INSTRUMENTAÇÃO PARA O ENSINO DE QUÍMICA I /03/2009 FLAVIO ANTONIO MAXIMIANO A NATUREZA DO CONHECIMENTO CIENTÍFICO

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1 INSTRUMENTAÇÃO PARA O ENSINO DE QUÍMICA I /03/2009 FLAVIO ANTONIO MAXIMIANO A NATUREZA DO CONHECIMENTO CIENTÍFICO

2 VISÕES SOBRE A CIÊNCIA Filósofo Historiador Cientista Sociólogo Senso comum PROFESSOR DE CIÊNCIAS ENSINO DE CIÊNCIAS 2

3 O MÉTODO INDUTIVO Caracterizado por uma série de procedimentos rígidos. 1) Observação do particular (acúmulo de informações) 2) Classificação das observações em categorias 3) Formulação de leis e teorias (explicação) 4) Previsões 5) Testes das previsões A aceitação de uma lei ou teoria seria decidida pela observação ou experimento 3

4 O POSITIVISMO LÓGICO (ANOS 20) Década de 20 Positivismo (Comte): a ciência como o paradigma de todo o conhecimento Círculo de Viena (Áustria): combinação de idéias empiristas e o uso da lógica moderna Influências: lógica, matemática e física moderna Positivismo Lógico ou Empirismo Lógico A Ciência é: Busca da verdade objetiva; Resultado da observação (pura e isenta) de fatos, das evidências e dos sentidos; Um processo acumulativo (progresso linear); 4

5 O POSITIVISMO LÓGICO (ANOS 20) O conhecimento factual ou empírico deve ser obtido a partir da observação através da indução. Indução: processo pelo qual podemos obter e confirmar hipóteses a partir da observação. A aceitação de uma lei ou teoria seria decidida exclusivamente pela observação ou experimento. Todo enunciado pode ser falso ou verdadeiro. Uma hipótese é científica se puder ser verificada experimentalmente. O método indutivo permite conferir probabilidade cada vez maior ao conhecimento, 5

6 O POSITIVISMO LÓGICO (ANOS 20) 6

7 KARL POPPER (RACIONALISMO CRÍTICO OU HIPOTÉTICO-DEDUTIVISMO) Anos 30. Verdades são provisórias. Existe uma verdade objetiva, mas não podemos conhecê-la. Objetivo: buscar leis cada vez mais próximas da verdade (maior grau de verossimilhança). Método hipotético-dedutivo: 1) formulação de hipóteses (intuição e criatividade) 2) hipótese leva à conclusões 3) conclusões são comparadas (consistência interna) 4) a forma lógica da teoria é investigada 5) as conclusões são testadas (experimento ou observação) 6) se as conclusões são testadas: Corroboração da hipótese. Substituição ou modificação da hipótese. 7

8 KARL POPPER (RACIONALISMO CRÍTICO OU HIPOTÉTICO-DEDUTIVISMO) Falsificação ao invés de verificação: Teorias que resistem à falsificação são corroboradas. É uma medida que avalia o sucesso passado de uma teoria. Falsificação ao invés de confirmação. Indicador para a aproximação da verdade. A lógica dedutiva é usada para criticar teorias e não para prová-las. Não é possível provar teorias somente refutá-las. Hipóteses e teorias são científicas se podem ser refutadas. Metais se dilatam proporcionalmente com aumento de T. (científica) Vai chover amanhã. (não científica) 8

9 KARL POPPER (RACIONALISMO CRÍTICO OU HIPOTÉTICO-DEDUTIVISMO) 9

10 LAKATOS (ANOS 70) Programa de pesquisa: guia o trabalho do cientista. É formado por: Núcleo rígido (miolo) do programa não pode ser rejeitado/ modificado (heurística negativa) Cinturão de proteção são hipóteses auxiliares que podem ser modificadas (refutadas) Sugestões e técnicas para modificação e sofisticação do cinturão de proteção orientam a pesquisa científica (heurística positiva) As teorias são irrefutáveis: pode-se modificar as teses (hipóteses) auxiliares. O desenvolvimento de um programa de pesquisa demanda tempo (verificação ao invés de falsificação) Programas progressivos: levam à novas descobertas. Programas regressivos: não levam a novas descobertas. Uma teoria pode ser superada por outra que tem maior conteúdo confirmado. 10

11 THOMAS KHUN (A ESTRUTURA DAS REVOLUÇÕES CIENTÍFICAS ) CONTEXTUALISMO: baseado na História da Ciência. Paradigma: leis, conceitos, modelos, analogias, valores, regras para avaliação de teorias e formulação de problemas e exemplares (soluções completas de problemas). VISÃO DE MUNDO Ciência normal (comum): paradigma vigente (desenvolvimento) Revolução científica: estabelecida pelo desenvolvimento de crises dentro do paradigma vigente (problemas e contradições). 11

12 THOMAS KHUN A Ciência caminha através de fases sucessivas de revolução e consolidação. A adesão ao novo paradigma não é imediata (fácil). Incomensurabilidade entre teorias diferentes: paradigmas diferentes são antagônicos. Cinco valores (características) de uma boa teoria científica: Exatidão: as previsões deduzidas da teoria devem ser qualitativa e quantitativamente exatas. Consistência: livre de contradições internas Alcance: amplo domínio de aplicações, explicar fatos ou leis diferentes daqueles para os quais foi construída. Simplicidade: capacidade de unificar fenômenos antes isolados. Fecundidade: desvendar novos fenômenos anteriormente não verificados. 12

13 THOMAS KHUN 13

14 FEYERABEND (ANARQUISMO EPISTEMOLÓGICO) (CONTRA O MÉTODO - anos 70) A Ciência não é ordenada e disciplinada (desarrumada e irracional). Nega a existência de um método científico objetivo. Pluralismo teórico e metodológico. Qualquer coisa funciona: proliferação de teorias e comparação entre as mesmas. Qualquer regra metodológica proposta já foi violada e deve ser violada para a Ciência progredir. Diferentes teorias são incomensuráveis. Não há critérios objetivos para comparações. Os julgamento são estéticos, de gosto, subjetivos. A ciência não é superior a nenhuma outra forma de conhecimento. Relativismo científico. 14

15 FEYERABEND (ANARQUISMO EPISTEMOLÓGICO) 15

16 BACHELARD (RACIONALISMO APLICADO OU RACIONALISMO DIALÉTICO) Anos 30. A evolução das ciências é dificultada por obstáculos epistemológicos: Senso comum. Dados perceptíveis. Resultados experimentais. A própria metodologia aceita. Conhecimentos acumulados Necessidade de ruptura com conhecimentos anteriores, seguida por sua reestruturação. A evolução da ciência é descontínua e não cumulativa. O essencial é reconstruir o saber: A retificação dos conceitos, realizada pela teoria da relatividade, ilumina as noções anteriores e mostra a evolução do pensamento. 16

17 BACHELARD (RACIONALISMO APLICADO OU RACIONALISMO DIALÉTICO) 17

18 SOCIOLOGIA DO CONHECIMENTO Tese relativista baseada em estudos antropológicos. Assume as teses: A observação depende de teorias e linguagem; As teorias não são determinadas pelas evidências; As teorias não são atingidas pelas comprovações e falsificações empíricas Sempre se pode modificar uma hipótese auxiliar para preservar a teoria; Critérios lógicos e metodológicos não são suficientes para determinar a escolha de uma teoria. Não há critérios objetivos de avaliação das teorias científicas. A avaliação das teorias é determinada por fatores sociais: interesses de grupos, interesses profissionais, status, fama, reputação, verbas, prestígio, lutas por poder, etc. A vitória entre duas teorias seria o resultado de uma disputa ou negociação entre grupos de cientistas (construção social). 18

19 SOCIOLOGIA DO CONHECIMENTO 19

20 AFINAL, EXISTE UM MÉTODO CIENTÍFICO? Aquilo que caracteriza o Método Científico e é responsável por sua existência é a postura, ou atitude adotada pelo cientista e não um conjunto de regras fixas e eternas. 20

21 O QUE SE PODE DIZER SOBRE O MÉTODO CIENTÍFICO É uma série de regras para tentar resolver um problema. No caso do Método Científico, estas regras são bem gerais. Essas regras não são infalíveis. Não suprem o apelo à imaginação e à intuição do cientista. O método científico é um conjunto de regras básicas para um cientista desenvolver uma experiência a fim de produzir conhecimento, bem como corrigir e integrar conhecimentos pré-existentes. É baseado em juntar evidências observáveis, empíricas, e mensuráveis, baseadas no uso da razão 21

22 IDÉIAS LARGAMENTE ACEITAS SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA. (i) O conhecimento científico embora robusto, tem uma natureza conjectural. (ii) O conhecimento científico depende fortemente, mas não inteiramente, da observação, da evidência experimental, de argumentos racionais e do ceticismo. (iii) Não há uma maneira única de fazer ciência, i.e., não há um método científico universal, a ser seguido rigidamente. 22

23 IDÉIAS LARGAMENTE ACEITAS SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA. (iv) A ciência é uma tentativa de explicar fenômenos naturais. (v) Leis e teorias cumprem papéis distintos na ciência, e teorias não se tornam leis, mesmo quando evidências adicionais se tornam disponíveis. (vi) Pessoas de todas as culturas contribuem para a ciência. 23

24 IDÉIAS LARGAMENTE ACEITAS SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA. vii) Novos conhecimentos devem ser relatados aberta e claramente. (viii) A construção do conhecimento científico requer registros de dados acurados, crítica constante das evidências, das teorias, dos argumentos etc. pelas comunidades de pesquisadores, e replicação dos estudos realizados. 24

25 IDÉIAS LARGAMENTE ACEITAS SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA. (ix) Observações são dependentes de teorias, de modo que não faz sentido pensar-se em uma coleta de dados livre de influências e expectativas teóricas. (x) Cientistas são criativos. (xi) A história da ciência apresenta um caráter tanto evolutivo quanto revolucionário. 25

26 IDÉIAS LARGAMENTE ACEITAS SOBRE A NATUREZA DA CIÊNCIA. (xii) A ciência é parte de tradições sociais e culturais. (xiii) A ciência e a tecnologia impactam uma à outra. (xiv) Idéias científicas são afetadas pelo meio social e histórico no qual são construídas. 26

27 IDÉIAS QUE DEVEM SER EVITADAS (i) Uma concepção empírico-indutivista e ateórica, na qual a observação e a experimentação são entendidas como atividades neutras, independentes de compromissos teóricos, deixando-se de lado o papel de teorias e hipóteses como orientadoras da investigação. (ii) Uma visão rígida, algorítmica, exata da prática científica, que se resumiria ao emprego de um suposto 'Método Científico', entendido como um conjunto de etapas que devem ser seguidas mecanicamente. 27

28 IDÉIAS QUE DEVEM SER EVITADAS (iii) Uma visão aproblemática e ahistórica, dogmática e fechada, da ciência, relacionada ao ensino como uma retórica de conclusões, buscando-se transmitir aos alunos conhecimentos já elaborados, sem mostrar os problemas dos quais eles se originaram, as dificuldades encontradas em sua solução, as possibilidades e limitações do conhecimento científico etc. (iv) Uma visão exclusivamente analítica da ciência, favorecendo uma posição epistemológica reducionista, que considera o conhecimento das partes não somente necessário, mas também suficiente para a compreensão do todo (EI-Hani 2000). Gil e colaboradores (2001) consideram também um erro a opção por um extremo oposto, de natureza holista, no qual a necessidade de análise é negada. 28

29 IDÉIAS QUE DEVEM SER EVITADAS v) Uma visão acumulativa, na qual o crescimento do conhecimento científico é visto como um processo linear, ignorando-se as crises e as revoluções científicas (Kuhn [1970]1996). (vi) Uma visão individualista e elitista da ciência, na qual o conhecimento científico é visto como a obra de gênios isolados, perdendo-se de vista a natureza cooperativa do trabalho científico. (vii) Uma visão socialmente neutra, descontextualizada, da ciência, que não tem na devida conta as relações entre ciência, tecnologia e sociedade. 29