A Systematization of Criticisms of Heuristic Principles Representative of the Nature of Sciences

Authors

  • Ronivan Sousa da Silva Suttini Instituto Federal do Mato Grosso do Sul
  • João José Caluzi Universidade Estadual Paulista, Campus Bauru
  • Nádia Cristina Guimarães Errobidart Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande https://orcid.org/0000-0002-7240-5723

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2023.e92118

Keywords:

History and Philosophy of Science, Nature of Science, Consensus Vision, Literature Review, Lederman

Abstract

Discussions about the Nature of Science (NOS) are relevant to forming teachers in scientific disciplines. In addition to supporting the construction of a more authentic image of scientific work, it allows the implementation of more critical and reflective approaches in teaching practice. However, researchers diverge on "what" and "how" to teach NOS better. In this context, the so-called consensus view on NOS has increasingly faced criticism regarding its form and content. Although it is possible to identify studies that analyze each of these criticisms, attempts to group them in such a way as to build a general view of the subject are scarce. This article presents a systematization of the criticisms attributed to the consensual view on NOS and NOS tenets in the Brazilian literature on science education research. We analyzed 37 articles published in prominent journals and the five critical frameworks frequently cited by the authors. We identified 13 main criticisms, which were organized into three dimensions (categories) according to the observed focus: A) Problems of Pedagogical Instruction (04 criticisms); B) Epistemic Problems (04 criticisms); and C) Problems of Selection of NOS tenets (05 criticisms). One observed that the citations of the authors concentrated in categories A and B. Based on the results obtained, one can conclude that this debate will be long, as it still requires empirical evidence, discussion, reflection, and argumentation by supporters and critics of the consensual view of NoS and NOS tenets.

Author Biographies

Ronivan Sousa da Silva Suttini, Instituto Federal do Mato Grosso do Sul

Desde março de 2021, é discente regular no curso de Doutorado em Educação para a Ciência da Universidade Estadual Paulista - UNESP, Campus Bauru - SP. Mestrado em Ensino de Ciências pela Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – UFMS (2015). Especialização em MBA em Gestão Escolar pela Universidade de São Paulo - USP/Esalq (2021). Graduação em Licenciatura em Física pela Universidade Estadual Paulista – UNESP (2007). Ocupa o cargo de professor efetivo EBTT (Física) desde 2011 no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso do Sul (IFMS). Atualmente está lotado no campus Três Lagoas / MS. Entre 2007 a 2011 atuou como professor de Física em diversas escolas particulares de ensino médio. Tem experiência na área de Educação (Ensino Médio e Superior), com ênfase em Ensino de Ciências [Física], atuando principalmente nos seguintes temas: História, Filosofia e Sociologia das Ciências; Ensino de Física Moderna e Contemporânea; Efeito Fotoelétrico e Aprendizagem Significativa.

João José Caluzi, Universidade Estadual Paulista, Campus Bauru

Possui bacharelado (1989), mestrado (1991) e doutorado (1995) em Física, pelo Instituto de Física "Gleb Wataghin" da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Em 2010/2011, realizou estágio de pós-doutoramento no "Centre de Recherche en Histoire des Sciences et des Techniques". Atualmente, é professor livre docente da Universidade Estadual Paulista (UNESP- Bauru) - Faculdade de Ciências . Coordena o Centro de Divulgação e Memória da Ciência e Tecnologia (CDMCT). Também é professor do Programa de Pós-Graduação em Educação para a Ciência, da Unesp/FC. Os principais temas de pesquisa são: História da Ciência, Ensino de Ciências e Divulgação Científica.

Nádia Cristina Guimarães Errobidart, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande

Possui Licenciatura em Física com doutorado em Educação. É docente na Universidade Federal de Mato Grosso do Sul dos curso de graduação em Física Licenciatura e do mestrado e doutorado do Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências. Pesquisadora do Grupo Interdisciplinar de Pesquisas em Ensino de Ciências GINPEC/UFMS, no qual participa e coordena projetos de pesquisa relacionados com a construção do conhecimento em ciências e a formação de professores de ciências.

References

AMERICAN ASSOCIATION FOR THE ADVANCEMENT OF SCIENCE (AAAS). Benchmarks for Science Literacy. Washington, DC: AAAS Press, 1993.

ABD-EL-KHALICK, F.; BELL, R. L.; LEDERMAN, N. G. The Nature of Science and instructional practice: making the unnatural natural. Science Education, New York, v. 82, n. 4, p. 417-436, 1998.

ADÚRIZ-BRAVO, A. Una introducción a la naturaleza de la Ciencias. La Epistemología en la enseñanza de las Ciencias Naturales. Buenos Aires: Fondo de Cultura Económica, 2005.

ADÚRIZ-BRAVO, A. A proposal to teach the Nature of Science (NOS) to science teachers: the “structuring theoretical fields” of NOS. Review of Science, Mathematics and ICT Education, Patras, v. 1, n. 2, p. 41-56, 2007.

ADURIZ-BRAVO, A.; ARIZA, Y. Las imágenes de ciencia y de científico: una puerta de entrada a la naturaleza de la ciencia. In: ADÚRIZ-BRAVO, A.; DIBARBOURE, M.; ITTURALDE, S. (Org,). El quehacer del científico al aula: pistas para pensar. Montevideo: Fondo Editorial Queduca. 2013. p. 13-20.

ALLCHIN, D. Evaluating knowledge of the Nature of (whole) Science. Science Education, New York, v. 95, n. 3, p. 518-542, 2011.

ALLCHIN, D. Toward clarity on whole science and KNOWS. Science Education, v. 96, n. 4, p. 693-700, 2012.

ALLCHIN, D. Teaching the nature of science: perspectives & resources. Saint Paul: SHiPS Education Press, 2013.

ALLCHIN, D. Beyond the consensus view: whole science. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology, Cham, 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 class-room practice. Science Education, New York, v. 98, n. 3, p. 461-486, 2014.

ALTERS, B. J. Whose Nature of Science? Journal of Research in Science Teaching, New York, v. 34, n. 1, p. 39-55, 1997.

AZEVEDO, N. H.; SCARPA, D. L. Revisão sistemática de trabalhos sobre concepções de Natureza da Ciência no ensino de Ciências. Revista Brasileira de Pesquisa em Ensino de Ciências, Belo Horizonte, v. 17, n. 2, p. 579-619, 2017.

BAGDONAS, A.; ZANETIC, J.; GURGEL, I. Controvérsias sobre a Natureza da Ciência como enfoque curricular para o ensino da Física: o ensino de História da Cosmologia por meio de um jogo didático. Revista Brasileira de História da Ciência, Rio de Janeiro, v. 7, n. 2, p. 242-260, 2014.

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

BRENZAM-FILHO, F. B.; ANDRADE, M. A. B. S. Noções de estudantes a respeito dos aspectos da Natureza da Ciência e de uma investigação científica. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, Florianópolis, v. 12, n. 1, p. 303-330, 2019.

CARDOSO, D. et al. Texto jornalístico sobre Ciência: uma análise do discurso sobe a Natureza da Ciência. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, Florianópolis, v. 8, n. 3, p. 229-251, 2015.

CHEVALLARD, Y. La transposition didactique: du savoir savant au savoir enseigné. 2. ed. Grenoble: La Pensée Sauvage, 1985.

CLOUGH, M. P. Learners’ responses to the demands of conceptual change: considerations for effective Nature of Science instruction. Science Education, New York, v. 15, n. 5, p. 463-494, 2006.

CLOUGH, M. P. Teaching the Nature of Science to secondary and post-secondary students: questions rather than tenets. The Pantaneto Forum, United Kingdom, n. 25, 2007.

DAGHER, Z. R.; ERDURAN, S. Reconceptualizing the Nature of Science for Science Education. Science and Education, v. 25, p. 147-164, 2016.

DUSCHL, R. A.; GRANDY, R. Two views about explicitly teaching Nature of Science. Science Education, New York, v. 22, n. 9, p. 2109-2139, 2013.

EFLIN, J. T.; GLENNAN, S.; REISCH, G. The Nature of Science: a perspective from the Philosophy of Science. Journal of Research in Science Teaching, New York, v. 36, n. 1, p. 107-116, 1999.

ELBY, A.; HAMMER, D. On the substance of a sophisticated epistemology. Science Education, Hoboken, v. 85, n. 5, p. 554-567, 2001.

FERNÁNDEZ, I. et al. Visiones deformadas de la Ciencia transmitidas por la enseñanza. Enseñanza de las Ciencias, Barcelona, v. 20, n. 3, p. 477-488, 2002.

FERREIRA, G. K.; CUSTÓDIO, J. F. Cenários do debate sobre a Natureza da Ciência nos cursos de licenciatura em Física no Brasil. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 38, n. 2, p. 1022-1066, 2021.

FERREIRA, G. K.; CUSTÓDIO, J. F. Theoretical-methodological perspectives of the debate about Nature of Science in science education: contrasts and approximations between the consensus view and renewed tendencies. Acta Scientiae, Canoas, v. 24, n. 2, p. 118-149, 2022.

GARCIA, J. O.; CAMILLO, J. Ondas gravitacionais em desenvolvimento: reflexões sobre Ciência na educação em Ciências. Ciência & Educação, Bauru, v. 27, e21051, 2021a.

GARCIA, J. O.; CAMILLO, J. Contribuições para o debate em torno dos aspectos consensuais em Natureza da Ciência a partir da Teoria da Atividade Cultural-Histórica. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, Florianópolis, v. 14, n. 2, p. 225-243, nov. 2021b.

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

GOOD, R.; SHYMANSKY, J. Nature-of-Science literacy in benchmarks and standards: Post-Modern/Relativist or Modern/Realist? Science & Education, v. 10, n. 1-2, p. 173-185, 2001.

HODSON, D. Teaching and learning about science: language, theories, methods, history, traditions and values. Boston: Sense Publishers, 2009.

HODSON, D. Nature of science in the science curriculum: Origin, development, implications and shifting emphases. In: MATTHEWS, M. (Ed.). International handbook of research in history, philosophy and science teaching. Dordretch: Springer, 2014. p. 911-970.

HODSON, D.; WONG, S. L. From the Horse’s Mouth: why scientists’ views are crucial to Nature of Science understanding. International Journal of Science Education, London, v. 36, n. 16, p. 2639-2665, 2014.

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, 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, New York, v. 20, n. 7-8, p. 591-607, 2011.

IRZIK, G.; NOLA, R. New Directions for Nature of Science Research. In: MATTHEWS, M. R. (Ed). International Handbook of Research in Philosophy and Science Teaching. Netherlands: Springer. 2014. v. 2. p. 999-1022.

KROGH, L. B.; NIELSEN, K. Introduction: how science works – and how to teach it. Science Education, New York, v. 22, n. 9, p. 2055-2065, 2013.

LEDERMAN, N. G. Student’s and teacher’s conceptions of the Nature of Science: a review of the research. Journal of Research in Science Teaching, New York, v. 29, n. 4, p. 331-359, 1992.

LEDERMAN, N. G. Nature of Science: Past, Present, and Future. In: ABELL S. K.; LEDERMAN, N. G. (Ed). Handbook of Research on Science Education. New York: Routledge, 2013. v. 2, p. 831-879.

LEDERMAN, N. G. 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, New York, 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. In defende of modest goals when teaching about the Nature of Science Journal of Research in Science Teaching, vol. 35, n. 2, p. 161-174, 1998.

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. Dordrecht: Springer, 2012. p. 3-26.

MATTOS, M. S. M.; SILVA, E. P. Natureza da Ciência (NdC): uma revisão dos artigos sobre o tema na pesquisa em ensino de biologia no Brasil. ACTIO: Docência em Ciências, v. 7, n. 2, p. 1-24, 2022.

MCCOMAS, W. F.; ALMAZROA, H.; CLOUGH, M. P. The nature of science in science education: an introduction. Science & Education, v. 7, p. 511-532, 1998a.

MCCOMAS, W. F.; OLSON, J. The Nature of Science in international science education standards documents. In: MCCOMAS, W. F. (Org.). Nature of Science in science education: rationales and strategies. Dordrecht: Kluwer, 1998b. p. 41-52.

MENDONÇA, P. C. C. De que conhecimento sobre Natureza da Ciência estamos falando? Ciência & Educação, Bauru, v. 26, e20003, 2020.

MOURA, B. A. O que é a Natureza da Ciência e qual a 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.

MOURA, C.; CAMEL, T.; GUERRA, A. A Natureza da Ciência pelas lentes do currículo: normatividade curricular, contextualização e os sentidos de ensinar sobre Ciências. Ensaio: Pesquisa em Educação em Ciência, Belo Horizonte, v. 22, n. 10, p. 1-27, 2020.

NAGAYOSHI, C. S.; SCARPA, D. L. Natureza da Ciência e Filosofia da Ciência no ensino: um diálogo a partir dos livros didáticos de Filosofia. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 22, e35170, 2021.

NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES (NAS). National Science Education Standards. Washington, DC: NAS, 1996.

NORONHA, A. Interpretando a Relatividade Especial: Discutindo o Debate Realismo e Antirrealismo Científicos no Ensino de Ciências. 245 p. 2014. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências) - Interunidades em Ensino de Ciências, Universidade de São Paulo.

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

OSBORNE, J. F. et al. What “ideas about-science” should be taught in school science?: a Delphi study of the expert community. Journal of Research in Science Teaching, New York, v. 40, n. 7, p. 692-720, 2003.

PEDUZZI, L. O. Q.; 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.

PEREIRA, F. P. C.; GURGEL, I. O ensino da Natureza da Ciência como forma de resistência aos movimentos anticiência: o realismo estrutural como contraponto ao relativismo epistêmico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 37, n. 3, p. 1278-1319, 2020.

POPPER, K. A lógica da pesquisa científica. Tradução: Leonidas Hegenberg e Octanny Silvera de Mota. 2. ed. São Paulo: Cultrix, 2013. 454p.

RODA, R.; MARTINS, R. A. Uma disputa sobre o sentido da Natureza da Ciência: uma análise da crítica de Michael Matthews à visão consensual de Norman Lederman. Ciência & Educação, Bauru, v. 27, e21060, 2021.

RUDOLPH, J. Reconsidering the “nature of science” as a curriculum component. Journal of Curriculum Studies, v. 32, n. 3, p. 403-419, 2000.

SANTOS, M. Uso da História da Ciência para favorecer a compreensão de estudantes do ensino médio sobre Ciência. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 18, n. 2, p. 641-668, 2018.

SCHMIEDECKE, W. G.; PORTO, P. A. A história da Ciência e a divulgação científica na TV: subsídios teóricos para uma abordagem crítica dessa aproximação no ensino de ciências. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 15, n. 3, p. 627-643, 2015.

SCHWARTZ, R.; LEDERMAN, N. G.; ABD-EL-KHALICK, F. A series of misrepresentations: a response to Allchin’s whole approach to assessing Nature of Science understandings. Science Education, Abingdon, v. 96, n. 4, p. 685-692, 2012.

SILVA, A. C.; ALMEIDA, M. J. P. M. Trechos de Bohr sobre modelos atômicos: indícios sobre como a Física é construída e possibilidades enquanto recurso didático. Alexandria: Revista de Educação em Ciência e Tecnologia, Florianópolis, v. 13, n. 1, p. 277-293, 2020.

VAN DIJK, E. M. Portraying real science in science communication. Science Education, v. 95, n. 6, p. 1086-1100, 2011.

VÁZQUEZ-ALONSO, A. et al. Cuatro paradigmas básicos sobre la Naturaleza de la Ciencia. Argumentos de Razón Técnica, Sevilha, n. 4, p. 135-176, 2001.

VÁZQUEZ-ALONSO, A. et al. Consensos sobre a Natureza da Ciência: a Ciência e a tecnologia na sociedade. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 27, p. 34-50, 2008.

VILAS BOAS et al. História da Ciência e Natureza da Ciência: debates e consensos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 30, n. 2, p. 287-322, 2013.

VITAL, A.; GUERRA, A. A natureza da ciência no ensino de Física: estratégias didáticas elaboradas por professores egressos do mestrado profissional. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 31, n. 2, p. 225-257, 2014.

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Published

2023-09-01

How to Cite

Suttini, R. S. da S., José Caluzi, J., & Cristina Guimarães Errobidart, N. (2023). A Systematization of Criticisms of Heuristic Principles Representative of the Nature of Sciences. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 40(2), 315–356. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2023.e92118

Issue

Vol. 40 No. 2 (2023): Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Section

História, Filosofia e Sociologia da Ciência e Ensino de Ciências/Física

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