Historia y Filosofía de las Historia y Filosofía de las Ciencias en la Enseñanza Ciencias en la Enseñanza

de Física de Física

Anna Maria Pessoa de CarvalhoAnna Maria Pessoa de CarvalhoLaboratorio de Investigación y Laboratorio de Investigación y Enseñanza de Física – LaPEFEnseñanza de Física – LaPEF

Facultad de Educación – Universidad de Facultad de Educación – Universidad de São PauloSão Paulo

Enfoque de la presentaciónEnfoque de la presentación

De qué manera la Historia y De qué manera la Historia y la Filosofía de las Ciencias la Filosofía de las Ciencias pueden auxiliar en la pueden auxiliar en la enseñanza y en el enseñanza y en el aprendizaje de Física en la aprendizaje de Física en la educación media.educación media.

CuestionesCuestiones ¿Cuáles son los aportes de la Historia y ¿Cuáles son los aportes de la Historia y

de la Filosofía de las Ciencias a la de la Filosofía de las Ciencias a la formación escolar?formación escolar?

¿Qué características deben tener las ¿Qué características deben tener las actividades de Historia y Filosofía de las actividades de Historia y Filosofía de las Ciencias en un curso de nivel medio? Ciencias en un curso de nivel medio?

¿Cómo implementarlas?¿Cómo implementarlas? ¿Qué aprenden los alumnos en esas ¿Qué aprenden los alumnos en esas

clases?clases?

Partimos del principio de Partimos del principio de que:que:

No existe una formulación “cerrada” No existe una formulación “cerrada” para un concepto de ciencia (Borges, para un concepto de ciencia (Borges, 1996; Chalmers, 1993). 1996; Chalmers, 1993).

La naturaleza del trabajo científico es La naturaleza del trabajo científico es un tema en debate en que hay un tema en debate en que hay divergencias entre los filósofos de la divergencias entre los filósofos de la ciencia y también entre algunos ciencia y también entre algunos autores que analizan a tales filósofos.autores que analizan a tales filósofos.

Algunos consensosAlgunos consensos La ciencia es una construcción histórica, humana, La ciencia es una construcción histórica, humana,

viva, y por ende, una interpretación del hombre, viva, y por ende, una interpretación del hombre, que interpreta el mundo desde su propia que interpreta el mundo desde su propia perspectiva; perspectiva;

La construcción de este conocimiento se guía por La construcción de este conocimiento se guía por paradigmas que influyen en la observación y en paradigmas que influyen en la observación y en la interpretación de cierto fenómeno; la interpretación de cierto fenómeno;

La ciencia es un conocimiento abierto, que está La ciencia es un conocimiento abierto, que está sujeto a cambios y reformulaciones;sujeto a cambios y reformulaciones;

El conocimiento científico no se construye El conocimiento científico no se construye puntualmente, y uno de los objetivos de la ciencia puntualmente, y uno de los objetivos de la ciencia es crear interacciones y relaciones entre las es crear interacciones y relaciones entre las teorías. teorías.

Consecuencias para la Consecuencias para la enseñanza enseñanza

Las actividades:Las actividades:- tomando como base textos de H&F tomando como base textos de H&F

de las Ciencias yde las Ciencias y- con la proposición de cuestiones por con la proposición de cuestiones por

discutir entre y con los alumnos discutir entre y con los alumnos

deben conducirlos a:deben conducirlos a:

1- Valorar adecuadamente 1- Valorar adecuadamente los procesos internos del los procesos internos del

trabajo científico, a saber:trabajo científico, a saber: los problemas tratados,los problemas tratados, la importancia de los experimentos, la importancia de los experimentos, el lenguaje científico y sus formas de el lenguaje científico y sus formas de

argumentación,argumentación, el formalismo matemático,el formalismo matemático, la evolución de los conocimientosla evolución de los conocimientos (crisis, (crisis,

controversias y cambios internos).controversias y cambios internos).

2- Valorar adecuadamente 2- Valorar adecuadamente los aspectos externos, a los aspectos externos, a

saber:saber:

el carácter colectivo del trabajo el carácter colectivo del trabajo científico, científico,

las implicaciones sociales de la ciencia las implicaciones sociales de la ciencia (C/T/S),(C/T/S),

la relación con los cambios la relación con los cambios ambientales (C/T/A).ambientales (C/T/A).

Relación entre los objetivos de Relación entre los objetivos de las actividades de H&F de las las actividades de H&F de las Ciencias y su implementación Ciencias y su implementación

en claseen claseLa organización social del aula debe La organización social del aula debe permitir las interacciones:permitir las interacciones:

Estudiante/texto (lectura individual),Estudiante/texto (lectura individual), Estudiante/estudiante (pequeños Estudiante/estudiante (pequeños

grupos),grupos), Estudiantes/profesor (gran grupo),Estudiantes/profesor (gran grupo),

de tal modo que los alumnos logren de tal modo que los alumnos logren expresar los puntos centrales del texto.expresar los puntos centrales del texto.

Ejemplos de actividades Ejemplos de actividades ya probadas por nuestro ya probadas por nuestro grupo de investigación grupo de investigación

en escuelas de en escuelas de educación mediaeducación media

Fragmento de una carta de Fragmento de una carta de Fahrenheit en que relata su sorpresa Fahrenheit en que relata su sorpresa y su deseo de constatar la existencia y su deseo de constatar la existencia de un grado fijo de temperatura en de un grado fijo de temperatura en

el proceso de ebullición (Magie,1935 el proceso de ebullición (Magie,1935 p. 131)p. 131)

Posibles puntos por valorar:Posibles puntos por valorar: la estructura de la actividad científica;la estructura de la actividad científica; el cambio de información entre el cambio de información entre

científicos;científicos; la necesidad de comprobar los datos;la necesidad de comprobar los datos; el avance de la técnica en función de el avance de la técnica en función de

cuestiones de la ciencia.cuestiones de la ciencia.

Fragmentos de una conferencia de Fragmentos de una conferencia de Joseph Black quien, en 1760, Joseph Black quien, en 1760,

sugiere la necesidad de distinguir sugiere la necesidad de distinguir el calor de la temperatura (el calor de la temperatura (Magie, Magie,

1935, pp.134-1351935, pp.134-135) )

Posibles puntos por valorar:Posibles puntos por valorar: los problemas tratados;los problemas tratados; la importancia de los experimentos;la importancia de los experimentos; la evolución de los conocimientos;la evolución de los conocimientos; la dificultad de la construcción conceptual. la dificultad de la construcción conceptual.

El texto original de Rumford en que El texto original de Rumford en que describe la experiencia con la describe la experiencia con la perforación de cañones y sus perforación de cañones y sus dudas relativas a la naturaleza del dudas relativas a la naturaleza del calor (Maggie, 1935 p. 151-152 y calor (Maggie, 1935 p. 151-152 y 160-161). 160-161).

Posibles puntos por valorar:Posibles puntos por valorar: la ciencia como actividad humana;la ciencia como actividad humana; el carácter provisional del conocimiento el carácter provisional del conocimiento

científico;científico; la visión histórica y problemática de la la visión histórica y problemática de la

ciencia;ciencia; la relación C/T/S.la relación C/T/S.

Un diálogo escrito por Stillman Un diálogo escrito por Stillman Drake (1983) entablado entre Drake (1983) entablado entre contemporáneos imaginarios contemporáneos imaginarios

de Galileo, relativo al episodio de Galileo, relativo al episodio del perfeccionamiento del del perfeccionamiento del

telescopio.telescopio.Posibles puntos por valorar:Posibles puntos por valorar: la intencionalidad de la observación la intencionalidad de la observación

científica;científica; las implicaciones sociales de la las implicaciones sociales de la

ciencia;ciencia; la relación C/T/S.la relación C/T/S.

Ejemplos de episodios de Ejemplos de episodios de aprendizaje recogidos cuando aprendizaje recogidos cuando

pusimos en práctica esas pusimos en práctica esas actividades.actividades.

Discusión de un grupo de alumnos Discusión de un grupo de alumnos (texto de Rumford)(texto de Rumford)

Alumno 3: ¿Qué usó para hacerlo?Alumno 3: ¿Qué usó para hacerlo? Alumno 1: Lo que acabo de decir, que él... como Alumno 1: Lo que acabo de decir, que él... como

él trabajaba con cañón y tal... la fricción... él él trabajaba con cañón y tal... la fricción... él estaba fuera, y pensaba que... Notó que los dos estaba fuera, y pensaba que... Notó que los dos materiales estaban fríos, el cañón estaba frío, la materiales estaban fríos, el cañón estaba frío, la barrena estaba fría, y él dijo, lo voy a poner barrena estaba fría, y él dijo, lo voy a poner debajo del agua, porque puede ser el aire que debajo del agua, porque puede ser el aire que está calentando, y lo puso debajo del agua, así lo está calentando, y lo puso debajo del agua, así lo hizo debajo del agua, ¿entendiste? hizo debajo del agua, ¿entendiste?

Alumno 1: El profesor habló de lo que él hizo, Alumno 1: El profesor habló de lo que él hizo, ¿cuál fue la experiencia... la que hizo en el ¿cuál fue la experiencia... la que hizo en el trabajo...trabajo...

Alumno 1: ¿Cómo llegó a esa conclusión de que Alumno 1: ¿Cómo llegó a esa conclusión de que era por el roce...?era por el roce...?

Alumno 3: ¿Que si venía del aire o del metal?Alumno 3: ¿Que si venía del aire o del metal? Alumno 1: Eso, él quería saber si venía del aire o Alumno 1: Eso, él quería saber si venía del aire o

del metal, por eso lo puso debajo del agua.del metal, por eso lo puso debajo del agua.

Respuesta escrita de un Respuesta escrita de un estudiante al que se le preguntó estudiante al que se le preguntó directamente sobre las dudas del directamente sobre las dudas del

científico científico ““Rumford tenía el concepto de que el Rumford tenía el concepto de que el

cuerpo con más temperatura cuerpo con más temperatura transmitía su temperatura a un transmitía su temperatura a un cuerpo con menos temperatura; sólo cuerpo con menos temperatura; sólo que al observar la perforación del que al observar la perforación del cañón le vino la duda: ¿de dónde cañón le vino la duda: ¿de dónde venía el calor, si los dos cuerpos venía el calor, si los dos cuerpos tenían la misma temperatura? Y la tenían la misma temperatura? Y la segunda duda principal: ¿qué es el segunda duda principal: ¿qué es el calor?”.calor?”.

Un episodio de interacción Un episodio de interacción profesor/clase cuando se discutió el profesor/clase cuando se discutió el

texto referente a Galileotexto referente a Galileo BEBE En el caso del telescopio, la tecnología precede a la ciencia. En el caso del telescopio, la tecnología precede a la ciencia.

Sin embargo, nuestra respuesta no está de acuerdo sobre el desarrollo Sin embargo, nuestra respuesta no está de acuerdo sobre el desarrollo científico y tecnológico. Pero concluimos que una depende de la otra.científico y tecnológico. Pero concluimos que una depende de la otra.

PP Tu respuesta ¿”no está de acuerdo sobre el desarrollo Tu respuesta ¿”no está de acuerdo sobre el desarrollo científico y tecnológico"?científico y tecnológico"?

ANAN No. No está de acuerdo con lo que pensábamos No. No está de acuerdo con lo que pensábamos antesantes.. PP Ah, antes. ¿Por qué? ¿Que pensaban antes?Ah, antes. ¿Por qué? ¿Que pensaban antes? ANAN Que la ciencia venía antes de la tecnología.Que la ciencia venía antes de la tecnología. PP Entiendo.Entiendo. ANAN Es decir, no siempre.Es decir, no siempre. PP No siempre antes. A veces viene antes, a veces no. Por No siempre antes. A veces viene antes, a veces no. Por

ejemplo, en el caso de la bomba atómica – la bomba atómica fue un ejemplo, en el caso de la bomba atómica – la bomba atómica fue un desarrollo tecnológico, sólo que para fabricar la bomba atómica hubo desarrollo tecnológico, sólo que para fabricar la bomba atómica hubo que acumular durante siglos un conocimiento sobre la estructura del que acumular durante siglos un conocimiento sobre la estructura del átomo. Entonces, fue necesario tener conocimiento científico antes, átomo. Entonces, fue necesario tener conocimiento científico antes, para luego tener tecnología.para luego tener tecnología.

BEBE Así, en el caso del átomo, profesor, pero antes de descubrir el Así, en el caso del átomo, profesor, pero antes de descubrir el átomo, estaba el microscopio también que no sabían explicar cómo átomo, estaba el microscopio también que no sabían explicar cómo funcionaba.funcionaba.

[...][...] PP El microscopio se utiliza hoy en Biología para observar las El microscopio se utiliza hoy en Biología para observar las

células [...] El átomo no se puede ver.células [...] El átomo no se puede ver.

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Historia de la Ciencia en las Clases de Física y Química: Mejora Historia de la Ciencia en las Clases de Física y Química: Mejora de la Imagen de la Ciencia y Desarrollo de Actitudes Positivas. de la Imagen de la Ciencia y Desarrollo de Actitudes Positivas.

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para sala de aulapara sala de aula, Disertación de maestría. IF/FEUSP, SP., Disertación de maestría. IF/FEUSP, SP.