Meaningful learning about the Nature of Science: the historical inquiry approach in elementary education

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e109213

Keywords:

Metascience, History and Philosophy of Science, Inquiry-based Teaching, PMTU, Thermodynamics

Abstract

This article investigates evidence of meaningful learning about the Nature of Science during the implementation of a Potentially Meaningful Teaching Unit, structured around historical inquiry-based approaches within the context of Thermodynamics instruction. The study was conducted with 16 seventh-grade students from a public school in Uruguaiana, Brazil. Data collection involved participant observation recorded in a field diary, as well as two open-ended questionnaires administered as pre-test and post-test, which were analyzed using Discursive Textual Analysis. The results indicate that the historical inquiry-based approach contributed to the assimilation, elaboration, and differentiation of subsumers related to the Nature of Science, as evidenced by more sophisticated understandings of the tentative nature of scientific knowledge, the processes of scientific communication and validation, and the collective and sociocultural character of science. However, the persistence of some simplified views was observed, particularly regarding experimentation and the development of scientific theories. Thus, although the historical inquiry-based approach proved potentially meaningful, further research is needed to deepen the understanding of its contributions and limitations.

Author Biographies

Oscar Vitor dos Santos Borba, Doutorando

Doutorando pelo Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências: Química da Vida e Saúde (PPgECi) da Universidade Federal do Pampa (Unipampa). Mestre em Educação em Ciências (PPgECi - Unipampa) e licenciado em Ciências da Natureza (Unipampa). Participou do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID) e do Programa de Residência Pedagógica (PRP), atuando na rede básica de ensino de Uruguaiana-RS (2020-2023). Realizou estágio no Instituto Federal Farroupilha de Ciência e Tecnologia (IFFar), integrando o Núcleo de Apoio às Pessoas com Necessidades Educacionais Específicas - NAPNE (2021-2023). Membro do Clube de Astronomia de Uruguaiana, projeto dedicado à divulgação científica e à popularização da Astronomia para a comunidade, foi bolsista de Apoio à Difusão do Conhecimento (ADC-1C) do CNPq (2023-2024), atuando na execução do projeto "Astrofísica dos Corpos Negros". Foi bolsista CAPES/DS na modalidade de Mestrado (2024-2025). Atua como pesquisador do Grupo Mega potencializador de ensino-aprendizagem significativa (G-MEGA), onde investiga a utilização de abordagens históricas e investigativas para o ensino da Natureza da Ciência na Educação Básica.

Ronan Moura Franco, Secretaria Municipal de Uruguaiana/RS

Licenciado em Ciências da Natureza, Mestre e Doutor em Educação em Ciências pela Universidade Federal do Pampa (Unipampa). Atualmente é coordenador da área de Ciências da Natureza na Secretaria Municipal de Uruguaiana/RS. Possui experiência no ensino de Ciências da Natureza e Robótica Educacional nos anos finais do Ensino Fundamental, assim como em Física e Biologia no Ensino Médio. Na Educação Superior, atuou como Professor Substituto do curso de Ciências da Natureza - Licenciatura da Unipampa. Integrante do Grupo de Pesquisa em Inovação Pedagógica (GRUPI).

Carla Beatriz Spohr, Universidade Federal do Pampa

Licenciada em Matemática e Física, Mestre em Ensino de Física e Doutora em Educação em Ciências. Docente nos cursos de Ciências da Natureza - Licenciatura e PPG Educação em Ciências da Universidade Federal do Pampa (Unipampa). Coordenadora de Área do PIBID subprojeto Ciências da Natureza e líder do Grupo Mega potencializador de ensino-aprendizagem significativa (G-Mega).

References

ALLCHIN, D. Evaluating knowledge of the nature of (whole) science. Science Education, Hoboken, v. 95, n. 3, p. 518-542, 2011.

ALLCHIN, D. Beyond the Consensus View: Whole Science. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, Toronto, v. 17, n. 1, p. 18-26, 2017.

ALLCHIN, D.; ANDERSEN, H. M.; NIELSEN, K. Complementary approaches to teaching Nature of Science: integrating student inquiry, historical cases, and contemporary cases in classroom practice. Science Education, Hoboken, v. 98, n. 3, p. 461-486, 2014.

ALTERS, B. Whose nature of science? Journal of Research in Science Teaching, Hoboken, v. 34, n. 1, p. 39-55, 1997.

AUSUBEL, D. P. Educational Psychology: a cognitive view. New York: Holt, Rinehart and Winston, 1968.

AUSUBEL, D. P. Aquisição e retenção de conhecimentos: uma perspectiva cognitiva. Lisboa: Paralelo Editora, 2003.

BEJARANO, N. R. R.; ADURIZ-BRAVO, A.; BONFIM, C. S. Natureza da Ciência (NOS): para além do consenso. Ciência & Educação, Bauru, v. 25, n. 4, p. 967-982, 2019.

BRASIL. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: Ministério da Educação, 2018.

CARVALHO, A. M. P. Fundamentos teóricos e metodológicos do ensino por investigação. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 18, n. 3, p. 765-794, 2018.

GARCIA, I. K.; MENDES, F. UEPS: contribuições em ensino de Ciências da Natureza e Matemática. v. 1. São Carlos: Pedro & João Editores, 2023.

GIL, A. C. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2002.

GIL-PÉREZ, D. et al. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação, Bauru, v. 7, n. 2, p. 125-153, 2001.

GIL-PÉREZ, D. et al. Technology as "Applied Science": a serious misconception that reinforces distorted and impoverished views of science. Science & Education, Dordrecht, v. 14, n. 3-5, p. 309-320, 2005.

HODSON, D.; WONG, S. L. Going beyond the consensus view: broadening and enriching the scope of NOS-oriented curricula. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, Toronto, v. 17, n. 1, p. 3-17, 2017.

IRZIK, G.; NOLA, R. A family resemblance approach to the Nature of Science for Science Education. Science & Education, Dordrecht, v. 20, n. 7, p. 591-607, 2011.

IRZIK, G.; NOLA, R. New directions for Nature of Science research. In: MATTHEWS, M. R. (Org.). International handbook of research in history, philosophy and science teaching. Dordrecht: Springer, 2014. p. 999-1021.

KUHN, T. S. A estrutura das revoluções científicas. 5. ed. São Paulo: Perspectiva, 1962.

LEDERMAN, N. et al. Views of Nature of Science Questionnaire: toward valid and meaningful assessment of learners' conceptions of Nature of Science. Journal of Research in Science Teaching, Hoboken, v. 39, n. 6, p. 497-521, 2002.

MARTINS, A. F. P. Natureza da Ciência no ensino de ciências: uma proposta baseada em "temas" e "questões". Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 32, n. 3, p. 703-737, 2015.

MATTHEWS, M. R. Changing the focus: from Nature of Science to features of science. In: KHINE, M. S. (Org.). Advances in Nature of Science Research: Concepts and Methodologies. Dordrecht: Springer, 2012. p. 3-26.

MCCOMAS, W. F. Principal elements of Nature of Science: informing science teaching while dispelling the myths. In: MCCOMAS, W. F. Nature of Science in Science Instruction. Cham: Springer, 2020. p. 35-65.

MCCOMAS, W. F.; OLSON, J. The Nature of Science in international science education standards documents. In: MCCOMAS, W. F. The Nature of Science in Science Education. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1998. p. 41-52.

MORAES, R.; GALIAZZI, M. C. Análise Textual Discursiva. 3. ed. Ijuí: Unijuí, 2016.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem Significativa: a teoria e textos complementares. São Paulo: Livraria da Física, 2011a.

MOREIRA, M. A. Metodologias de pesquisa em ensino. São Paulo: Livraria da Física, 2011b.

MOREIRA, M. A. Unidades de Enseñanza Potencialmente Significativas – UEPS. Aprendizagem Significativa em Revista, Porto Alegre, v. 1, n. 2, p. 43-63, 2011c.

MOREIRA, M. A.; MASINI, E. F. S. Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. São Paulo: Moraes, 1982.

MOURA, B. A. O que é Natureza da Ciência e qual sua relação com a História e Filosofia da Ciência? Revista Brasileira de História da Ciência, Rio de Janeiro, v. 7, n. 1, p. 32-46, 2014.

PEDUZZI, L.; RAICIK, A. C. Sobre a Natureza da Ciência: asserções comentadas para uma articulação com a História da Ciência. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 25, n. 2, p. 19-55, 2020.

POPPER, K. A lógica da pesquisa científica. 2. ed. São Paulo: Cultrix, 2005.

PORLÁN, R.; MARTÍN, J. El diario del profesor: un recurso para la investigación en el aula. Sevilha: Díada Editora, 1991.

PRAIA, J.; GIL-PÉREZ, D.; VILCHES, A. O papel da Natureza da Ciência na educação para a cidadania. Ciência & Educação, Bauru, v. 13, n. 2, p. 141-156, 2007.

PRODANOV, C. C.; FREITAS, E. C. Metodologia do trabalho científico: métodos e técnicas da pesquisa e do trabalho acadêmico. 2. ed. Novo Hamburgo: Feevale, 2013.

RAU, G.; ANTINK-MEYER, A. Distinguishing science, engineering, and technology. In: MCCOMAS, W. F. (Org.). Nature of Science in Science Instruction. Cham: Springer, 2020. p. 159-176.

RUPPENTHAL, R.; COUTINHO, C.; MARZARI, M. R. B. Alfabetização e letramento científico: dimensões da educação científica. Research, Society and Development, Vargem Grande Paulista, v. 9, n. 10, e7559109302, 2020.

SASSERON, L. H. Alfabetização científica e documentos oficiais brasileiros: um diálogo na estruturação do ensino da Física. In: CARVALHO, A. M. P. (Org.). Ensino de Física. São Paulo: Cengage Learning, 2010. p. 1-27.

THOMAS, G.; DURANT, J. Scientific literacy: issues and perspectives. Scientific Literacy Papers, [s. l.], p. 1-14, 1987.

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Published

2026-08-26

How to Cite

Borba, O. V. dos S., Franco, R. M., & Spohr, C. B. (2026). Meaningful learning about the Nature of Science: the historical inquiry approach in elementary education . Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 43(2), 297–329. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2026.e109213

Issue

Vol. 43 No. 2 (2026): Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Section

Ensino e aprendizagem de Ciências/Física

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