio de Janeiro: Ravil, 1998. p. 12-34.

______. Developing models in science education. Dordrecht: Kluwer, 2000.

GILBERT, J. K.; BOULTER, C. J.; RUTHERFORD, M. Models in explanations, part 1: horses of courses? International Journal of Science Education, London, v. 20, n. 1, p. 83-97, 1998.

GIL-PÉREZ, D. Differences entre “models spontanes”, modeles enseignes et modeles scientifiques: quelques inplicatios didactiques. In: JIES, 9, Actes... Chamonix, 1987.

GRANGER, G. G. Principes scientifiques, principes philosophiques. Principia, Florianópolis, v. 3, n. 1, p. 87-99, 1999.

GRECA, I. & MOREIRA, M. A. The kinds of mental representations models, propositions and images used by college physics students regarding the concept of field. International Journal of Science Education, London, v. 19, n. 6, p. 711- 724, 1997.

KOYRÉ, A. Estudos de História do Pensamento Filosófico. Rio de Janeiro: Forense, 1991.

KRAPAS, S. et al. Modelos: uma análise de sentidos na literatura de pesquisa em ensino de ciências. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 2, n. 3, p. 185-205, 1997.

KUHN, T. S. A estrutura das revoluções científicas. São Paulo: Perspectiva, 1987.

MÁXIMO, A. & ALVARENGA, B. Curso de física. São Paulo: Scipione, 2000.

NERSESSIAN, N. Should physicist preach what they practice? Constructive modeling in doing and learning physics. Science & Education, New York, v. 4, n. 3, p. 203-226, 1995.

PARANÁ, D. N. S. Física: mecânica. São Paulo: Ática, 1998.

PATY, M. A ciência e as idas e voltas do senso comum. Scientiae Studia, São Paulo, v. 1, n.1, p. 9-26, 2003.

______. Einstein philosophe: la physique comme pratique philosophique. Paris: Presses Universitaires de France, 1993.

______. A matéria roubada: a apropriação crítica do objeto da física contemporânea. São Paulo: Edusp, 1995.

PIETROCOLA, M. Construção e realidade: o papel do conhecimento físico no entendimento do mundo. In: PIETROCOLA, M. (Org). Ensino de física: conteúdo, metodologia e epistemologia numa abordagem integradora. Florianópolis: UFSC, 2001. p. 9-32.

PIETROCOLA, M. & ZYLBERSZTAJN, A. The use of the principle of relativity in the interpretation of phenomena by undergraduate physics students. International Journal of Science Education, London, v. 21, n. 3, p. 261-276, 1999.

RUTHERFORD, M. Explanations of colour. In: INTERNATIONAL HISTORY, PHILOSOPHY AND SCIENCE TEACHING CONFERENCE, 3., 1995, Minneapolis. Proceedings... Minneapolis: University of Minnesota, 1995. v. 2, p. 979-986.

POINCARÉ, H. A ciência e a hipótese. Brasília: Editora da Universidade de Brasília, 1984.

______. O valor da ciência. Rio de Janeiro: Contraponto, 1995.

POPPER, K. Conjecturas e refutações. Brasília: Editora da Universidade de Brasília, 1982.

TIBERGHIEN, A. Modeling as a basis for analyzing teaching-learning situations. Learning and Instruction, Oxford, v. 4, n. 1, p. 71-87, 1994.

TRUMPER, R. Being constructive: an alternative approach to the teaching of energy - part two. International Journal of Science Education, London, v. 13, n. 1, p. 1-10, 1991.

VAN DRIEL, J. H. & VERLOOP, N. Experienced teachers' knowledge of teaching and learning of models and modeling in science education. International Journal of Science, London, v. 24, n. 12, p. 1255-1272, 2002.

  • ASTOLFI, J. P. Los obstáculos para el aprendizaje de conceptos em ciencias: la forma de franquearlos didácticamente. In: PALACIO, C.; ANSOLEAGA, D.; AJO, A. (Org.). Diez ańos de investigación e innovación en enseńanza de las ciencias, Madrid: CIDE, 1993.
  • BACHELARD, G. La fhilosophie du non. Paris: Presses Universitaries de France, 1988.
  • BÉCU-ROBINAULT, K. & TIBERGHIEN, A: Integrating experiments into the teaching of energy. International Journal of Science Education, London, v. 20, n. 1, p. 99-114, 1998.
  • BORGES, A. T. & GILBERT, J. K. Models of magnetism. International Journal of Science Education, London, v. 20, n. 3, p. 361-378, 1998.
  • BONJORNO, R. F. S. A. et al Física. Săo Paulo: FTD, 1992.
  • BRASIL. Ministério da Educação e Cultura. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros curriculares nacionais: ensino médio. Brasília: MEC/SEMT, 1999.
  • BUCKLEY, B. C. & BOULTER, C. Investigating the role of representations and expressed models in building mental models. In: GILBERT, J. K.; BOULTER, C. J. (Ed.). Developing models in science education. Dordrecht: Kluwer, 2000.
  • BUNGE, M. Teoria e realidade. Săo Paulo: Perspectiva, 1974.
  • CHEVALLARD, I. La trasposition didactique: du savoir savant au savoir enseigné. Grenoble: La Pensée Sauvage, 1985.
  • CHIQUETO, M.; VALENTIM, B.; PAGLIARI, E. Aprendendo física: mecânica. Săo Paulo: Scipione, 1996.
  • CUPANI, A & PIETROCOLA, M. A relevância da epistemologia de Mario Bunge para o ensino de cięncias. Caderno Catarinense de Ensino de Física, Florianópolis, v. 19, n. 1, p. 97-122, 2002.
  • CUSTÓDIO, J. F. & PIETROCOLA, M. Princípios de conservaçăo e construçăo de modelos por estudantes de ensino médio. In: ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA, 8, 2002, Águas de Lindóia. Atas... Águas de Lindóia: SBF, 2002. CD-ROM.
  • DUIT, R. Understanding energy as a conserved quantity. European Journal of Science Education, London, v. 3, p. 291-301, 1981.
  • EINSTEIN, A. Out of my laters years. New York: Philos. Library, 1950.
  • ________. Como vejo o mundo. Săo Paulo: Círculo do Livro, 1998.
  • FOUREZ, G. Alfabetización científica y tecnológica: acerca de las finalidades de la enseńanza de las ciencias. Buenos Aires: Ediciones Colihue, 1997.
  • FREIRE-MAIA, N. A cięncia por dentro. Petrópolis: Vozes, 1991.
  • GASPAR, A. Física: mecânica. Săo Paulo: Ática, 2000.
  • GIERE, R. N. Explaining science: a cognitive approach. Chicago: The University of Chicago Press, 1988.
  • GILBERT, J. K. & BOULTER C. J. Aprendendo cięncias através de modelos e modelagem. In: COLINVAUX, D. (Ed.). Modelos e educaçăo em cięncias. Rio de Janeiro: Ravil, 1998. p. 12-34.
  • ______. Developing models in science education. Dordrecht: Kluwer, 2000.
  • GILBERT, J. K.; BOULTER, C. J.; RUTHERFORD, M. Models in explanations, part 1: horses of courses? International Journal of Science Education, London, v. 20, n. 1, p. 83-97, 1998.
  • GIL-PÉREZ, D. Differences entre models spontanes, modeles enseignes et modeles scientifiques: quelques inplicatios didactiques. In: JIES, 9, Actes... Chamonix, 1987.
  • GRANGER, G. G. Principes scientifiques, principes philosophiques. Principia, Florianópolis, v. 3, n. 1, p. 87-99, 1999.
  • GRECA, I. & MOREIRA, M. A. The kinds of mental representations models, propositions and images used by college physics students regarding the concept of field. International Journal of Science Education, London, v. 19, n. 6, p. 711- 724, 1997.
  • KOYRÉ, A. Estudos de História do Pensamento Filosófico. Rio de Janeiro: Forense, 1991.
  • KRAPAS, S. et al Modelos: uma análise de sentidos na literatura de pesquisa em ensino de cięncias. Investigaçőes em Ensino de Cięncias, Porto Alegre, v. 2, n. 3, p. 185-205, 1997.
  • KUHN, T. S. A estrutura das revoluçőes científicas. Săo Paulo: Perspectiva, 1987.
  • MÁXIMO, A. & ALVARENGA, B. Curso de física. Săo Paulo: Scipione, 2000.
  • NERSESSIAN, N. Should physicist preach what they practice? Constructive modeling in doing and learning physics. Science & Education, New York, v. 4, n. 3, p. 203-226, 1995.
  • PARANÁ, D. N. S. Física: mecânica. Săo Paulo: Ática, 1998.
  • PATY, M. A cięncia e as idas e voltas do senso comum. Scientiae Studia, Săo Paulo, v. 1, n.1, p. 9-26, 2003.
  • ______. Einstein philosophe: la physique comme pratique philosophique. Paris: Presses Universitaires de France, 1993.
  • ______. A matéria roubada: a apropriaçăo crítica do objeto da física contemporânea. Săo Paulo: Edusp, 1995.
  • PIETROCOLA, M. Construçăo e realidade: o papel do conhecimento físico no entendimento do mundo. In: PIETROCOLA, M. (Org). Ensino de física: conteúdo, metodologia e epistemologia numa abordagem integradora. Florianópolis: UFSC, 2001. p. 9-32.
  • PIETROCOLA, M. & ZYLBERSZTAJN, A. The use of the principle of relativity in the interpretation of phenomena by undergraduate physics students. International Journal of Science Education, London, v. 21, n. 3, p. 261-276, 1999.
  • RUTHERFORD, M. Explanations of colour. In: INTERNATIONAL HISTORY, PHILOSOPHY AND SCIENCE TEACHING CONFERENCE, 3., 1995, Minneapolis. Proceedings... Minneapolis: University of Minnesota, 1995. v. 2, p. 979-986.
  • POINCARÉ, H. A cięncia e a hipótese. Brasília: Editora da Universidade de Brasília, 1984.
  • ______. O valor da cięncia. Rio de Janeiro: Contraponto, 1995.
  • POPPER, K. Conjecturas e refutaçőes. Brasília: Editora da Universidade de Brasília, 1982.
  • TIBERGHIEN, A. Modeling as a basis for analyzing teaching-learning situations. Learning and Instruction, Oxford, v. 4, n. 1, p. 71-87, 1994.
  • TRUMPER, R. Being constructive: an alternative approach to the teaching of energy - part two. International Journal of Science Education, London, v. 13, n. 1, p. 1-10, 1991.
  • VAN DRIEL, J. H. & VERLOOP, N. Experienced teachers' knowledge of teaching and learning of models and modeling in science education. International Journal of Science, London, v. 24, n. 12, p. 1255-1272, 2002.

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    11 Ago 2009
  • Data do Fascículo
    Dez 2004
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