The nature of science through historical episodes: the case of the popularization of Newtonian optics

Apesar das dificuldades em abordar a natureza da ciência em sala de aula, há um entendimento geral da necessidade de incorporar nos currículos noções sobre como ocorre a construção do conhecimento científico. Conhecer a história do desenvolvimento e do processo de aceitação de teorias científicas pode ajudar os professores a incluir discussões sobre a natureza da ciência no ensino de ciências. Este trabalho apresenta uma análise da aceitação e propagação das teorias sobre luz e cores de Newton ao longo do século XVIII. Apontaremos para alguns aspectos da natureza da ciência que podem ser evidenciados pelo estudo desse episódio histórico.Despite the difficulty of precisely describing the nature of science, there is a widespread agreement concerning the necessity of incorporating into curricula some notions about how the scientific activity works. Studying the history of conceptual development and the process of acceptance of scientific ideas by the scientific community may help teachers to incorporate notions of nature of science in their classes. The present paper analyses the development and acceptance process of Newtonian optics during the eighteenth century in Europe, and emphasizes some aspects of nature of science that can be learned by the study of this historical episode

A abordagem multicontextual da história da ciência na formação de professores de física: análise de um estudo de caso

A importância da História da Ciência nos cursos de formação de professores de Física tem sido um tema recorrente nos últimos anos. Historiadores e educadores argumentam sobre os diversos benefícios que os conteúdos históricos podem trazer à formação, em especial, a melhor compreensão sobre a estrutura da Ciência. Contudo, simplesmente incluir a História da Ciência nos currículos não é suficiente; é preciso a construção de novos caminhos. Este trabalho apresenta os resultados da aplicação de uma proposta de ensino contextualizado de conteúdos históricos – a Abordagem Multicontextual da História da Ciência (AMHIC) – elaborada a partir do viés de uma formação crítico transformadora de professores. Os resultados indicam a efetividade da proposta e a possibilidade de novos caminhos a serem discutidos em relação à História da Ciência na formação de professores de Física

A teoria das cores de Newton : um estudo crítico do Livro I do Opticks

Orientador: Roberto de Andrade MartinsDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin."Resumo: Esta dissertação analisa a estrutura e fundamentação da teoria das cores de Newton através de um estudo detalhado das proposições e dos experimentos do Livro I do Opticks, publicado em 1704. A análise aqui apresentada leva em conta outros estudos de Newton sobre óptica, tais como seu caderno de anotações de 1664-65, o artigo em que Newton publicou pela primeira vez a sua teoria em 1672 nas Philosophical Transactions of lhe Royal Society, as críticas que Hooke, Pardies, Huygens e outros pesquisadores fizeram a esse artigo, e as respostas de Newton a essas críticas. A dissertação analisa os argumentos usados por Newton e mostra que nem sempre ele seguiu o método indutivista que se propunha seguir. Contrariamente à visão tradicional que via nesse trabalho de Newton um uso exemplar do método experimental, a dissertação aponta vários problemas dos experimentos e da argumentação de Newton. Em particular, mostra que ele não apresentou (nem poderia ter apresentado) uma prova experimental da composição da luz branca solarAbstract: This dissertation analyses the structure and foundation of Newton's theory of colours through a detailed study of the propositions and experiments of Book I of Opticks, published in 1704. The analysis presented here takes into account some other of Newton's studies on optics, including his Notebook (1664-65), the paper published in 1672 in the Philosophical Transactions of the Royal Society, where Newton made public for the first time his theory , the critical remarks by Hooke, Pardies, Huygens and other researchers to that paper, and Newton's answers to his critics. The dissertation analyses the arguments used by Newton and shows that sometimes he failed to follow the inductivist method the tried to follow. The dissertation points out several difficulties behind Newton's experiments and arguments. In particular, it is shown that he did not present (nor could have presented) an experimental proof of the composition of the white light from the SunMestradoFísicaMestre em Físic

Da força ao tensor : evolução do conceito físico e da representação matemática do campo eletromagnético

Orientador: Roberto de Andrade MartinsTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: O objetivo deste trabalho é estudar o desenvolvimento paralelo dos conceitos físicos e do formalismo matemático usado para descrever o conhecimento eletromagnético no século XIX e início do século XX. Este estudo considera questões como os modelos de éter usados para descrever o campo eletromagnético, a simetria associada com os campos, as dimensões das grandezas físicas. Estudamos também a escolha entre o cálculo de quatérnions e vetores e o desenvolvimento do formalismo quadridimensional como a melhor maneira de descrever os fenômenos eletromagnéticosAbstract: The aim of this work is to study the parallel development of the physical concepts and the mathematical formalism used to describe the electromagnetic knowledge in nineteenth and early twentieth century. This study takes into account issues such as the ether models used to describe the electromagnetic field, the symmetries associated with the fields, the dimensions of physical quantities. We also study the choice between quaternions and vectors and the development of the four-dimensional formalism as the best way to describe the electromagnetic phenomenaDoutoradoFísicaDoutor em Ciência

Teaching astronomy in an informal space: observing the Sun and its sunspots

O presente artigo analisa os resultados obtidos num minicurso sobre o Sol e sua dinâmica realizado no Observatório Astronômico do Centro de Divulgação Científica e Cultural (CDCC) pertencente à Universidade de São Paulo (USP) na cidade de São Carlos para alunos do ensino fundamental. As atividades foram desenvolvidas na recente inaugurada, Sala Solar. Ela é dedicada ao estudo do Sol, enfatizando a observação de manchas solares e do espectro do Sol. A metodologia adotada no minicurso consistiu em pequenos experimentos, observações e diálogos expositivos. Isto incentivou os estudantes a tomarem decisões, fazerem questionamentos e refletirem gerando pensamentos mais críticos e produzindo um maior número de conexões entre o real e o abstrato que contribuiu para níveis de maior complexidade conceitual verificados durante entrevistas semiestruturadas e nas respostas ao questionário final.The current article analyses the results obtained following a short course about the Sun and its dynamics for middle and junior high school students promoted at the Astronomical Observatory at the University of São Paulo (Observatório Astronômico do CDCC/USP) in the city of São Carlos in Brazil. The activities were developed in a recently launched room, the Solar Room. It is totally dedicated to the study of the Sun, focusing on sunspots and solar spectrum. The adopted methodology consisted of experiments, observations and discussions in small groups allowing students to reflect upon what was being studied. It fostered students' critical thinking by means of a larger number of connections between real and abstract concepts contributing to higher levels of conceptual complexity. Data were gathered by semi-structured interviews and answers to questionnaires.CNPqFundação Vita

Uma análise da história da eletricidade presente em livros didáticos: o caso de Benjamin Frankllin

Este trabalho analisa como a história da eletricidade é apresentada\ud em livros didáticos e paradidáticos voltados para os Ensinos\ud Fundamental e Médio. Em particular, analisamos como as contribuições\ud de Benjamin Franklin são abordadas do ponto de vista da\ud qualidade das informações históricas e das idéias sobre a natureza\ud da ciência induzidas por estas narrativas. A História da Ciência\ud presente nos livros didáticos e paradidáticos analisados é superficial,\ud com muitos erros historiográficos e, além do mais,\ud transmite visões sobre a natureza da ciência e seu método que não\ud correspondem aos conhecimentos epistemológicos atuais. De uma\ud maneira geral, esses livros reforçam a idéia da existência de\ud grandes gênios, valorizam apenas os conhecimentos que coincidem\ud com os aceitos atualmente e, além disso, muitas obras trazem\ud uma visão empírico-indutivista sobre a dinâmica científica.This work analyzes how history of electricity is presented in textbooks for\ud Fundamental and Secondary Schools. In particular it analyzes how Benjamin\ud Franklin s studies on electricity are described by these books taking\ud into account the quality of historical information and ideas on the nature\ud of Science conveyed by these historical narratives. We found that history\ud of Science presented in the analyzed textbooks is superficial, with\ud many historiographic mistakes, and brings erroneous views on the nature\ud of Science and its method that do not correspond to the current\ud epistemological knowledge. Usually these narratives reinforce the\ud idea of the existence of genius minds, value only the currently accepted\ud scientific knowledge and transmit the empirical inductivist views on the\ud scientific dynamics.FAPES

Sequências de ensino aprendizagem e os ciclos de reflexão na preparação docente para a parceria escola-centro de ciências

Este trabalho aborda aspectos da cultura escolar e de centros de ciências na perspectiva da transformação de saberes que utilizam a física solar para discutir física moderna no ensino médio. O centro de ciências em questão é o Observatório Dietrich Schiel da Universidade de São Paulo. Refletimos sobre a preparação didático-pedagógica realizada com quatro professores de ensino médio envolvidos na pesquisa. Os trabalhos foram guiados a partir da ferramenta metodológica chamada de «Ciclos de Reflexão», desenvolvida pelo nosso grupo de pesquisa. Os resultados evidenciam que os professores participantes interpretam os centros de ciências como locais de aprendizagem, e que suas preocupações em ensinar física moderna giram em torno do «Como ensinar», «O que ensinar» e do «Tempo disponível» dentro dos apertados currículos de física do ensino médio público brasileiro

Voltaire and Algarotti: diffusers of Newton's optics in Europe in the eighteen century

AbstractIn the beginning of 18th century, Newton published his main work about light and colors, the Opticks. Impregnated by an inductive perspective, the book became the major reference for the studies about light and colors, being widely popularized by Newton's followers. In this article, we analyze how two important works contributed to this process of popularization and also what image of science they intended to propagate: Voltaire's Elements of Newton's philosophie and Algarotti's Sir Isaac Newton's philosophy explain'd for the use of the ladies. We will be notice that both authors distorted the content of the Opticks, in order to propagate an idealized image of Newtonian ideas and natural philosophy itself.ResumoNo início do século xviii, Isaac Newton publicou seu principal trabalho sobre óptica, o Opticks (Óptica). Impregnado por uma perspectiva indutiva, o livro logo se tornou a principal referência para os estudos sobre a luz e as cores, sendo amplamente popularizado pelos seguidores de Newton. Neste artigo, analisamos como dois importantes livros contribuíram para essa popularização e também qual era a imagem de ciência que tencionavam propagar, o Élements de la philosophie de Newton (Elementos da filosofia de Newton) de Voltaire e o Newtonianismo per le dame (Newtonianismo para as damas) de Algarotti. Será possível perceber que ambos os autores distorceram o conteúdo do livro de Newton, no intuito de propagar uma imagem idealizada das ideias newtonianas e da própria filosofia natural

A percepção da gravidade na ‘Casa Maluca’ do CDCC/USP: UMA análise a luz de Gaston Bachelard

Esta pesquisa teve como objetivo entender como um espaço fisicamente alterado influencia as percepções e explicações acerca da gravidade pelos estudantes do ensino médio. A pesquisa foi realizada na Casa Maluca do CDCC/USP. Esta é uma casa com piso e paredes inclinados com ângulos de 15 graus em relação ao referencial externo, ao entrar em seu interior os visitantes experimentam alterações na percepção de alguns fenômenos do cotidiano relacionados com a força da gravidade. Tomamos como referencial teórico principal a noção de obstáculos epistemológicos propostos por Gaston Bachelard e metodologia de pesquisa quantitativa e qualitativa. Os resultados nos revela a presença de alguns obstáculos epistemológicos, tais como: experiência primeira, realismo ingênuo, substancialismo, animismo e obstáculo verbal na argumentação dos alunos no entendimento do conceito gravidade. Demonstram também a dificuldade dos alunos em entender o conceito gravidade e seu caráter vetorial

A abordagem histórico-investigativa no ensino de Ciências

A abordagem Histórico-Investigativa (HI) vem sendo construída ao longo das duas últimas décadas no contexto da busca por caminhos para incentivar motivação, engajamento e argumentação dos alunos em sala de aula. A HI destaca-se por propiciar competências relevantes ao fazer científico, além de tornar os alunos mais ativos e participativos do processo de aprendizagem e contextualizar os conhecimentos escolares. Essa abordagem caracteriza-se pelo uso de atividades experimentais de cunho investigativo, pautadas por episódios históricos, centradas nos alunos e orientadas pelo professor, de modo a criar situações de ensino e aprendizagem que propiciem a reflexão sobre conteúdos específicos da ciência e conteúdos metacientíficos, a prática experimental e a argumentação. Este artigo discute as bases pedagógicas e epistemológicas, objetivos e contribuições da abordagem histórico-investigativa aoEnsino de Ciências.The Historical-Investigative approach (HI) has been built over the last two decades in the context of the search for strategies to encourage students’ motivation, engagement, and argumentation in the classroom. HI provides relevant scientific skills, makes students more active and participatory in the learning process, and contextualizes school knowledge. This approach is characterized by the use of investigative experimental activities, guided by cases from the history of Science. The activities are student- -centered and teacher-oriented, and aim to create teaching and learning situations that foster reflection on specific scientific and meta-scientific contents, experimental practice, and argumentation. This paper discusses the pedagogical and epistemological foundations, objectives and contributions of the historical-investigative approach to Science teaching