A História no Ensino de Física (La Historia en la Enseñanza de Física: Su Contribución)

1. 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

2. “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)

3. 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)

4. 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)

5. 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)

6. 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.

7. 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

8. 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.

9. 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)

10. 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

11. 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

12. 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)

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

14. Cuidados • distorcer a história (por transformá-la em uma mera cronologia e seqüência de nomes famosos) • reproduzir a versão "popular" (geralmente errada) da história

15. 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

16. 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)

17. 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

18. 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.

19. 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;

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

21. 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.

22. 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

23. 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”

24. 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”,

25. 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: ????????

26. 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

27. 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.

28. 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).