LA HISTORIA Y LA FILOSOFÍA DE LA CIENCIA EN LA EDUCACIÓN BÁSICA BRASILEÑA: POR UN PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO EN LA ESCUELA
HISTORY AND PHILOSOPHY OF SCIENCE IN BRAZILIAN BASIC EDUCATION: BY A PROCESS OF BUILDING SCIENTIFIC KNOWLEDGE IN THE SCHOOL
Viviane Maciel Machado MAURENTE1
1 Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), São Luiz Gonzaga – RS – Brasil. Professora Adjunta. Atua no Curso de Pedagogia e no Mestrado Profissional em Educação. Doutorado em Educação em Ciências: Química da Vida e Saúde (UERGS). ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3976-6594. E-mail: viviane- maurente@uergs.edu.br
2 Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), São Luiz Gonzaga – RS – Brasil. Professor Adjunto. Atua no Curso de Pedagogia. Pesquisador na área da História e Filosofia da Ciência. Doutorado em Lógica e Filosofia da Ciência (UNICAMP). ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0727-324X. E-mail: jorge- molina@uergs.edu.br
3 Universidade Estadual do Rio Grande do Sul (UERGS), São Luiz Gonzaga – RS – Brasil. Professora Adjunta. Atua no Curso de Pedagogia e pesquisa na área da Pedagogia da Diferença. Diretora do Campus Regional IV. Doutorado em Educação (UNISINOS). ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2285-5339. E-mail: arisa- luz@uergs.edu.br
RESUMEN: Las relaciones entre las ciencias, el contexto histórico de su producción y las concepciones filosóficas vigentes en un momento dado se hacen visibles al considerar la historia de la ciencia. Porque muestra los vínculos entre la historia en un sentido amplio, es decir, la historia política, económica, cultural y social, con las ciencias mismas y con la filosofía de la ciencia. Este artículo busca discutir la historia y la filosofía de la ciencia en la educación básica, sus límites y posibilidades. Cómo la educación básica se ha acercado a la ciencia en la escuela; cómo la formación docente está trabajando con futuros profesores de ciencias en la escuela; cómo se coloca la historia y la filosofía de la ciencia en los planes de estudio de educación docente y la educación básica; cómo las áreas hablan y comparten la historia y la filosofía de la ciencia al construir el conocimiento y el conocimiento. Proponen rescatar la historia y la filosofía de la ciencia como conocimiento histórico constituido con el tiempo, así como la evolución de la ciencia desde la perspectiva de epistemólogos como Kunh (1971), Popper (1994), Bachelard (1996). Trae reflexiones sobre las limitaciones de la educación científica en la educación básica y termina contextualizando la importancia de la historia y la filosofía de la ciencia para estar presentes en los planes de estudio de educación docente y educación básica.
ABSTRACT: The relations between the sciences, the historical context of their production and the philosophical conceptions prevailing in a given time become visible when considering the history of science. For it shows the links between history in the broad sense, that is, political, economic, cultural and social history, with the sciences themselves and with the philosophy of science. This article seeks to discuss the history and philosophy of science in basic education, its limits and possibilities. How basic education has been addressing science in school; how teacher education is working with future teachers in science at school; how is the history and philosophy of science placed in teacher education curricula and basic education, how do the areas talk and share the history and philosophy of science in the construction of knowledge and knowledge? They propose to rescue the history and philosophy of science as historical knowledge constituted throughout the ages, as well as the evolution of science from the perspective of epistemologists such as Kunh (1971), Popper (19), Bachelard (1996). It brings reflections on the limitations of science education in basic education and concludes by contextualizing the importance of the history and philosophy of science being present in the curricula of teacher education and basic education.
As relações entre as ciências, o contexto histórico de sua produção e as concepções filosóficas vigentes em uma determinada época se tornam visíveis ao considerar a história da ciência. Pois ela mostra os vínculos entre a história em sentido amplo, quer dizer, história política, econômica, cultural e social, com as próprias ciências e com a filosofia da ciência. Sabemos hoje a partir dos clássicos trabalhos de Koyré (2001) e de Kuhn (1957) que a prática
do cientista está determinada pelas concepções de mundo dominantes no tempo em que vive e pela situação histórica daquela época, ainda que ele não seja completamente ciente delas. Entendemos que supostos filosóficos estabelecem os objetos de estudo das ciências, os métodos que são admissíveis na prática científica, os critérios para a formação de hipóteses, a forma de verificá-las, a maneira de expor as ciências nos livros de texto e de ensiná-la.
Mesmo em disciplinas tão abstratas como as ciências matemáticas e aparentemente tão pouco determinadas pelo seu entorno cultural, aquelas influências podem ser verificadas. Com efeito, os critérios para reconhecer um conjunto de argumentos como uma prova matemática têm variado com as épocas. Durante muito tempo se pensou, conforme ao princípio aristotélico de incomunicabilidade dos gêneros, que uma prova geométrica não podia usar considerações aritméticas e algébricas (ARISTÓTELES, 1979, p. 44-45). Muitos séculos depois, na sua Geometria, Descartes usou nas suas demonstrações ferramentas algébricas. A justificação do seu procedimento se deu na primeira de suas Regras para a direção do espírito, quando estabeleceu a unidade de todas as ciências (tradução OLASO; ZWANCK, 1995)
Outro exemplo muito conhecido pelos historiadores da ciência é aquele da determinação da estrutura do sistema solar, nos séculos XVI e XVII. Sabemos que Ptolomeu, Copérnico, Kepler, Galileu e Tycho Brahe formaram diferentes hipóteses astronômicas. Ptolomeu e Copérnico consideravam que o movimento dos planetas devia ser explicado em termos da composição de movimentos circulares porque os dois eram dependentes da antiga ideia filosófica de que o movimento circular é o movimento perfeito, por não ter nem princípio nem fim, sendo então, aquele que corresponde a seres perfeitos como eram considerados os planetas (ANDRÉ, 1996; ANDREY et al., 2007).
Kepler teve a ousadia de quebrar essa concepção, mas não por isso esteve livre de influências filosóficas. Com efeito, a estrutura para o sistema solar proposta por ele mostra que Kepler foi guiado pela hipótese, dependente da filosofia pitagórica, de que devia haver uma correspondência entre o número de poliedros regulares e o número de planetas. Se Copérnico situou o sol como centro do sistema solar foi pela influência de ideias neoplatônicas vigentes na Renascença que se achavam representadas, entre outros autores, por Marsílio Ficíno (KUHN, 1957, p. 154). Elementos neoplatônicos e pitagóricos se encontram também na Astronomia de Kepler.
É possível determinar em detalhe a influência da situação histórica na qual vivem ou viveram os cientistas sobre seu trabalho. De acordo com Andrey et al. (2007), a medicina na Idade Média estava limitada em seu avanço pela proibição, que vinha já desde a Antiguidade
clássica, de dissecar cadáveres humanos. Dessa forma os conhecimentos dos médicos sobre a anatomia humana se restringiam ao que poderia ser apreendido por meio da disseção de animais. O autor ainda explica que, naquela época, as cirurgias não eram realizadas pelo médico, e sim pelo barbeiro, um homem prático. O médico, baseado nas suas leituras dos antigos mestres da Antiguidade clássica, Hipócrates e Galeno, prescrevia quais tratamentos deviam ser realizados, incluindo entre eles a cirurgia (ANDREY et al., 2007).
O grande avanço do conhecimento médico se deu quando, no século XVII, como consequência da concepção mecanicista da Natureza e do dualismo cartesiano, o corpo humano deixou de ser visto como algo sagrado e passou a ser considerado como uma simples máquina. Conforme André (1996), encontramos todo um ambiente cultural que possibilitou essa nova concepção: os construtores de máquinas (mecânicos) ganharam naquela época prestígio social e dinheiro, a arte começou a representar o corpo humano nu, o pensamento filosófico e teológico encontrou as marcas da ação divina principalmente na alma humana e não na Natureza, sendo a alma concebida por Descartes como realidade completamente diferente do corpo. De fato, Descartes provou a existência de Deus a partir da presença da ideia de Deus na alma humana, diferentemente do que fez Santo Tomás de Aquino, máximo representante da Escolástica medieval, que pretendeu demonstrar a existência de Deus a partir da realidade do movimento na Natureza.
E, no entanto, os cientistas inovadores não estão totalmente subordinados a uma tradição, a uma determinada situação histórica e cultural de tal modo que sua liberdade de pensar esteja totalmente restringida. Eles podem, pelo contrário, enriquecer e modificar aquela tradição. Mas para apreciar suas inovações devemos ter presente o marco histórico no qual eles desenvolveram seus trabalhos. Conforme nos diz Stengers (2002, p. 12):
A história das ciências não tem por atores seres humanos “a serviço da verdade”, se essa verdade deve se definir segundo critérios que fogem à história, e sim seres humanos “a serviço da história”, que têm como problema transformar a história e transformá-la de maneira tal que seus colegas, mas também aqueles que, após eles, forem escrever a história, sejam obrigados a falar de sua invenção como de uma “descoberta” que outros teriam podido fazer.
A Educação Básica Brasileira compreende crianças e jovens dos 6 até os 18 anos de idade, perfazendo no total 12 anos de estudo. O sistema de educação pública brasileiro foi criado no final do século XIX, em uma época em que no país estava fortemente vigente o
positivismo de Comte, que foi adotado pela elite política como ideologia modernizadora. Naquela época o país tinha-se transformado em República, deixando para traz o regime monárquico ligado aos fazendeiros escravocratas. Como é de conhecimento, o positivismo tinha uma concepção linear da evolução intelectual da Humanidade. A etapa superior dessa evolução corresponde, segundo Comte, à Ciência, que superaria a Filosofia e a Religião. A época de Comte corresponde a um período de grande desenvolvimento das ciências exatas e naturais. Também é a época da industrialização da Europa, tempo em que os positivistas pensaram que os métodos usados nas ciências naturais poderiam servir para construir uma ciência do homem e da sociedade. Foi naquela época que surgiram as ciências humanas (ANDREY et al., 2007).
Para nosso tema interessa refletir sobre a influência da ideologia positivista na formação dos profissionais da educação brasileiros, bem como sua influência nos currículos escolares. Os positivistas introduziram no Brasil as ciências físicas e naturais nas escolas primárias e secundárias. O positivismo no Brasil representou uma ruptura de um lado com a chamada cultura bacharelesca, representada pelos bacharéis em direito. Era essa uma cultura retórica e literária, alicerceada no latim jurídico e no estudo dos códigos e das diversas teorias sobre o Direito e o Estado. Por outro lado, o positivismo brasileiro se pôs também em oposição à cultura eclesiástica, baseada na Teologia católica e na Filosofia escolástica. Assim, o positivismo brasileiro se colocou em nome da ciência, e do progresso, contra os dois ramos da educação humanista, na forma tal como eles se encontravam naquela época representados no Brasil, a saber, a tradição retórico-literária e a filosófica (CHALMERS, 1993).
Como a direção da educação na nascente república ficou nas mãos de pessoas influídas pela ideologia positivista se produziu um divórcio no âmbito escolar entre a cultura científica e a cultura humanista, dentro da qual se encontra o ensino da história. Esse divórcio perdura até hoje e se mostra nos livros de texto usados para o ensino de ciências tanto no nível fundamental quanto no médio. Esses textos quase não mencionam os vínculos entre as ciências, a história e a filosofia. E quando os mencionam os fazem de uma forma simplificada.
Uma consequência da concepção positivista na educação brasileira foi que ela reforçou a ideia de que as disciplinas escolares estão isoladas uma das outras e devem ser trabalhadas dessa forma. Ainda que mais de 120 anos depois que essa concepção positivista se introduziu no Brasil, vestígios dela se encontram no âmbito escolar. Mesmo com a divisão por
4 áreas do conhecimento (área das linguagens, da matemática, das ciências humanas e ciências da natureza), ainda encontramos pouco diálogo nas áreas e entre as áreas,
permanecendo distante a discussão da ciência na construção do conhecimento científico com vista ao desenvolvimento da cidadania dos estudantes.
As concepções educativas ligadas ao positivismo têm, entre outros, estes defeitos: não conseguir entender de forma apropriada o insucesso escolar na aprendizagem das disciplinas científicas e não contribuir para tornar essa aprendizagem significativa. Ainda hoje é comum a atribuição do insucesso nas disciplinas científicas ao aluno. Ele não teria o talento para as matemáticas ou suas capacidades de atenção e observação seriam limitadas, ou não relacionaria conceitos e situações, nem perceberia semelhanças e analogias. Porém, se o professor for além, dar-se-ia conta de que muitas vezes as dificuldades apresentadas pelos alunos decorrem do fato deles estarem ligados a concepções advindas do senso comum.
Este senso comum não é só o produto de ideologias ou doutrinas científicas ultrapassadas senão também ele se alicerça na forma dos nossos sentidos perceberem o mundo e na maneira de nossa mente funcionar. O senso comum é um produto psíquico, social e cultural. Devemos ter presente que se a Humanidade demorou tanto tempo em saber que a Terra se move é pelo fato de nós não termos percebido seu movimento, diferentemente do que acontece quando estamos dentro de um carro em movimento.
A pessoa que nunca teve aulas de Física elementar tenderá a acreditar que o corpo mais pesado cai mais rápido do que o mais leve. Com certeza a maioria das pessoas acredita que uma figura tridimensional cujos lados são infinitos necessariamente tem um volume infinito, mesmo que Torricelli tenha mostrado há cerca de quatrocentos anos que esse não é sempre o caso. Muitos pensam que a baleia é um peixe, e não veem em um fóssil mais do que uma pedra. Para o leigo uma mesa é algo sólido e compacto, já para o físico e para a pessoa que domina os rudimentos dessa ciência qualquer mesa é um composto de átomos e estes não são algo compacto, não são um espaço pleno, mas incluem em grande parte o vazio.
O senso comum, fundado na nossa percepção sensorial, nos leva a acreditar que o Sol é duas ou três vezes maior do que a Lua. E, no entanto, a ciência nos diz que o diâmetro do primeiro astro é 1.391.000 km e o do segundo é apenas 3474,2 km. Essas crenças, que são impostas acerca dos conhecimentos científicos ensinados pelo sistema escolar, chamamos de erros, visto que estão enraizadas na nossa linguagem e na nossa cultura. Se o aluno tem
dificuldades em dominar certos conceitos e teorias científicas é porque a Humanidade teve as mesmas dificuldades e isso é o que mostra a história da ciência (ANDREY et al., 2007).
No século XX o epistemólogo Gaston Bachelard denominou obstáculos epistemológicos esses entraves individuais e coletivos para a construção do conhecimento científico. Trouxe para a discussão a noção de obstáculos epistemológicos como as etapas a serem ultrapassadas para a aquisição do conhecimento científico, ou seja, para passar de um conhecimento já conhecido para um novo conhecimento existem obstáculos a serem transpostos. Podemos afirmar que esses são os obstáculos que a criança no seu desenvolvimento cognitivo e a Humanidade na construção da ciência tiveram que vencer. Se o aluno demora em entender um princípio como a lei de inércia ou os conceitos de números imaginários e negativos, ou as leis de Kepler ou os vínculos evolutivos entre as diferentes espécies, é porque a Humanidade mesma tardou em chegar a esses conhecimentos
A evolução das ciências é dificultada por obstáculos epistemológicos entre os quais o senso comum, os dados perceptíveis [...]. Para conseguir superá- los, são necessários atos epistemológicos: ruptura com os conhecimentos anteriores, seguidos por sua reestruturação (BACHELARD, 1996, p. 62).
Bachelard salienta a necessidade de romper com o conhecimento baseado no senso comum. Esse conhecimento é concreto, baseado na percepção sensorial, ao passo que o conhecimento científico tende à abstração. Segundo Bachelard (1996, p. 49),
[...] o ato de conhecer dá-se contra um conhecimento anterior, superando o que, no próprio espírito, é obstáculo à espiritualização [...]. Isso significa que as sucessivas contradições do passado, que se afiguram como autênticas rupturas epistemológicas, seriam as molas propulsoras do desenvolvimento do conhecimento científico. Nesse sentido, a história da ciência avançaria com base em sucessivas rupturas epistemológicas.
A história da ciência para Bachelard mostra a superação sucessiva dos obstáculos epistemológicos. Nesse processo o conhecimento é visto como um avançar de forma progressiva, aproximando-se da verdade por meio de um longo trabalho de construção e de retificação, rompendo com o saber anterior (SAITO, 2013). É dessa forma que a história da ciência deve ser apresentada nas escolas, mostrando os processos que levaram à superação dos obstáculos epistemológicos surgidos na tentativa de compreender a natureza. Assim o processo de construção do conhecimento científico torna-se mais acessível e claro não só para o aluno, mas também para o professor.
Os conhecimentos prévios do cotidiano dos alunos não devem ser vistos apenas como erros individuais senão como formas que nossa espécie tem de abordar a Natureza. Já no
início da Idade moderna, Francis Bacon, em seu Novum Organum, dissertou sobre os obstáculos que dificultam nossa concepção de mundo. Ele os chamou de ídolos. Os ídolos da tribo decorrem da estrutura de nosso intelecto, os ídolos do foro surgem de nossa linguagem, os de teatro de doutrinas filosóficas e científicas erradas, finalmente os ídolos da caverna são erros estritamente individuais, originados na nossa educação e na nossa criação.
Segundo Nascimento e Carvalho (2004), conhecer o passado histórico e a origem do conhecimento científico pode ser um fator motivador para os estudantes, pode fazer com que os estudantes percebam que a dúvida encontrada por eles para a aprendizagem de um conceito científico foi a mesma que encontrou, em outro momento histórico, um cientista hoje reconhecido, ou seja, percebam que suas dúvidas estiveram presentes em algum momento no processo da construção desse conceito científico.
A história da ciência, segundo Solbes e Traver (2001, p. 158), pode fazer com que os estudantes:
Conheçam melhor os aspectos da história da ciência, antes geralmente ignorados e, consequentemente, mostrar uma imagem da ciência mais completa e contextualizada;
Valorizem adequadamente processos internos do trabalho científico como: os problemas abordados, o papel da descoberta, a importância dos experimentos, o formalismo matemático e a evolução dos conhecimentos (crises, controvérsias e mudanças internas);
Valorizem adequadamente aspectos externos como: o caráter coletivo do trabalho científico, as implicações sociais da ciência.
E ainda afirmam que ela própria pode:
Apresentar uma imagem menos tópica da ciência e dos cientistas;
Melhorar o clima da aula e a participação no processo de ensino aprendizagem.
A proposta de um ensino mais histórico se contrapõe ao ensino mecânico, cumulativo e socialmente neutro. A inclusão nos conteúdos escolares da história da ciência e da filosofia da ciência pode contribuir na proposta de metodologias de aulas mais desafiadoras e criativas. O conhecimento científico e tecnológico faz parte, hoje, do cotidiano dos seres humanos, estimulando os professores a adaptarem suas práticas educativas a essa nova realidade, com estratégias que tornem o processo de ensino e aprendizagem atrativo e desafiador para os alunos. Pôr o conhecimento ao alcance de todos, independentemente da classe social, cultura, crenças e valores é uma tarefa das escolas no século XXI.
A permanência dos currículos escolares com metodologias tradicionais, segundo Loguercio e Del Pino (2006, p. 68), proporcionam aos “alunos uma imagem deformada de como se constituem e evoluem os conceitos científicos”. E, ainda, segundo esses autores, os
professores, também, em função das características de sua formação, em relação à construção do conhecimento científico, ao trabalho dos cientistas, aos métodos das ciências e à imagem da ciência, constroem entendimentos equivocados (LOGUERCIO; DEL PINO, 2006; MATHEWS, 1994; SOLBES; TRAVER, 2001).
Nascimento e Carvalho (2004) se apoiam em Abd-El-Khalick e Lederman (2000) para explicar que a opção pelo uso da história é uma forma de abordar a epistemologia das ciências em sala de aula, aparecendo grandemente como uma alternativa ao ensino tradicional das ciências:
Os programas devem continuar com tentativas (de melhorar as concepções dos estudantes). Elementos de história e filosofia da ciência e/ou instrução direta sobre a natureza da ciência são mais efetivos em alcançar este fim do que os que utilizam processos fechados ou não reflexivos de atividade (p. 667).
Pensar a ciência como produto acabado é negar as diferentes possibilidades de transformação e construção do conhecimento. É diminuir a capacidade de criação e a criatividade dos alunos na escola, é mascarar uma ciência dita como verdadeira. É não possibilitar novas descobertas e criações. A escola como responsável por transmitir os conhecimentos científicos tem condições de criar inúmeras possibilidades de se conversar sobre a ciência nos bancos escolares, incentivando a pesquisa desde a infância.
Uma disciplina de história da ciência, ou uma abordagem histórica do conhecimento científico tem um extraordinário valor pedagógico, um grande significado cultural que, associado à Filosofia da Ciência, tem uma relevante contribuição à compreensão epistemológica da construção desse conhecimento. A História e a Filosofia da Ciência podem ter um papel facilitador da alfabetização científica do cidadão (LOGUERCIO; DEL PINO, 2006, p. 68).
Se os currículos de formação de professores procurassem incorporar em suas grades curriculares componentes de Filosofia e História da Ciência, os professores poderiam discutir sobre a ciência e suas diferentes concepções, bem como sobre o conhecimento científico e seu ensino. Concepções essas que também seriam construídas pelos alunos, na escola, desde os seus primeiros anos. Nessa lógica os conhecimentos prévios seriam os indicadores para a introdução de novos conhecimentos, onde a ciência seria construída a partir da realidade vivida, dos contextos culturais, sociais e políticos.
Tendo em vista os conhecimentos anteriores como pré-requisito para a aprendizagem de conhecimentos novos, Stengers (2002) afirma que a ciência deve, como qualquer outra prática humana, ser inserida na história e que, deste ponto de vista, não pode haver
descompromisso, nem meio-termo. Contudo, esse ideal legítimo nos permite elidir questões problema que nos remetem a indagar: por que essa inserção da história e filosofia da ciência na formação do professor não é tão tranquila? Por que os currículos escolares não conseguem dialogar com a história do conhecimento científico em suas quatro áreas do conhecimento? A contextualização histórica das disciplinas escolares paralelo ao conhecimento do conteúdo a ser aprendido poderá auxiliar a escola na formação da cidadania de seus estudantes? E, como fazer com que os estudantes enxerguem a ciência e suas relações com a sociedade, tecnologia, cultura e política, ou seja, com o mundo?
Partindo das questões problema, desejamos que a escola ofereça uma educação consciente e crítica, estimulando os alunos no dia a dia a tomarem decisões e terem escolhas adequadas com a realidade vivida. Isso é um ideal da educação em muitos países. Segundo Paixão e Cachapuz (2003, p. 31) [...], a “educação em ciência deve contribuir para formar cidadãos mais cultos, mais informados e mais críticos”, onde o conhecimento científico se confrontará com o conhecimento prévio do aluno, que poderá ter ou não resistências ao novo conhecimento.
Ao professor, como detentor desse conhecimento, cabe buscar estratégias para transformar o senso comum em conhecimento científico. Uma possibilidade é mostrar a ciência como uma construção humana, sujeita à influência de fatores sociais, econômicos e culturais de seu tempo (DEL PINO; STRACK, 2012). Aproximar a história da ciência da escola e do ato de ensinar é um desafio que deve ser almejado a partir de propostas pedagógicas desafiadoras, levando-se em conta o conhecimento prévio que os alunos trazem de suas experiências de vida.
Mas em que sentido a educação científica pode tornar os cidadãos mais cultos, mais informados e mais críticos? Um dos primeiros teóricos a se perguntar sobre o valor educativo da ciência foi Jean Jacques Rousseau. O sociólogo português Boaventura de Sousa Santos se refere a esse autor, ao seu célebre Discours sur les Sciences et Les Arts, segunda parte, uma dissertação escrita para um concurso organizado pela Academia de Dijon, na qual Rousseau formula várias questões. Essas perguntas colocavam em dúvida a confiança iluminista na Razão. Boaventura de Souza Santos parafraseia as questões de Rousseau da seguinte forma:
Há alguma relação entre a ciência e a virtude? Há alguma razão para substituirmos o conhecimento vulgar que temos da natureza e da vida e que
partilhamos com os homens e mulheres na nossa sociedade pelo conhecimento científico produzido por poucos e inacessível à maioria? Contribuirá a ciência para diminuir o fosso crescente na nossa sociedade entre o que se é e o que se aparenta ser, o saber dizer e o saber fazer, entre a teoria e a prática? Perguntas simples a que Rousseau responde de modo igualmente simples, com um redondo não (SANTOS, 1987, p. 17).
O que Rousseau entendia por “virtude” é o que chamaríamos hoje excelência moral e consciência cidadã. Ele demandava se a ciência poderia contribuir ao progresso moral da Humanidade. Rousseau buscou respostas a esses questionamentos em uma época em que o paradigma científico dominante era o mecanicista, paradigma que se constitui a partir da revolução científica do século XVII e que teve sua expressão mais completa na Física de Newton. É oportuno aqui lembrar quais eram as imagens de ciência e de Natureza associadas a esse paradigma. Ao contrário da ciência aristotélica que concebia a Natureza como um grande ser vivo, o mecanicismo newtoniano a representava como uma máquina.
No período de Rousseau, de acordo com Santos (1987), a ciência não era vista como uma ferramenta de emancipação social. Reconhecia-se seu valor emancipatório individual para os membros das classes abastadas no sentido de libertá-los da superstição religiosa. De outro lado, admitia-se que a ciência poderia ser útil para o domínio e controle da Natureza, mas, por não se ter iniciado ainda o processo de industrialização da Europa esses avanços tecnológicos e suas aplicações não eram reconhecidos.
Hoje daríamos uma resposta diferente à dada por Roussau. Vislumbramos a ciência e a tecnologia como essenciais para a sociedade, por produzir diferentes vacinas para várias doenças, permitir a construção de pontes e estradas, e colocar à nossa disposição aparelhos que nos dão conforto, como geladeiras e automóveis. Mas também, a ciência possui um papel na construção dos valores nos cidadãos. Se para Rousseau a opressão vinha principalmente das instituições religiosas hoje ela vem mais do poder político e econômico, e se manifesta de formas muito mais sutis até o ponto de que não seja vista como tal.
A escola pode contribuir para a reflexão crítica dessas armadilhas impostas pelo poder político e econômico, transmitindo conhecimentos científicos necessários a fim de que o educando forme seu juízo crítico. Aqui os educadores deveriam lembrar de Descartes (2012), no livro Regras para a orientação do espírito, ao colocar como primeira regra a seguinte: “a finalidade dos estudos deve ser a de dirigir o espírito para que possa formar juízos sólidos e verdadeiros sobre todas as coisas que se lhe apresentam”.
Nesse viés, entende-se que o desafio dos professores, atualmente, segundo Bizzo (2002), é reconhecer a real possibilidade de entender o conhecimento científico e a sua
importância na formação de nossos alunos, uma vez que ele contribui efetivamente para a ampliação da capacidade de compreensão e atuação no mundo em que vivemos. Já para Chassot (2003, p. 94), “[...] não se pode mais conceber propostas para o ensino de ciências, sem incluir nos currículos componentes que estejam orientados na busca de aspectos sociais e pessoais dos estudantes. A “ciência pode ser tomada como uma forma de dar sentido ao mundo natural e tecnológico, ao mesmo tempo tem, em mente, a construção da cidadania responsável” (PAIXÃO; CACHAPUZ, 2003, p. 31).
Qual seria o papel da História da ciência dentro desta educação científica? Ela induz quem a conhece uma sã prudência no sentido de ser cauteloso e não aceitar qualquer coisa que se apresente sob as roupas da ciência como se fosse ciência exata, verificada e comprovada. Por outro lado, ela nos mostra as diferentes faces enganosas de pseudociência. Um caso típico de pseudociência é o da Astrologia, na qual tem-se uma concepção errônea do que era, até o século XVII, pois a identificamos como os horóscopos que lemos hoje nos jornais e revistas. Mas, de acordo com Andrey et al. (2007), essa ciência é algo muito mais sofisticado e complexo. E explica que Astrologia misturava ferramentas matemáticas complexas com concepções filosóficas e mágicas. Era uma fraude, mas difícil de ser reconhecida como tal. Foi apoiada por governantes ansiosos de prever o futuro dos acontecimentos políticos. Foi cultivada por pessoas que hoje reconhecemos como grandes cientistas, entre eles Ptolomeu e Kepler. Ainda que criticada duramente por intelectuais de destaque como Santo Agostinho e Pico de la Mirandola, ela sobreviveu. Só declinou, e ficou reduzida ao que é hoje, quando a concepção aristotélica do universo foi substituída pela concepção newtoniana (ANDREY et al., 2007).
Outro caso de pseudociência, no final do século XIX, é o das teorias sobre as raças humanas e sobre a superioridade de algumas raças sobre outras. Essas teorias misturavam o pré-conceito racial com as doutrinas evolucionistas baseadas na obra de Darwin e na filosofia de Spencer, sendo consideradas políticas de Estado como a de tornar branca a população brasileira mediante a imigração europeia.
Doravante, a história da ciência nos mostra o caráter provisório das teorias científicas. Elas são as melhores conjecturas que a Humanidade dispõe em um momento de sua evolução. Conjecturas bem elaboradas, mas que no futuro poderão ser consideradas parcialmente ou totalmente inadequadas. Para o século XVIII, a Física newtoniana era a encarnação da verdade, e hoje somos, porém, cientes de suas limitações. Cabe aos cursos de formação de professores discutir em seus currículos o papel da história da ciência na sociedade, na
formação dos cidadãos, levando para os bancos escolares reflexões críticas frente à evolução da ciência nos dias de hoje e como essa ciência está presente na vida do ser humano.
Temos aqui defendido a necessidade da introdução da história da ciência tanto nos currículos de formação dos professores para a Educação Básica, quanto nas aulas das disciplinas escolares, apoiando-nos nas seguintes razões: a) ela permite ao professor compreender vários dos motivos que fazem o aluno não compreender suas aulas; b) ela propicia o diálogo entre os professores de diversas áreas do conhecimento, sobretudo, entre os professores vindos da área das ciências humanas e aqueles com formação nas ciências da natureza, da matemática e das linguagens; c) ela ajuda a introduzir valores que são necessários para a formação de uma consciência de cidadania; d) ela torna para o aluno significativa a aprendizagem das disciplinas científicas.
Valorizar os conhecimentos prévios dos alunos, relacionar as práticas educativas dos professores com a sociedade e a tecnologia são desafios emergentes no século XXI. Os currículos de formação de professores devem atentar a essas demandas, proporcionando ao futuro profissional da educação saberes que constituem a realidade das escolas, consequentemente das crianças e jovens.
Para que possamos nos entender enquanto cidadão que pertence a uma sociedade, que passa o maior tempo de sua vida nos bancos escolares, se faz necessário o resgaste histórico dessa sociedade, dessa educação, dos fatos científicos pertencentes a ela. E a Educação Básica é um dos espaços nobres para sua contextualização, cabendo aos professores mediarem a construção do conhecimento. Outro espaço é a formação de professores, ao prepará-los para a docência na Educação Básica.
Defendemos um diálogo permanente entre as áreas do conhecimento, um processo de educação colaborativa com olhar na formação da cidadania das crianças e jovens, onde a aprendizagem das disciplinas escolares as tornem significativas e aplicáveis na realidade vivida. Nessa perspectiva sugere-se metodologias que estimulem a problematização, projetos de pesquisa a partir de um contexto real, resgaste histórico da ciência, bem como o seu percurso até os dias de hoje.
Já os currículos de formação de professores necessitam revisitar a ciência enquanto conhecimento necessário de sua formação, trazendo os aspectos de sua história, bem como da sociedade, natureza e tecnologia, resgatando e valorizando saberes docentes que se empenhem
a discutir a realidade, experiências e saberes de senso comum. A história da ciência possibilita o conhecimento de fatos, períodos, quebras de paradigmas, rupturas e incertezas frente aos acontecimentos da natureza. Os professores em formação precisam dialogar sobre esses aspectos a fim de levarem para suas práticas docentes esse conhecimento.
Consideramos a história da ciência um ideal a ser alcançado por todos que atuam na educação e acreditam que através dela podemos mudar a realidade, tornando nossas crianças e jovens cidadãos de sua sociedade.
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HISTORY AND PHILOSOPHY OF SCIENCE IN BRAZILIAN BASIC EDUCATION: BY A PROCESS OF BUILDING SCIENTIFIC KNOWLEDGE IN THE SCHOOL
Viviane Maciel Machado MAURENTE1
1 Universidad Estatal de Rio Grande do Sul (UERGS), São Luiz Gonzaga – RS – Brasil. Profesora Adjunta. Actúa en la Carrera de Pedagogía y en la Maestría Profesional en Educación. Doctorado en Educación en Ciencias: Química de la Vida y Salud (UERGS). ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3976-6594. E-mail: viviane-maurente@uergs.edu.br
2 Universidad Estatal de Rio Grande do Sul (UERGS), São Luiz Gonzaga – RS – Brasil. Profesor Adjunto. Actúa en la Carrera de Pedagogía. Investigador en el área de Historia y Filosofia de la Ciencia. Doctorado en Lógica y Filosofia de la Ciencia (UNICAMP). ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0727-324X. E-mail: jorge- molina@uergs.edu.br
3 Universidad Estatal de Rio Grande do Sul (UERGS), São Luiz Gonzaga – RS – Brasil. Profesora Adjunta. Actúa en la Carrera de Pedagogía e investigación en el área de la Pedagogía de la Diferencia. Directora del Campus Regional IV. Doctorado en Educación (UNISINOS). ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2285-5339. E-mail: arisa-luz@uergs.edu.br
RESUMO: As relações entre as ciências, o contexto histórico de sua produção e as concepções filosóficas vigentes em uma determinada época se tornam visíveis ao considerar a história da ciência. Pois ela mostra os vínculos entre a história em sentido amplo, quer dizer, história política, econômica, cultural e social, com as próprias ciências e com a filosofia da ciência. Esse artigo busca discutir a história e filosofia da ciência na educação básica, seus limites e possibilidades. Como a educação básica vem abordando a ciência na escola; como a formação de professores está trabalhando com futuros docentes a ciência na escola; como está colocada a história e filosofia da ciência nos currículos de formação de professores e na educação básica, como as áreas conversam e compartilham da história e filosofia da ciência quando da construção do conhecimento e de saberes. Se propõe a resgatar a história e filosofia da ciência enquanto saber histórico constituído através dos tempos, bem como a evolução da ciência a partir do olhar de epistemólogos como Kunh (1971), Popper (1994), Bachelard (1996). Traz reflexões acerca das limitações da educação em ciências na educação básica e finaliza contextualizando a importância da história e filosofia da ciência estar presente nos currículos de formação de professores e da educação básica.
PALAVRAS-CHAVE: História. Filosofia. Ciência. Ensino aprendizagem. Educação básica.
ABSTRACT: The relations between the sciences, the historical context of their production and the philosophical conceptions prevailing in a given time become visible when considering the history of science. For it shows the links between history in the broad sense, that is, political, economic, cultural and social history, with the sciences themselves and with the philosophy of science. This article seeks to discuss the history and philosophy of science in basic education, its limits and possibilities. How basic education has been addressing science in school; how teacher education is working with future teachers in science at school; how is the history and philosophy of science placed in teacher education curricula and basic education, how do the areas talk and share the history and philosophy of science in the construction of knowledge and knowledge? They propose to rescue the history and philosophy of science as historical knowledge constituted throughout the ages, as well as the evolution of science from the perspective of epistemologists such as Kunh (1971), Popper (19), Bachelard (1996). It brings reflections on the limitations of science education in basic education and concludes by contextualizing the importance of the history and philosophy of science being present in the curricula of teacher education and basic education.
Las relaciones entre las ciencias, el contexto histórico de su producción y las concepciones filosóficas vigentes en un momento dado se hacen visibles al considerar la historia de la ciencia. Porque muestra los vínculos entre la historia en sentido amplio, es decir, la historia política, económica, cultural y social, con las propias ciencias y con la filosofía de
la ciencia. Hoy sabemos, gracias a los trabajos clásicos de Koyré (2001) y Kuhn (1957), que la práctica del científico está determinada por las concepciones del mundo dominantes en la época en que vive y por la situación histórica de ese momento, aunque no sea completamente consciente de ellas. Entendemos que los supuestos filosóficos establecen los objetos de estudio de las ciencias, los métodos admisibles en la práctica científica, los criterios para la formación de hipótesis, la forma de verificarlas, la forma de exponer la ciencia en los libros de texto y de enseñarla.
Incluso en disciplinas tan abstractas como las ciencias matemáticas y aparentemente tan poco determinadas por su entorno cultural, esas influencias pueden verificarse. De hecho, los criterios para reconocer un conjunto de argumentos como una prueba matemática han variado con el tiempo. Durante mucho tiempo se pensó, según el principio aristotélico de incomunicabilidad de los géneros, que una prueba geométrica no podía utilizar consideraciones aritméticas y algebraicas (ARISTOTELES, 1979, p. 44-45). Muchos siglos después, en su Geometría, Descartes utilizó herramientas algebraicas en sus demostraciones. La justificación de su procedimiento fue dada en la primera de sus Reglas para la dirección del espíritu, cuando estableció la unidad de todas las ciencias (OLASO; ZWANCK, 1995)
Otro ejemplo bien conocido por los historiadores de la ciencia es el de la determinación de la estructura del sistema solar en los siglos XVI y XVII. Sabemos que Ptolomeo, Copérnico, Kepler, Galileo y Tycho Brahe formularon diferentes hipótesis astronómicas. Ptolomeo y Copérnico consideraron que el movimiento de los planetas debía explicarse en términos de la composición de los movimientos circulares porque ambos dependían de la antigua idea filosófica de que el movimiento circular es el movimiento perfecto, porque no tiene ni principio ni fin, siendo entonces, el que corresponde a los seres perfectos como se consideraban los planetas (ANDRÉ, 1996; ANDREY et al., 2007).
Kepler tuvo la audacia de romper esta concepción, pero no estuvo libre de influencias filosóficas. De hecho, la estructura del sistema solar que propuso muestra que Kepler se guiaba por la hipótesis, dependiente de la filosofía pitagórica, de que debía existir una correspondencia entre el número de poliedros regulares y el número de planetas. Si Copérnico situó el sol como centro del sistema solar se debió a la influencia de las ideas neoplatónicas imperantes en el Renacimiento, representadas, entre otros autores, por Marsil Phicinus (KUHN, 1957, p. 154). Los elementos neoplatónicos y pitagóricos se encuentran también en la Astronomía de Kepler.
Es posible determinar con detalle la influencia de la situación histórica en la que viven o vivieron los científicos en su trabajo. Según Andrey et al. (2007), la medicina de la Edad
Media vio limitado su progreso por la prohibición de disecar cadáveres humanos, vigente desde la antigüedad clásica. Así, el conocimiento de los médicos sobre la anatomía humana se limitaba a lo que se podía aprender mediante la disección de animales. El autor también explica que, en aquella época, las cirugías no las realizaba el médico, sino el barbero, un hombre práctico. El médico, basándose en sus lecturas de los antiguos maestros de la antigüedad clásica, Hipócrates y Galeno, prescribía qué tratamientos debían realizarse, incluyendo entre ellos la cirugía (ANDREY et al., 2007).
El gran avance del conocimiento médico se produjo cuando, en el siglo XVII, como consecuencia de la concepción mecanicista de la Naturaleza y del dualismo cartesiano, el cuerpo humano dejó de ser visto como algo sagrado y pasó a ser considerado como una simple máquina. Según André (1996), encontramos todo un entorno cultural que posibilitó esta nueva concepción: los constructores de máquinas (mecánicos) ganaron en aquella época prestigio social y dinero, el arte comenzó a representar el cuerpo humano desnudo, el pensamiento filosófico y teológico encontró las huellas de la acción divina principalmente en el alma humana y no en la Naturaleza, siendo el alma concebida por Descartes como una realidad completamente diferente del cuerpo. De hecho, Descartes demostró la existencia de Dios a partir de la presencia de la idea de Dios en el alma humana, a diferencia de Santo Tomás de Aquino, el mayor representante de la Escolástica medieval, que pretendía demostrar la existencia de Dios a partir de la realidad del movimiento en la Naturaleza.
Y, sin embargo, los científicos innovadores no están totalmente subordinados a una tradición, a una situación histórica y cultural determinada, de manera que su libertad de pensar esté totalmente restringida. Por el contrario, pueden enriquecer y modificar esa tradición. Pero para apreciar sus innovaciones debemos tener en cuenta el marco histórico en el que desarrollaron su trabajo. Como nos dice Stengers (2002, p. 12):
La historia de la ciencia no se ocupa de seres humanos "al servicio de la verdad", si esta verdad debe definirse según criterios ajenos a la historia, sino de seres humanos "al servicio de la historia", cuyo problema es transformar la historia y transformarla de tal manera que sus colegas, pero también quienes escriban la historia después de ellos, se vean obligados a hablar de su invención como un "descubrimiento" que otros podrían haber hecho.
La Educación Básica brasileña comprende a los niños y jóvenes de 6 a 18 años, con un total de 12 años de estudio. El sistema de educación pública brasileño se creó a finales del
siglo XIX, en una época en la que el positivismo de Comte estaba fuertemente vigente en el país, que fue adoptado por la élite política como ideología modernizadora. En ese momento, el país se había convertido en una República, dejando atrás el régimen monárquico vinculado a los agricultores esclavistas. Como es sabido, el positivismo tenía una concepción lineal de la evolución intelectual de la humanidad. El estadio superior de esta evolución corresponde, según Comte, a la Ciencia, que superaría a la Filosofía y a la Religión. La época de Comte corresponde a un período de gran desarrollo de las ciencias exactas y naturales. Es también la época de la industrialización de Europa, una época en la que los positivistas pensaban que los métodos utilizados en las ciencias naturales podían servir para construir una ciencia del hombre y de la sociedad. Fue en esta época cuando surgieron las ciencias humanas (ANDREY et al., 2007).
Para nuestro tema, es interesante reflexionar sobre la influencia de la ideología positivista en la formación de los profesionales de la educación brasileños, así como su influencia en los programas escolares. Los positivistas introdujeron en Brasil las ciencias físicas y naturales en la escuela primaria y secundaria. El positivismo en Brasil representó una ruptura con la llamada cultura del bachiller, representada por los licenciados en derecho. Se trataba de una cultura retórica y literaria, basada en el latín jurídico y en el estudio de los códigos y de las diversas teorías sobre el Derecho y el Estado. Por otro lado, el positivismo brasileño también se oponía a la cultura eclesiástica, basada en la teología católica y la filosofía escolástica. Así, el positivismo brasileño se colocó en nombre de la ciencia, y del progreso, frente a las dos ramas de la educación humanística, en la forma en que estaban representadas en Brasil en ese momento, a saber, la tradición retórica-literaria y la filosófica (CHALMERS, 1993).
Como la dirección de la educación en la naciente república estaba en manos de personas influidas por la ideología positivista, se produjo un divorcio en el ámbito escolar entre la cultura científica y la cultura humanística, dentro de la cual se encuentra la enseñanza de la historia. Este divorcio perdura hasta hoy y se puede observar en los libros de texto utilizados para la enseñanza de las ciencias tanto en el nivel primario como en el secundario. Estos textos apenas mencionan los vínculos entre ciencia, historia y filosofía. Y cuando los mencionan, lo hacen de forma simplificada.
Una consecuencia de la concepción positivista en la educación brasileña fue que reforzó la idea de que las materias escolares están aisladas unas de otras y deben ser trabajadas así. Incluso más de 120 años después de la introducción de esta concepción positivista en Brasil, se pueden encontrar rastros de ella en el entorno escolar. Incluso con la
división por 4 áreas de conocimiento (lengua, matemáticas, ciencias humanas y ciencias naturales), seguimos encontrando poco diálogo en las áreas y entre las áreas, quedando distante la discusión de la ciencia en la construcción del conocimiento científico para desarrollar la ciudadanía de los estudiantes.
Las concepciones educativas ligadas al positivismo tienen, entre otros, estos defectos: no poder entender de forma adecuada el fracaso escolar en el aprendizaje de las materias científicas y no contribuir a que ese aprendizaje sea significativo. Incluso hoy en día es habitual atribuir el fracaso en las asignaturas científicas al alumno. No tendría talento para las matemáticas o su capacidad de atención y observación sería limitada, o no relacionaría conceptos y situaciones, ni percibiría similitudes y analogías. Sin embargo, si el profesor va más allá, se dará cuenta de que muchas veces las dificultades que presentan los alumnos provienen del hecho de que están atados a concepciones que provienen del sentido común.
Este sentido común no sólo es producto de ideologías o doctrinas científicas anticuadas, sino que también se basa en la forma en que nuestros sentidos perciben el mundo y en el funcionamiento de nuestra mente. El sentido común es un producto psíquico, social y cultural. Hay que tener en cuenta que si la humanidad tardó tanto en saber que la Tierra se mueve, es porque no hemos percibido su movimiento, a diferencia de lo que ocurre cuando estamos dentro de un coche en movimiento.
La persona que nunca ha tomado una clase de física elemental tenderá a creer que el cuerpo más pesado cae más rápido que el más ligero. Ciertamente, la mayoría de la gente cree que una figura tridimensional cuyos lados son infinitos tiene necesariamente un volumen infinito, aunque Torricelli demostró hace unos cuatrocientos años que no siempre es así. Muchos piensan que una ballena es un pez, y no ven en un fósil más que una piedra. Para el profano una mesa es algo sólido y compacto, mientras que para el físico y para la persona que domina los rudimentos de esta ciencia cualquier mesa es un compuesto de átomos y éstos no son algo compacto, no son un espacio completo, sino que incluyen en gran medida el vacío.
El sentido común, basado en nuestra percepción sensorial, nos hace creer que el Sol es dos o tres veces más grande que la Luna. Y, sin embargo, la ciencia nos dice que el diámetro de la primera estrella es de 1.391.000 km y el de la segunda de sólo 3.474,2 km. Estas creencias, que se imponen sobre los conocimientos científicos enseñados por el sistema
escolar, las llamamos errores, ya que están arraigadas en nuestra lengua y nuestra cultura. Si el estudiante tiene dificultades para dominar ciertos conceptos y teorías científicas es porque la humanidad ha tenido las mismas dificultades y así lo demuestra la historia de la ciencia (ANDREY et al., 2007).
En el siglo XX, el epistemólogo Gaston Bachelard denominó obstáculos epistemológicos a estos obstáculos individuales y colectivos para la construcción del conocimiento científico. Aportó a la discusión la noción de obstáculos epistemológicos como las etapas que hay que superar para la adquisición del conocimiento científico, es decir, para pasar de un conocimiento ya conocido a un nuevo conocimiento hay que superar obstáculos. Podemos afirmar que estos son los obstáculos que el niño en su desarrollo cognitivo y la Humanidad en la construcción de la ciencia tuvieron que superar. Si el alumno tarda en comprender un principio como la ley de la inercia o los conceptos de números imaginarios y negativos, o las leyes de Kepler o los vínculos evolutivos entre las distintas especies, es porque la propia Humanidad tardó mucho tiempo en alcanzar ese conocimiento
A evolução das ciências é dificultada por obstáculos epistemológicos entre os quais o senso comum, os dados perceptíveis [...]. Para conseguir superá- los, são necessários atos epistemológicos: ruptura com os conhecimentos anteriores, seguidos por sua reestruturação (BACHELARD, 1996, p. 62).
Bachelard salienta a necessidade de romper com o conhecimento baseado no senso comum. Esse conhecimento é concreto, baseado na percepção sensorial, ao passo que o conhecimento científico tende à abstração. Segundo Bachelard (1996, p. 49),
[...] el acto de conocer se produce contra un conocimiento previo, superando lo que, en el propio espíritu, es un obstáculo para la espiritualización [...]. Esto significa que las sucesivas contradicciones del pasado, que aparecen como auténticas rupturas epistemológicas, serían los resortes impulsores del desarrollo del conocimiento científico. En este sentido, la historia de la ciencia avanzaría sobre la base de sucesivas rupturas epistemológicas.
La historia de la ciencia para Bachelard muestra la superación sucesiva de los obstáculos epistemológicos. En este proceso, el conocimiento es visto como un avance progresivo, acercándose a la verdad a través de un largo trabajo de construcción y rectificación, rompiendo con el conocimiento anterior (SAITO, 2013). Así es como debería presentarse la historia de la ciencia en las escuelas, mostrando los procesos que llevaron a superar los obstáculos epistemológicos que surgieron en el intento de comprender la naturaleza. Así, el proceso de construcción del conocimiento científico se hace más accesible y claro no sólo para el alumno, sino también para el profesor.
Los conocimientos previos de los alumnos sobre la vida cotidiana no deben considerarse simplemente como errores individuales, sino como formas de aproximación a la naturaleza por parte de nuestra especie. Ya a principios de la Edad Moderna, Francis Bacon, en su Novum Organum, hablaba de los obstáculos que dificultan nuestra concepción del mundo. Los llamó ídolos. Los ídolos de la tribu surgen de la estructura de nuestro intelecto, los ídolos del foro surgen de nuestro lenguaje, los del teatro de doctrinas filosóficas y científicas erróneas, finalmente los ídolos de la caverna son errores estrictamente individuales, originados en nuestra educación y crianza.
Según Nascimento y Carvalho (2004), conocer el pasado histórico y el origen del conocimiento científico puede ser un factor de motivación para los estudiantes, puede hacer que los estudiantes se den cuenta de que la duda encontrada por ellos para el aprendizaje de un concepto científico fue la misma que encontró, en otro momento histórico, un científico reconocido en la actualidad, es decir, darse cuenta de que sus dudas estuvieron presentes en algún momento del proceso de construcción de ese concepto científico.
La historia de la ciencia, según Solbes y Traver (2001, p. 158), puede hacer que los estudiantes:
Conozcan mejor los aspectos de la historia de la ciencia, antes generalmente ignorados y, consecuentemente, mostrar una imagen de la ciencia más completa y contextualizada;
Valoren adecuadamente procesos internos del trabajo científico como: los problemas abordados, el papel de la descubierta, la importancia de los experimentos, el formalismo matemático y la evolución de los conocimientos (crisis, controversias y cambios internos);
Valoren adecuadamente aspectos externos como: el carácter colectivo del trabajo científico, las implicaciones sociales de la ciencia. Y aún afirman que ella misma puede:
Presentar una imagen menos tópica de la ciencia y de los científicos;
Mejorar el clima de la clase y la participación en el proceso de enseñanza aprendizaje.
La propuesta de una enseñanza más histórica se opone a la enseñanza mecánica, acumulativa y socialmente neutral. La inclusión de la historia de la ciencia y la filosofía de la ciencia en los contenidos escolares puede contribuir a la propuesta de metodologías de aula más desafiantes y creativas. El conocimiento científico y tecnológico forma ya parte de la vida cotidiana de los seres humanos, lo que anima a los profesores a adaptar sus prácticas educativas a esta nueva realidad, con estrategias que hagan el proceso de enseñanza y aprendizaje atractivo y estimulante para los alumnos. Poner el conocimiento al alcance de
todos, independientemente de la clase social, la cultura, las creencias y los valores es una tarea de la escuela en el siglo XXI.
La permanencia de los currículos escolares con metodologías tradicionales, según Loguercio y Del Pino (2006, p. 68), proporcionan "a los alumnos una imagen deformada de cómo se constituyen y evolucionan los conceptos científicos". También, según estos autores, los profesores, por las características de su formación, en relación con la construcción del conocimiento científico, el trabajo de los científicos, los métodos de la ciencia y la imagen de la ciencia, construyen malentendidos (LOGUERCIO; DEL PINO, 2006; MATHEWS, 1994; SOLBES; TRAVER, 2001).
Nascimento y Carvalho (2004) se apoyan en Abd-El-Khalick y Lederman (2000) para explicar que la opción de utilizar la historia es una forma de abordar la epistemología de la ciencia en el aula, apareciendo en gran medida como una alternativa a la enseñanza tradicional de las ciencias:
Los programas deben continuar con los intentos (para mejorar las concepciones de los estudiantes). Los elementos de historia y filosofía de la ciencia y/o la instrucción directa sobre la naturaleza de la ciencia son más eficaces para lograr este fin que los que utilizan procesos de actividades cerradas o no reflexivas (p. 667).
Pensar en la ciencia como un producto acabado es negar las diferentes posibilidades de transformación y construcción del conocimiento. Es disminuir la capacidad de creación y creatividad de los alumnos en la escuela; es enmascarar una ciencia que se dice verdadera. No permite nuevos descubrimientos y creaciones. La escuela, como institución encargada de transmitir el conocimiento científico, está en condiciones de crear innumerables posibilidades de hablar de ciencia en la escuela, fomentando la investigación desde la infancia.
Una disciplina de historia de la ciencia, o una aproximación histórica al conocimiento científico tiene un extraordinario valor pedagógico, una gran significación cultural que, asociada a la Filosofía de la Ciencia, tiene una relevante contribución a la comprensión epistemológica de la construcción de este conocimiento. La Historia y la Filosofía de la Ciencia pueden tener un papel facilitador en la alfabetización científica del ciudadano (LOGUERCIO; DEL PINO, 2006, p. 68).
Si los planes de estudio de formación del profesorado intentaran incorporar en sus programas componentes de Filosofía e Historia de la Ciencia, los profesores podrían debatir sobre la ciencia y sus diferentes concepciones, así como sobre el conocimiento científico y su enseñanza. Estas concepciones también serían construidas por los alumnos, en la escuela, desde sus primeros años. En esta lógica, los conocimientos previos serían los indicadores para
la introducción de nuevos conocimientos, donde la ciencia se construiría a partir de la realidad vivida, los contextos culturales, sociales y políticos.
Teniendo en cuenta los conocimientos previos como requisito para el aprendizaje de nuevos conocimientos, Stengers (2002) afirma que la ciencia debe, como cualquier otra práctica humana, insertarse en la historia y que, desde este punto de vista, no puede haber malestar, ni término medio. Sin embargo, este ideal legítimo permite eludir cuestiones problemáticas que nos llevan a preguntarnos: ¿por qué esta inserción de la historia y la filosofía de la ciencia en la formación del profesorado no es tan fluida? ¿Por qué los programas escolares no son capaces de dialogar con la historia del conocimiento científico en sus cuatro áreas de conocimiento? ¿La contextualización histórica de las materias escolares paralela al conocimiento de los contenidos a aprender puede ayudar a la escuela en la formación de la ciudadanía de sus alumnos? Y, ¿cómo hacer que los alumnos vean la ciencia y sus relaciones con la sociedad, la tecnología, la cultura y la política, es decir, con el mundo?
Partiendo de las cuestiones problemáticas, queremos que la escuela ofrezca una educación consciente y crítica, estimulando a los alumnos en su vida diaria para que tomen decisiones y tengan opciones adecuadas a la realidad vivida. Este es un ideal de educación en muchos países. Según Paixão y Cachapuz (2003, p. 31) [...], la "educación en ciencias debe contribuir a formar ciudadanos más cultos, más informados y más críticos", donde el conocimiento científico se enfrentará a los conocimientos previos del alumno, que puede tener o no resistencia al nuevo conocimiento.
El profesor, como poseedor de este conocimiento, debe buscar estrategias para transformar el sentido común en conocimiento científico. Una posibilidad es mostrar la ciencia como una construcción humana, sujeta a la influencia de factores sociales, económicos y culturales de su tiempo (DEL PINO; STRACK, 2012). Acercar la historia de la ciencia a la escuela y al acto de enseñar es un reto que debe dirigirse desde propuestas pedagógicas desafiantes, teniendo en cuenta los conocimientos previos que los alumnos traen de sus experiencias vitales.
Pero, ¿en qué sentido la educación científica puede hacer a los ciudadanos más cultos, más informados y más críticos? Uno de los primeros teóricos que se preguntó por el valor educativo de la ciencia fue Jean Jacques Rousseau. El sociólogo portugués Boaventura de Sousa Santos se refiere a este autor, su famoso Discours sur les Sciences et Les Arts, segunda
parte, una disertación escrita para un concurso organizado por la Academia de Dijon, en la que Rousseau formula varias preguntas. Estas cuestiones pusieron en duda la confianza de la Ilustración en la Razón. Boaventura de Souza Santos parafrasea las preguntas de Rousseau de la siguiente manera:
¿Existe una relación entre la ciencia y la virtud? ¿Hay alguna razón para sustituir el conocimiento ordinario que tenemos de la naturaleza y de la vida y que compartimos con los hombres y mujeres de nuestra sociedad por el conocimiento científico producido por unos pocos e inaccesible para la mayoría? ¿Contribuirá la ciencia a reducir la brecha creciente en nuestra sociedad entre lo que se es y lo que se aparenta ser, entre el saber decir y el saber hacer, entre la teoría y la práctica? Preguntas sencillas que Rousseau responde de forma igualmente sencilla, con un no rotundo (SANTOS, 1987, p. 17).
Lo que Rousseau entendía por "virtud" es lo que hoy llamaríamos excelencia moral y conciencia ciudadana. Se preguntaba si la ciencia podía contribuir al progreso moral de la humanidad. Rousseau buscó respuestas a estas preguntas en una época en la que el paradigma científico dominante era el mecanicista, un paradigma que se constituyó a partir de la revolución científica del siglo XVII y que tuvo su expresión más completa en la Física de Newton. Conviene recordar aquí cuáles eran las imágenes de la ciencia y la Naturaleza asociadas a este paradigma. A diferencia de la ciencia aristotélica, que concebía la Naturaleza como un gran ser vivo, el mecanismo newtoniano la representaba como una máquina.
En la época de Rousseau, según Santos (1987), la ciencia no era vista como una herramienta de emancipación social. Se reconoció su valor emancipador individual para los miembros de las clases acomodadas en el sentido de liberarlos de la superstición religiosa. Por otro lado, se admitía que la ciencia podía ser útil para el dominio y control de la Naturaleza, pero, como el proceso de industrialización de Europa aún no había comenzado, estos avances tecnológicos y sus aplicaciones no eran reconocidos.
Hoy daríamos una respuesta diferente a la dada por Roussau. Consideramos que la ciencia y la tecnología son esenciales para la sociedad, ya que producen diferentes vacunas para diversas enfermedades, permiten la construcción de puentes y carreteras y nos proporcionan aparatos que nos dan comodidad, como los frigoríficos y los coches. Pero también, la ciencia tiene un papel en la construcción de valores en los ciudadanos. Si para Rousseau la opresión provenía principalmente de las instituciones religiosas, hoy en día proviene más del poder político y económico, y se manifiesta de forma mucho más sutil, hasta el punto de que no se ve como tal.
La escuela puede contribuir a una reflexión crítica sobre estas trampas impuestas por el poder político y económico, transmitiendo los conocimientos científicos necesarios para que el alumno pueda formarse un juicio crítico. Aquí los educadores deberían recordar a Descartes (2012), en el libro Reglas para la guía del espíritu, cuando puso como primera regla lo siguiente: "el propósito de los estudios debe ser guiar al espíritu para que pueda formar juicios sólidos y verdaderos sobre todas las cosas que se presentan”.
En esta visión, se entiende que el desafío de los docentes, en la actualidad, según Bizzo (2002), es reconocer la posibilidad real de comprender el conocimiento científico y su importancia en la formación de nuestros alumnos, ya que contribuye efectivamente a la ampliación de la capacidad de comprensión y actuación en el mundo en que vivimos. Para Chassot (2003, p. 94), "[...] ya no es posible concebir propuestas de enseñanza de las ciencias, sin incluir en los planes de estudio componentes orientados a la búsqueda de aspectos sociales y personales de los alumnos. La "ciencia puede ser tomada como una forma de dar sentido al mundo natural y tecnológico, al mismo tiempo tiene en mente la construcción de una ciudadanía responsable” (PAIXÃO; CACHAPUZ, 2003, p. 31).
¿Cuál sería el papel de la Historia de la Ciencia dentro de esta educación científica? Induce a quienes la conocen a una sana prudencia en el sentido de ser precavidos y no aceptar nada que se presente bajo el ropaje de la ciencia como si fuera ciencia exacta, verificada y comprobada. Por otro lado, nos muestra las diferentes caras engañosas de la pseudociencia. Un caso típico de pseudociencia es la Astrología, en la que se tiene una idea errónea de lo que era, hasta el siglo XVII, ya que la identificamos como los horóscopos que hoy leemos en periódicos y revistas. Pero según Andrey et al. (2007), esta ciencia es algo mucho más sofisticado y complejo. Y explica que la Astrología mezclaba complejas herramientas matemáticas con concepciones filosóficas y mágicas. Era un fraude, pero difícil de reconocer como tal. Fue apoyada por gobernantes ansiosos de predecir el futuro de los acontecimientos políticos. Fue cultivada por personas que hoy reconocemos como grandes científicos, entre ellos Ptolomeo y Kepler. Aunque fue duramente criticada por destacados intelectuales como San Agustín y Pico de la Mirandola, sobrevivió. Sólo decayó, y se redujo a lo que es hoy, cuando la concepción aristotélica del universo fue sustituida por la concepción newtoniana (ANDREY et al., 2007).
Otro caso de pseudociencia, a finales del siglo XIX, es el de las teorías sobre las razas humanas y sobre la superioridad de unas razas sobre otras. Estas teorías mezclaban las preconcepciones raciales con las doctrinas evolucionistas basadas en la obra de Darwin y la
filosofía de Spencer, y se consideraban políticas de Estado como hacer que la población brasileña fuera blanca mediante la inmigración europea.
En adelante, la historia de la ciencia nos muestra el carácter provisional de las teorías científicas. Son las mejores conjeturas de que dispone la humanidad en un momento dado de su evolución. Conjeturas bien elaboradas, pero que en el futuro pueden considerarse parcial o totalmente inadecuadas. Para el siglo XVIII, la física newtoniana era la encarnación de la verdad, y hoy somos, sin embargo, conscientes de sus limitaciones. Corresponde a los cursos de formación del profesorado discutir en sus planes de estudio el papel de la historia de la ciencia en la sociedad, en la educación de los ciudadanos, llevando a los bancos escolares reflexiones críticas sobre la evolución de la ciencia en la actualidad y cómo ésta está presente en la vida de los seres humanos.
Hemos defendido aquí la necesidad de introducir la historia de la ciencia tanto en los planes de estudio de la formación de profesores para la Educación Básica como en las clases de las asignaturas escolares, basándonos en las siguientes razones: a) permite al profesor entender varias de las razones que hacen que el alumno no entienda sus clases; b) facilita el diálogo entre profesores de diferentes áreas de conocimiento, especialmente, entre profesores procedentes del área de las ciencias humanas y los que tienen formación en ciencias naturales, matemáticas y lenguas; c) ayuda a introducir valores necesarios para la formación de una conciencia de ciudadanía; d) hace que el aprendizaje de las materias científicas sea significativo para el alumno.
Valorar los conocimientos previos de los alumnos, relacionar las prácticas educativas de los profesores con la sociedad y la tecnología son retos emergentes en el siglo XXI. Los planes de estudio de la formación del profesorado deben prestar atención a estas demandas, dotando al futuro profesional de la educación de los conocimientos que constituyen la realidad de las escuelas y, en consecuencia, de los niños y jóvenes.
Para entendernos como ciudadanos que pertenecen a una sociedad, que pasan la mayor parte de su vida en los bancos de la escuela, es necesario rescatar la historia de esta sociedad, de esta educación, de los hechos científicos que le pertenecen. Y la Educación Básica es uno de los espacios nobles para su contextualización, y corresponde a los profesores mediar la construcción del conocimiento. Otro espacio es la formación del profesorado, al prepararlo para la enseñanza en la Educación Básica.
Abogamos por un diálogo permanente entre las áreas de conocimiento, un proceso educativo colaborativo con la mirada puesta en la formación de la ciudadanía de niños y jóvenes, donde el aprendizaje de las materias escolares las haga significativas y aplicables en la realidad vivida. En esta perspectiva, se proponen metodologías que estimulan la problematización, proyectos de investigación basados en un contexto real, una revisión histórica de la ciencia, así como su recorrido hasta hoy.
Por otro lado, los planes de estudio de la formación de profesores necesitan retomar la ciencia como un conocimiento necesario para su formación, aportando aspectos de su historia, así como de la sociedad, la naturaleza y la tecnología, rescatando y valorando el conocimiento de los profesores que se compromete a discutir la realidad, las experiencias y el conocimiento de sentido común. La historia de la ciencia permite conocer los hechos, los períodos, las rupturas de paradigmas, las rupturas y las incertidumbres ante los acontecimientos de la naturaleza. Los profesores en formación tienen que hablar de estos aspectos para trasladar estos conocimientos a su práctica docente.
Consideramos la historia de la ciencia como un ideal a alcanzar por todos los que trabajan en la educación y creemos que a través de ella podemos cambiar la realidad, haciendo de nuestros niños y jóvenes ciudadanos de su sociedad.
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A HISTÓRIA E FILOSOFIA DA CIÊNCIA NA EDUCAÇÃO BÁSICA BRASILEIRA: POR UM PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DO CONHECIMENO CIENTÍFICO NA ESCOLA
LA HISTORIA Y LA FILOSOFÍA DE LA CIENCIA EN LA EDUCACIÓN BÁSICA BRASILEÑA: POR UN PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO CIENTÍFICO EN LA ESCUELA
Viviane Maciel Machado MAURENTE1
Jorge Alberto MOLINA2 Arisa Araujo da LUZ3
RESUMO: As relações entre as ciências, o contexto histórico de sua produção e as concepções filosóficas vigentes em uma determinada época se tornam visíveis ao considerar a história da ciência. Pois ela mostra os vínculos entre a história em sentido amplo, quer dizer, história política, econômica, cultural e social, com as próprias ciências e com a filosofia da ciência. Esse artigo busca discutir a história e filosofia da ciência na educação básica, seus limites e possibilidades. Como a educação básica vem abordando a ciência na escola; como a formação de professores está trabalhando com futuros docentes a ciência na escola; como está colocada a história e filosofia da ciência nos currículos de formação de professores e na educação básica, como as áreas conversam e compartilham da história e filosofia da ciência quando da construção do conhecimento e de saberes. Se propõe a resgatar a história e filosofia da ciência enquanto saber histórico constituído através dos tempos, bem como a evolução da ciência a partir do olhar de epistemólogos como Kunh (1971), Popper (1994), Bachelard (1996). Traz reflexões acerca das limitações da educação em ciências na educação básica e finaliza contextualizando a importância da história e filosofia da ciência estar presente nos currículos de formação de professores e da educação básica.
PALAVRAS-CHAVE: História. Filosofia. Ciência. Ensino aprendizagem. Educação básica.
RESUMEN: Las relaciones entre las ciencias, el contexto histórico de su producción y las concepciones filosóficas vigentes en un momento dado se hacen visibles al considerar la historia de la ciencia. Porque muestra los vínculos entre la historia en un sentido amplio, es decir, la historia política, económica, cultural y social, con las ciencias mismas y con la filosofía de la ciencia. Este artículo busca discutir la historia y la filosofía de la ciencia en la educación básica, sus límites y posibilidades. Cómo la educación básica se ha acercado a la ciencia en la escuela; cómo la formación docente está trabajando con futuros profesores de ciencias en la escuela; cómo se coloca la historia y la filosofía de la ciencia en los planes de estudio de educación docente y la educación básica; cómo las áreas hablan y comparten la historia y la filosofía de la ciencia al construir el conocimiento y el conocimiento. Proponen rescatar la historia y la filosofía de la ciencia como conocimiento histórico constituido con el tiempo, así como la evolución de la ciencia desde la perspectiva de epistemólogos como Kunh (1971), Popper (1994), Bachelard (1996). Trae reflexiones sobre las limitaciones de la educación científica en la educación básica y termina contextualizando la importancia de la historia y la filosofía de la ciencia para estar presentes en los planes de estudio de educación docente y educación básica.
PALABRAS CLAVE: Historia. Filosofía. Ciencias. Enseñanza del aprendizaje. Educación básica.
The relationships between sciences, the historical context of their production and the philosophical conceptions in force at a given time become visible when considering the history of science. For it shows the links between history in the broadest sense, that is, political, economic, cultural and social history, with the sciences themselves and with the
philosophy of science. We know today from the classic works of Koyré (2001) and Kuhn (1957) that the scientist's practice is determined by the dominant conceptions of the world in the time in which he lives and by the historical situation at that time, even though he is not fully aware of them. We understand that philosophical assumptions establish the objects of study of sciences, the methods that are admissible in scientific practice, the criteria for formation of hypotheses, the way to verify them, the way to expose sciences in textbooks and to teach them.
Even in disciplines as abstract as the mathematical sciences and apparently so little determined by their cultural environment, those influences can be verified. Indeed, the criteria for recognizing a set of arguments as a mathematical proof have varied with the ages. For a long time, it was thought, according to the Aristotelian principle of incommunicability of genders, that a geometric proof could not use arithmetic and algebraic considerations (ARISTÓTELES, 1979, p. 44-45). Many centuries later, in his Geometry, Descartes used algebraic tools in his demonstrations. The justification of his procedure was given in the first of his Rules for the direction of the spirit, when he established the unity of all sciences (translation OLASO; ZWANCK, 1995)
Another example well known by historians of science is that of the determination of the structure of the solar system, in the 16th and 17th centuries. We know that Ptolemy, Copernicus, Kepler, Galileo and Tycho Brahe formed different astronomical hypotheses. Ptolemy and Copernicus believed that the motion of the planets should be explained in terms of the composition of circular motions because they were both dependent on the ancient philosophical idea that circular motion is perfect motion, as it has neither beginning nor end, thus corresponding to perfect beings as the planets were considered (ANDRÉ, 1996; ANDREY et al., 2007).
Kepler had the audacity to break this conception, but this was not free from philosophical influences. Indeed, the framework for the solar system he proposed shows that Kepler was guided by the hypothesis, dependent on Pythagorean philosophy, that there must be a correspondence between the number of regular polyhedra and the number of planets. If Copernicus placed the sun at the center of the solar system, it was because of the influence of neoplatonic ideas in force in the Renaissance, which were represented, among other authors, by Marsilio Ficino (KUHN, 1957, p. 154). Neoplatonic and Pythagorean elements are also found in Kepler's Astronomy.
It is possible to determine in detail the influence of the historical situation in which scientists live or have lived on their work. According to Andrey et al. (2007), medicine in the
Middle Ages was limited in its advance by the prohibition, which came from classical antiquity, to dissect human cadavers. Thus, physicians' knowledge of human anatomy was restricted to what could be apprehended through the dissection of animals. The author also explains that, at that time, surgeries were not performed by the doctor, but by the barber, a practical man. The doctor, based on his readings of the ancient masters of classical antiquity, Hippocrates and Galen, prescribed which treatments should be performed, including surgery among them. (ANDREY et al., 2007).
The great advance in medical knowledge took place when, in the 17th century, as a consequence of the mechanistic conception of Nature and Cartesian dualism, the human body was no longer seen as something sacred and started to be considered as a simple machine. According to André (1996), we found a whole cultural environment that made this new conception possible: machine builders (mechanics) gained social prestige and money at that time, art began to represent the naked human body, philosophical and theological thought found its marks of divine action in the human soul and not in Nature, the soul being conceived by Descartes as a reality completely different from the body. In fact, Descartes proved the existence of God from the presence of the idea of God in the human soul, unlike what St. Thomas Aquinas, the greatest representative of medieval Scholastics, did, who intended to demonstrate the existence of God from the reality of movement in the Nature.
And yet, innovative scientists are not totally subordinated to a tradition, a certain historical and cultural situation in such a way that their freedom to think is totally restricted. They can, on the contrary, enrich and modify that tradition. But to appreciate their innovations, we must bear in mind the historical framework in which they developed their work. As Stengers tells us (2002, p. 12, our translation):
The history of science does not have human beings "in the service of truth" as actors, if this truth must be defined according to criteria that escape history, but human beings "in the service of history", whose problem is to transform history and transform it in such a way that their colleagues, also those who, after them, will write the story, are obliged to speak of their invention as a “discovery” that others could have made.
Brazilian Basic Education comprises children and young people from 6 to 18 years of age, totaling 12 years of study. The Brazilian public education system was created at the end of the 19th century, at a time when Comte's positivism was strongly in force in the country, which was adopted by the political elite as a modernizing ideology. At that time, the country
had been transformed into a Republic, leaving behind the monarchical regime linked to slaveholders. As is well known, positivism had a linear conception of the intellectual evolution of Humanity. The superior stage of this evolution corresponds, according to Comte, to Science, which would surpass Philosophy and Religion. Comte's time corresponds to a period of great development of the exact and natural sciences. It is also the time of the industrialization of Europe, a time when positivists thought that the methods used in the natural sciences could serve to build a science of man and society. It was at that time that the human sciences emerged (ANDREY et al., 2007).
For our theme, it is interesting to reflect on the influence of the positivist ideology on the formation of Brazilian education professionals, as well as its influence on school curricula. The positivists introduced in Brazil the physical and natural sciences in primary and secondary schools. Positivism in Brazil represented a break on the one hand with the so-called bachelor culture, represented by law graduates. This was a rhetorical and literary culture, based on legal Latin and on the study of codes and various theories on Law and the State. On the other hand, Brazilian positivism was also opposed to ecclesiastical culture, based on Catholic Theology and Scholastic Philosophy. Thus, Brazilian positivism placed itself in the name of science, and of progress, against the two branches of humanist education, in the way they were represented in Brazil at that time, namely, the rhetorical-literary and philosophical tradition (CHALMERS, 1993).
As the direction of education in the nascent republic was in the hands of people influenced by the positivist ideology, there was a divorce in the school environment between scientific culture and humanist culture, within which the teaching of history is found. This divorce persists to this day and shows up in textbooks used for teaching science at both elementary and high school levels. These texts barely mention the links between the sciences, history and philosophy. And when they mention them, they do it in a simplified way.
A consequence of the positivist conception in Brazilian education was that it reinforced the idea that school subjects are isolated from one another and should be dealt with in this way. Even though more than 120 years after this positivist conception was introduced in Brazil, traces of it can be found in the school environment. Even with the division into 4 areas of knowledge (languages, mathematics, humanities and natural sciences), we still find little dialogue in the areas and between areas, the discussion of science in the construction of scientific knowledge with a view to the development of students' citizenship.
Educational concepts linked to positivism have, among others, these defects: not being able to properly understand school failure in learning scientific subjects and not contributing to making this learning meaningful. It is still common today to attribute failure in scientific disciplines to the student. He would not have the talent for mathematics or his abilities for attention and observation would be limited, or would not relate concepts and situations, nor would he perceive similarities and analogies. However, if the teacher goes further, he would realize that the difficulties presented by the students often result from the fact that they are linked to conceptions arising from common sense.
This common sense is not only the product of outdated scientific ideologies or doctrines, but it is also based on the way our senses perceive the world and on the way our minds work. Common sense is a psychic, social and cultural product. We must bear in mind that if Humanity took so long to know that the Earth is moving, it is because we have not noticed its movement, unlike what happens when we are inside a moving car.
A person who has never taken elementary physics classes will tend to believe that the heavier body falls faster than the lighter one. Certainly, most people believe that a three- dimensional figure whose sides are infinite necessarily has infinite volume, even though Torricelli showed about four hundred years ago that this is not always the case. Many people think that a whale is a fish, and they do not see more than a stone in a fossil. For the layman, a table is something solid and compact, while for the physicist and for the person who has mastered the rudiments of this science, any table is a compound of atoms and these are not something compact, they are not a full space, but they include a large part the empty.
Common sense, based on our sensory perception, leads us to believe that the Sun is two or three times larger than the Moon. And yet, science tells us that the diameter of the first star is 1,391,000 km and the second is just 3474.2 km. These beliefs, which are imposed on the scientific knowledge taught by the school system, we call errors, as they are rooted in our language and our culture. If the student has difficulties in mastering certain scientific concepts and theories, it is because humanity had the same difficulties, and this is what the history of science shows (ANDREY et al., 2007).
In the 20th century, the epistemologist Gaston Bachelard called epistemological obstacles these individual and collective barriers to the construction of scientific knowledge. He brought to the discussion the notion of epistemological obstacles as the steps to be overcome for the acquisition of scientific knowledge, that is, to move from already known
knowledge to new knowledge, there are obstacles to be overcome. We can say that these are the obstacles that the child in their cognitive development and Humanity in the construction of science had to overcome. If the student takes a long time to understand a principle such as the law of inertia or the concepts of negative and imaginary numbers, or the laws of Kepler or the evolutionary links between different species, it is because Humanity itself was slow to reach this knowledge.
The evolution of sciences is hampered by epistemological obstacles, including common sense, perceptible data [...]. To be able to overcome them, epistemological acts are necessary: rupture with previous knowledge, followed by its restructuring (BACHELARD, 1996, p. 62, our translation).
Bachelard stresses the need to break with knowledge based on common sense. This knowledge is concrete, based on sensory perception, whereas scientific knowledge tends towards abstraction. According to Bachelard (1996, p. 49, our translation),
[...] the act of knowing takes place against previous knowledge, overcoming what, in the spirit itself, is an obstacle to spiritualization [...]. This means that the successive contradictions of the past, which appear as authentic epistemological ruptures, would be the driving force behind the development of scientific knowledge. In this sense, the history of science would advance based on successive epistemological ruptures.
The history of science for Bachelard shows the successive overcoming of epistemological obstacles. In this process, knowledge is seen as advancing progressively, approaching the truth through a long work of construction and rectification, breaking with previous knowledge (SAITO, 2013). This is how the history of science must be presented in schools, showing the processes that led to the overcoming of epistemological obstacles that emerged in the attempt to understand nature. Thus, the process of building scientific knowledge becomes more accessible and clearer not only for the student, but also for the teacher.
Previous knowledge of students' daily lives should not be seen only as individual errors but as ways that our species has to approach Nature. At the beginning of the modern age, Francis Bacon, in his Novum Organum, spoke about the obstacles that hinder our conception of the world. He called them idols. Tribal idols stem from the structure of our intellect, forum idols arise from our language, theater idols from wrong philosophical and scientific doctrines, finally cave idols are strictly individual errors, originated in our education and in our upbringing.
According to Nascimento and Carvalho (2004), knowing the historical past and the origin of scientific knowledge can be a motivating factor for students, it can make students realize that the doubt they encountered for learning a scientific concept was the same who found, in another historical moment, a scientist recognized today, that is, they realize that their doubts were present at some point in the process of building this scientific concept.
The history of science, according to Solbes and Traver (2001, p. 158, our translation), can make students:
Know better the aspects of the history of science that were generally ignored before and, consequently, show a completer and more contextualized picture of science;
Appropriately value internal processes of scientific work, such as: the problems addressed, the role of discovery, the importance of experiments, mathematical formalism and the evolution of knowledge (crises, controversies and internal changes);
Adequately value external aspects such as: the collective character of scientific work, the social implications of science.
And they still claim that it can:
Present a less topical picture of science and scientists;
Improve classroom climate and participation in the teaching-learning process.
The proposal for a more historic teaching is opposed to mechanical, cumulative and socially neutral teaching. The inclusion of the history of science and philosophy of science in school contents can contribute to the proposal of more challenging and creative classroom methodologies. Scientific and technological knowledge is currently part of human beings' daily lives, encouraging teachers to adapt their educational practices to this new reality, with strategies that make the teaching and learning process attractive and challenging for students. Making knowledge available to everyone, regardless of social class, culture, beliefs and values is a task for schools in the 21st century.
The permanence of school curricula with traditional methodologies, according to Loguercio and Del Pino (2006, p. 68, our translation), provides “students with a distorted image of how scientific concepts are constituted and evolve”. And, according to these authors, teachers, also, due to the characteristics of their formation, in relation to the construction of scientific knowledge, the work of scientists, the methods of science and the image of science, build misunderstandings (LOGUERCIO; DEL PINO, 2006; MATHEWS, 1994; SOLBES; TRAVER, 2001).
Nascimento and Carvalho (2004) rely on Abd-El-Khalick and Lederman (2000) to explain that the option to use history is a way of approaching the epistemology of science in the classroom, appearing as an alternative to traditional science teaching:
Programs must continue with attempts (to improve student conceptions). Elements of the history and philosophy of science and/or direct instruction in the nature of science are more effective in achieving this end than those using closed or non-reflective activity processes (p. 667, our translation).
Thinking of science as a finished product is to deny the different possibilities for transformation and construction of knowledge. It is to reduce the creative capacity and creativity of students at school, it is to mask a science that is said to be true. It is not allowing new discoveries and creations. The school, as responsible for transmitting scientific knowledge, is able to create countless possibilities to talk about science in school benches, encouraging research from childhood.
A history of science discipline, or a historical approach to scientific knowledge, has an extraordinary pedagogical value, a great cultural significance that, associated with the Philosophy of Science, has a relevant contribution to the epistemological understanding of the construction of this knowledge. The History and Philosophy of Science can play a facilitating role in the citizen's scientific literacy (LOGUERCIO; DEL PINO, 2006, p. 68, our translation).
If teacher education curricula sought to incorporate Philosophy and History of Science components into their curricula, teachers could discuss science and its different conceptions, as well as scientific knowledge and its teaching. These conceptions would also be built by students, at school, from their early years. In this logic, prior knowledge would be the indicators for the introduction of new knowledge, where science would be built from the lived reality, from cultural, social and political contexts.
Considering prior knowledge as a prerequisite for learning new knowledge, Stengers (2002) states that science must, like any other human practice, be inserted in history and that, from this point of view, there can be no disengagement, nor in between. However, this legitimate ideal allows us to elide problem questions that lead us to ask: why is this insertion of the history and philosophy of science in teacher education not so peaceful? Why are school curricula not able to dialogue with the history of scientific knowledge in its four areas of knowledge? Can the historical contextualization of school subjects parallel to knowledge of the content to be learned help the school in the formation of citizenship for its students? And,
how to make students see science and its relationship with society, technology, culture and politics, in other words, with the world?
Starting from the problem questions, we want the school to offer a conscious and critical education, encouraging students in their daily lives to make decisions and make adequate choices with the reality they experience. This is an educational ideal in many countries. According to Paixão and Cachapuz (2003, p. 31, our translation) [...], "science education should contribute to form more cultured, more informed and more critical citizens", where scientific knowledge will be confronted with the student's prior knowledge, which may or may not have resistance to new knowledge.
The teacher, as holder of this knowledge, is responsible for seeking strategies to transform common sense into scientific knowledge. One possibility is to show science as a human construction, subject to the influence of social, economic and cultural factors of its time (DEL PINO; STRACK, 2012). Bringing the history of science closer to school and the act of teaching is a challenge that should be pursued based on challenging pedagogical proposals, considering the prior knowledge that students bring from their life experiences.
But in what sense can science education make citizens more educated, more informed and more critical? One of the first theorists to ask himself about the educational value of science was Jean Jacques Rousseau. The Portuguese sociologist Boaventura de Sousa Santos refers to this author, to his famous Discours sur les Sciences et Les Arts, second part, a dissertation written for a competition organized by the Academy of Dijon, in which Rousseau asks several questions. These questions pointed to doubts on the Enlightenment's trust in Reason. Boaventura de Souza Santos paraphrases Rousseau's questions as follows
Is there any relationship between science and virtue? Is there any reason to replace the common knowledge we have of nature and life and which we share with men and women in our society with scientific knowledge produced by the few and inaccessible to the majority? Will science contribute to reducing the growing gap in our society between what one is and what one appears to be, knowing how to say and knowing how to do, between theory and practice? Simple questions that Rousseau answers just as simply, with a round no (SANTOS, 1987, p. 17, our translation).
What Rousseau understood by “virtue” is what we would call today moral excellence and citizen conscience. He asked whether science could contribute to the moral progress of humanity. Rousseau sought answers to these questions at a time when the dominant scientific
paradigm was the mechanistic one, a paradigm that was constituted from the scientific revolution of the 17th century and which had its most complete expression in Newton's Physics. It is opportune here to remember which images of science and Nature were associated with this paradigm. Unlike Aristotelian science that conceived Nature as a great living being, Newtonian mechanism represented it as a machine.
In Rousseau's period, according to Santos (1987), science was not seen as a tool for social emancipation. Its individual emancipatory value was recognized for members of the wealthy classes in the sense of freeing them from religious superstition. On the other hand, it was admitted that science could be useful for the domain and control of Nature, but, as the industrialization process in Europe had not yet started, these technological advances and their applications were not recognized.
Today we would give a different answer to the one given by Rousseau. We see science and technology as essential for society, as they produce different vaccines for various diseases, allow the construction of bridges and roads, and put at our disposal devices that give us comfort, such as refrigerators and cars. But also, science has a role in the construction of values in citizens. If for Rousseau oppression came mainly from religious institutions, today it comes more from political and economic power, and manifests itself in much more subtle ways to the point where it is not seen as such.
The school can contribute to the critical reflection of these traps imposed by political and economic power, transmitting the necessary scientific knowledge so that the student can form his/her critical judgment. Here, educators should remember Descartes (2012), in the book Rules for Orientation of the Spirit, when he put as the first rule the following: “the purpose of studies should be to direct the spirit so that it can form solid and true judgments about all the things that are presented to it” (our translation).
In this bias, it is understood that the challenge for teachers, currently, according to Bizzo (2002), is to recognize the real possibility of understanding scientific knowledge and its importance in the education of our students, since it effectively contributes to the expansion of ability to understand and act in the world in which we live. As for Chassot (2003, p. 94, our translation), “[...] it is no longer possible to conceive proposals for the teaching of science, without including in the curricula components that are oriented towards the search for social and personal aspects of students”. “Science can be taken as a way of making sense of the natural and technological world, at the same time it has in mind the construction of responsible citizenship” (PAIXÃO; CACHAPUZ, 2003, p. 31, our translation).
What would be the role of the history of science within this science education? It induces those who know it a sound prudence in the sense of being cautious and not accepting anything that presents itself under the clothes of science as if it were exact science, verified and proven. On the other hand, it shows us the different deceptive faces of pseudoscience. A typical case of pseudoscience is that of Astrology, in which there is an erroneous conception of what it was, until the 17th century, as we identified it as the horoscopes we read today in newspapers and magazines. But, according to Andrey et al. (2007), this science is something much more sophisticated and complex. And he explains that Astrology mixed complex mathematical tools with philosophical and magical conceptions. It was a fraud, but difficult to recognize as such. It was supported by rulers eager to predict the future of political events. It was cultivated by people we now recognize as great scientists, including Ptolemy and Kepler. Though harshly criticized by prominent intellectuals such as St. Augustine and Pico de la Mirandola, it survived. It only declined, and was reduced to what it is today, when the Aristotelian conception of the universe was replaced by the Newtonian conception (ANDREY et al., 2007).
Another case of pseudoscience, at the end of the 19th century, is that of theories about the human races and about the superiority of some races over others. These theories mixed racial prejudice with evolutionary doctrines based on Darwin's work and Spencer's philosophy, being considered state policies such as turning the Brazilian population white through European immigration.
Henceforth, the history of science shows us the provisional character of scientific theories. They are the best conjectures that Humanity has at a time in its evolution. Well- thought-out conjectures, but which in the future may be considered partially or totally inadequate. For the eighteenth century, Newtonian physics was the embodiment of truth, and today we are, however, aware of its limitations. It is up to teacher education courses to discuss in their curricula the role of the history of science in society, in the education of citizens, bringing critical reflections to the school benches regarding the evolution of science today and how this science is present in the life of the human being.
Here, we have defended the need to introduce the history of science both in the teacher formation curricula for Basic Education, as well as in school subjects classes, based on the following reasons: a) it allows the teacher to understand several of the reasons that make the
student does not understand their classes; b) it provides dialogue between teachers from different areas of knowledge, especially between teachers coming from the area of human sciences and those with formation in the sciences of nature, mathematics and languages; c) it helps to introduce values that are necessary for the formation of an awareness of citizenship;
d) it makes the learning of scientific subjects meaningful for the student.
Valuing students' prior knowledge, relating teachers' educational practices to society and technology are emerging challenges in the 21st century. The teacher formation curricula must pay attention to these demands, providing the future professional of education with knowledge that constitutes the reality of schools, consequently of children and young people.
In order for us to understand ourselves as a citizen who belongs to a society, which spends most of his life on school benches, it is necessary to recover the history of this society, of this education, of the scientific facts belonging to it. And Basic Education is one of the noble spaces for its contextualization, it being up to teachers to mediate the construction of knowledge. Another space is the training of teachers, preparing them for teaching in Basic Education.
We defend a permanent dialogue between the areas of knowledge, a collaborative education process with a view to the formation of citizenship for children and young people, where the learning of school subjects makes them meaningful and applicable to the lived reality. From this perspective, methodologies are suggested that encourage problematization, research projects from a real context, historical rescue of science, as well as its path to the present day.
On the other hand, teacher education curricula need to revisit science as a necessary knowledge of their education, bringing aspects of their history, as well as of society, nature and technology, rescuing and valuing teacher knowledge who are committed to discussing reality, experiences and knowledge of common sense. The history of science enables the knowledge of facts, periods, paradigm shifts, ruptures and uncertainties regarding the events of nature. Teachers in formation need to dialogue about these aspects in order to take this knowledge to their teaching practices.
We consider the history of science an ideal to be achieved by all who work in education and believe that through it we can change reality, making our children and young people citizens of their society.
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