Física quântica e história e filosofia da ciência : conceitos, vida, crenças e religiosidade como motivadores na aprendizagem de física

Abstract

A presente investigação versa sobre possibilidades, planejamento e teste de uma estratégia para introduzir o Ensino de Física Quântica no Ensino Médio. Dessa forma, o objetivo geral desta dissertação é promover um Ensino de Física Quântica com base nos referenciais teórico-epistemológicos escolhidos, que tratam do Ensino de Física Quântica para um contexto de aprendizagem de grupo, aprendizagem em um contexto democrático e com possibilidade de conciliação entre Ciência e Religiosidade. Optamos em seguir uma via mais humanista, em que apresentamos o conteúdo físico priorizando o aprendizado conceitual e lançando grande atenção ao desenvolvimento histórico dos primórdios da Física Quântica, utilizando para tanto a Epistemologia da Ciência de Paul Feyerabend. Optamos por uma abordagem conceitual, ao invés de uma estratégia calcada em desenvolvimento matemático, e na articulação da ciência com a religiosidade, tomando como contexto o cenário do nascimento da Quântica, no começo do século XX. Enfatizamos as figuras por trás dos desenvolvimentos científicos da Quântica, exploramos quais eram seus contextos, suas crenças, sua religiosidade, baseando-nos, para isso, na perspectiva de religiosidade segundo William James. Utilizamos a Teoria das Representações de Serge Moscovici como um referencial de aprendizagem de grupo, e almejamos que os grupos sociais sobre os quais este tipo de análise é conduzido possam adquirir uma Representação Social adequada ao saber científico/físico atual, o que é um indício de aprendizagem e de alfabetização científica. Dessa forma, colocamos duas questões de pesquisa: i) Como ensinar Física Quântica com um viés histórico e epistemológico de maneira a promover uma representação social da ciência alinhada com o saber científico atual? e ii) É possível mostrar, na educação científica, que as crenças do pesquisador não embaraçam, tampouco impossibilitam seu fazer científico? O que se aprende quando se tenta esta perspectiva? Nosso objetivo foi o de ensinar Física Quântica, contudo desenvolvemos, além da apresentação do conteúdo físico, uma abordagem diferenciada com pretensões de transformar o ambiente de ensino-aprendizagem em um local de discussões mais profundas, capaz de preparar os alunos para uma complexa vida em sociedade. Nossos resultados foram obtidos após um amplo estudo teórico, alinhado com atividades práticas que culminaram com a execução de um Módulo Didático na modalidade de estudo de caso. Os resultados apontam que foi possível alcançar em boa medida uma aprendizagem conceitual, em que as representações sociais do grupo se mostraram alinhadas à representação reificada/científica; apontam também que ao pesquisador/professor ligado ao Ensino de Física, mostra-se extremamente relevante mapear as Representações Sociais do grupo para guiar sua atividade didática; identificamos que é possível mostrar, na educação científica, que as crenças e a religiosidade do pesquisador não embaraçam nem atrapalham a atividade científica. A Ciência em uma Sociedade Livre que defendemos e divulgamos não faz qualquer tipo de discriminação.

The present investigation deals with possibilities, planning and testing of a strategy to introduce the Teaching of Quantum Physics in High School. In this way, the general objective of this dissertation is to promote Quantum Physics Teaching based on the chosen theoretical-epistemological frameworks, which deal with the quantum physics teaching in the context of group learning, in a democratic context and with the possibility of reconciliation between Science and Religiosity. We chose to follow a more humanistic path, in which we present the physical content prioritizing conceptual learning and paying great attention to the historical development of the beginning of Quantum Physics, using Paul Feyerabend's Epistemology of Science for this purpose. We opted for a conceptual approach, instead of one based on hard mathematical development, and in the articulation of science with religiosity, taking as context the scenario of the birth of the Quantum, in the beginning of the 20th century. We emphasize the figures behind the scientific developments of Quantum Theory, we explore what were their contexts, their beliefs, their religiosity, basing ourselves in the perspective of religiosity according to William James. We are based on Serge Moscovici's Theory of Representations as a framework for group learning, and we hope that the social groups on which this type of analysis is conducted can acquire a Social Representation appropriate to current scientific/physical knowledge, which can be an indication of learning and scientific literacy. Thus, we pose two research questions: i) How to teach Quantum Physics with a historical and epistemological bias in order to promote a social representation of science in line with the current scientific knowledge? and ii) Is it possible to show, in science education, that the researcher's beliefs do not embarrass, nor do they prevent the scientific practice? What do we learn when trying this perspective? Our objective was to teach Quantum Physics, however we developed, in addition to the presentation of the physical content, a different approach with the intention of transforming the teaching-learning environment into a place for deeper discussions, a place that prepares students for a complex life in society. Our results were obtained after a wide theoretical study, aligned with practical activities that culminated with the execution of a Didactic Module of Quantum Physics in the perspective of a case study, with students from a high school class. Our results indicate that it was possible to achieve, in a good measure, a conceptual learning of Quantum Physics, in which the social representations of the group were shown to be aligned to the reified/scientific representation; they also point out that to the researcher/teacher connected to Physics Teaching, it is extremely relevant to map the Social Representations of the group to guide their didactic activity, as well as we identified that it is possible to show, in scientific education, that the researcher's beliefs and religiosity do not hinder or embarrass the scientific activity. Science in a Free Society that we defend and propagate makes no discrimination of any kind.