O centenário debate sobre a interpretação e os fundamentos da Física Quântica

Apresentamos reflexões sobre a história da mecânica quântica, em especial do debate sobre os fundamentos e interpretações desta teoria científica. Tais reflexões podem ser de utilidade no contexto dos preparativos para o projeto sobre o centenário da mecânica quântica, em 2025. Considerando-se a controvérsia sobre os fundamentos desta teoria como uma controvérsia também quase centenária, examinamos três aspectos: a atitude dos físicos face à pesquisa em fundamentos da teoria quântica, a atitude dos filósofos da ciência face à controvérsia e o papel dos experimentos na elucidação desta controvérsia. As lições que extraímos desta análise podem ser de utilidade no ensino da teoria quântica, particularmente nas primeiras etapas do contato dos estudantes com esta teoria científica.

Epistemologia dos experimentos mentais, argumentação e explicações científicas no ensino de Física e de Ciências

Este trabalho tem como objetivo discutir a Epistemologia dos Experimentos Mentais (EM), a sua importância na História da Ciência e relevância metodológica para a aprendizagem de conceitos no Ensino de Física. Pretende-se defender que EM podem ser utilizados como argumentos na educação científica, no sentido de serem explicativos e informativos, possibilitando ao aluno uma melhor compreensão de conceitos científicos. Existem autores muito importantes na discussão sobre os usos do argumento e da argumentação no ensino, que desenvolveram trabalhos analisando a natureza e relevância dos EM na ciência, bem como outros debates e discussões da Epistemologia e da Filosofia da Ciência que trataram da noção clássica de explicação científica e da natureza do conhecimento científico. Também será discutida a utilização não apenas dos argumentos dedutivos na História da Ciência via EM, como na análise crítica da clássica demonstração da queda dos corpos de Galileu, por exemplo, dentre outros casos na História da Ciência, mas também outros exemplos históricos, onde argumentos indutivos-abdutivos como inferências a melhor explicação (IME) podem ser um interessante recurso heurístico para fornecer explicações científicas. O que se pretende minimamente mostrar, ao final, é que a utilização dos EM como argumentos na educação científica, através do recurso didático da argumentação, sejam eles indutivos como a IME ou dedutivos, pode trazer contribuições significativas para a aprendizagem em ciências, através de uma análise crítica dos mesmos por parte dos alunos, procurando com isso fomentar nos estudantes pensamento crítico e entendimento, em que estes possam oferecer explicações racionais para os fenômenos científicos.

Charges e a história cultural da ciência: o eclipse e a deflexão da luz

Este artigo teve como objetivo analisar os aspectos históricos e textuais de charges que possuem relações com as tentativas de observação de eclipses referentes à deflexão da luz, realizadas no Brasil em 1912 e 1919, por meio da História Cultural da Ciência articulada com a noção de textualização. Assim, procuramos não analisar separadamente o texto (charge) dos conhecimentos e práticas relacionados aos episódios históricos. As charges analisadas foram publicadas em O Malho, uma revista ilustrada de grande circulação e repercussão na década de 1910. A seleção das charges se deu a partir de buscas na Biblioteca Nacional Digital. A análise das charges evidenciou processos de representação de uma prática científica comumente invisibilizada, a tentativa de observação do eclipse total do Sol em 1912; favoreceu a visibilidade de ações produzidas por outros atores, como Henrique Morize e Charles Dillon Perrine; destacou práticas científicas como as interações entre Perrine e Eddington; a busca por financiamento e atrasos na liberação de recursos e fatores que foram determinantes para a escolha dos pontos de observação, como a proximidade destes às ferrovias. Os elementos apresentados sinalizam potencialidades da utilização de charges no ensino de Física, numa perspectiva da História Cultural da Ciência articulada à textualização, onde a charge é a divulgação e elemento cultural constitutivo de uma prática científica. A análise sinaliza a relação entre texto/linguagem, suas práticas social, cultural e política de produção, com a dimensão conceitual, coletiva, histórica e epistemológica da produção da ciência.

Considerações metodológicas sobre o uso de fontes primárias no ensino de Física

Há mais de cem anos ensinamos e aprendemos física por meio de livros didáticos. Para membros externos a essa comunidade, pode parecer estranho termos que aprender sobre "leis de Newton”, "equações de Maxwell” ou “teorema de Noether", sem consultarmos as obras escritas por esses autores. Neste trabalho apresento dois episódios que ilustram o uso de fontes originais no ensino de mecânica e termodinâmica. O objetivo dos episódios é tentar extrair aspectos metodológicos gerais que conduzam a um uso produtivo de fontes primárias no ensino de física.

O Fenômeno Cultural do Misticismo Quântico: possibilidades e perspectivas de investigação

O fenômeno cultural do misticismo quântico tem provocado reações diversas entre físicos, educadores e pesquisadores da área de Ensino de Física, pela grande popularização que o termo “quântico” adquiriu nas últimas décadas, em âmbitos que transcendem a área da física. Trata-se de um fenômeno complexo e multifacetado, que toca em questões como a natureza da ciência, as fronteiras entre o conhecimento científico e o não científico, questões de fundamentos da Física Quântica e suas implicações para a ciência e para a Educação Científica (EC). O objetivo do presente trabalho é apresentar um panorama dos principais temas relacionados a esse fenômeno, que têm sido explorados nos últimos anos, a fim de identificar novas possibilidades de pesquisa. Para isso, os temas serão apresentados a partir das perspectivas histórica, filosófica, social e educacional. Conclui-se que ainda existem muitas possibilidades de análise desse fenômeno, nas áreas de história, filosofia e sociologia da ciência e na compreensão e na busca de soluções para os seus impactos na ciência e na EC. Espera-se que este trabalho possa contribuir para fornecer um panorama geral dos problemas em aberto, que seja um ponto de partida para novas investigações e que inspire outros pesquisadores a explorarem o tema.

Para quê história da ciência no ensino? Algumas direções a partir de uma perspectiva sociopolítica

A partir da consolidação do campo de História, Filosofia e Sociologia na Educação em Ciências, é possível notar a solidificação dos argumentos que se utilizam comumente para defender a utilização de abordagens históricas na Educação em Ciências. Considerando as mudanças pelas quais passou o mundo desde os primórdios do campo e o momento crítico que vivemos hoje, este ensaio teórico direciona-se a investigar outras perspectivas e argumentos podem ser construídos hoje para as abordagens históricas na Educação Científica. Para isso, inicialmente retomo os argumentos mais comuns para defender o uso de abordagens históricas na Educação Científica, analisando-os à luz de alguns avanços do campo. Apresento o emergente turno sociopolítico na Educação Científica, apreciando possibilidades de expansão dos argumentos analisados inicialmente, em diálogo com autores do turno sociopolítico da Educação Científica. Por fim, são apresentados cinco argumentos abrangentes sobre por que abordar a história da ciência na Educação Científica.

Novas perspectivas historiográficas para história de ciências no ensino: discutindo possibilidades para uma educação em ciências mais política

Pesquisas no campo da educação em ciências indicam que abordagens históricas em sala de aula são promissoras para um ensino sobre a ciência. Apesar da abrangência dessas pesquisas, o fato delas estarem situadas na fronteira entre a educação em ciências e a História da Ciência faz com que as problemáticas tensionadas por esses dois campos tragam novas considerações, ampliando os olhares e as perspectivas para as abordagens históricas. Nesse artigo, que se constitui num ensaio, pressupondo que justiça social é uma perspectiva importante para a educação em ciências, discutiremos possibilidades para o ensino sobre ciência trazidas por novas perspectivas historiográficas para a História da Ciência. Para tal, apresentaremos brevemente caminhos seguidos pela História da Ciência que levaram a perspectivas historiográficas atuais e a que questões elas se dedicam. Concluímos o ensaio argumentando como esse caminhar aponta possibilidades de discussões em aulas de ciências sobre as relações de poder no processo de formação da ciência e para o caráter dinâmico dessas relações.

O ensino de História e Filosofia da Termodinâmica como meio para o pensamento complexo

Esse trabalho apresenta tópicos de natureza das ciências e da história e filosofia da Termodinâmica que consideramos úteis ao ensino, tanto para a educação básica quanto para a formação de professores. Para a apresentação dos tópicos, tomamos como categoria de análise afirmações de Natureza das Ciências (NdC). Nossa concepção de ensino prioriza a transdisciplinaridade e a abordagem de temas afeitos a demandas contemporâneas, como a mudança climática, por exemplo, visando os objetivos expressos pela Alfabetização Científica (AC). O maior desses objetivos sendo a capacitação para tomada de decisões cientificamente informadas para melhor participação cidadã. Justificamos a utilização de temas de NdC pela possibilidade que oferecem de pensar ações pedagógicas alinhadas a concepções contemporâneas em filosofia das ciências, bem como com a historiografia das ciências. A presente pesquisa se insere na necessidade de forçar – procurando romper – pontos frágeis de velhos paradigmas que ainda permeiam e, silenciosamente, conduzem nossa visão de mundo. E que, muitas vezes, negam o benefício de uma atitude crítica e integrativa, informada sobre os meandros e a complexidade da ação humana no mundo, sobretudo a científica. A pesquisa conta com o aporte epistemológico de Ludwik Fleck e busca relações entre a teoria Termodinâmica e o pensamento complexo de Edgar Morin. Tais aproximações podem ser frutíferas aos objetivos da AC, tendo em vista as emergências planetárias que pedem posturas propositivas frente à incerteza do futuro.

O uso da argumentação na acepção de Stephen Toulmin articulado à abordagem histórico-epistemológica com enfoque no aluno: um caminho possível para construção da aprendizagem em relatividade

Apresentamos uma proposta de investigação e intervenções no campo temático da História, Filosofia e Sociologia da Ciência articulada a um tema de Física Moderna e Contemporânea (FMC) tendo como público alvo estudantes da Escola Básica e seus professores em atividade, que será desenvolvida no curso de doutorado de um Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física. São dois os objetivos principais da proposta: contribuir para uma educação científica que valorize e integre aspectos da História e Filosofia da Ciência (HFC) no processo de ensino-aprendizagem de conceitos e princípios de Relatividade, buscando problematizar visões ingênuas sobre a natureza da ciência; e construir uma sinergia entre Universidade e escola, focalizando a escuta e a compreensão da identidade do estudante enquanto sujeito da escolarização, a discussão, a divulgação e os usos da argumentação científica, na acepção de Stephen Toulmin (1922-2009).

Reconstruindo alguns modelos sobre luz e visão da história da ciência

Ao longo da história se há tecido concepções sobre a luz e a visão que se evidenciam em campos tão diversos como a física, a teologia, a psicologia, a biologia, entre outros. Isto têm implicado no desenvolvimento de tecnologias com diversas aplicações, ao mesmo tempo, em que alcançam novos entendimentos e outros fenômenos surgiram. O objetivo fundamental deste artigo é fazer um tour por alguns modelos de luz e visão que foram coletados da história da óptica, dando atenção especial a refração. Da mesma forma, traz uma breve discussão sobre a tecnologia e suas relações com a ciência por meio da análise do papel da câmera escura como análogo ao olho, expandindo a compreensão do mecanismo da visão e mostrando uma gama de aplicações provenientes de campos tão diversos como a pintura. Conclui-se que a história da óptica é extensa e repleta de detalhes que nos mostram como a ciência se desenvolve através de controvérsias, da comunicação entre cientistas e da necessidade de explicar, prever e criar fenômenos. Longe de pretender ser exaustivo na apresentação dos modelos, o que se evidencia é a demarcação dos fenômenos e a estabilização dos fatos que dão origem a um modelo teórico. Por fim, são sugeridas algumas contribuições para os professores a partir de uma perspectiva da natureza da ciência e da tecnologia que podem ser consideradas em sala de aula.