The reality of the scientific entities and teacher education in physics: a sociocultural analysis

O objetivo da presente tese é realizar uma abordagem acerca da realidade das entidades científicas no contexto da formação de professores de física. A literatura em ensino de ciências destaca a importância do entendimento de aspectos da natureza da ciência por professores. Dentre esses aspectos, exploramos a questão da realidade das entidades inobserváveis descritas pelas teorias científicas, tratando sobretudo de critérios utilizados para a caracterização dessa realidade por licenciandos, bem como possíveis influências na constituição desses critérios. Consideramos que um professor de física, durante sua atuação profissional, precisará lidar com a questão da realidade de entidades não acessíveis aos sentidos, tendo talvez de explicar em que se baseia uma proposição sobre sua existência. No desenvolvimento do presente trabalho, trouxemos alguns elementos de uma discussão que se dá no âmbito filosófico a respeito do realismo científico e também abordamos formulações teóricas que tratam da questão da realidade em perspectivas que se referem ao campo cotidiano e ao senso comum. Como referencial mais geral, utilizamos uma abordagem sobre cultura, que aponta para a influência de diversas estruturas culturais nas formas de entendimento do mundo e permite conceber a ciência como uma dessas estruturas. Entre outras coisas, a aprendizagem da ciência envolveria a compreensão de suas formas específicas de atribuir realidade, em contraposição às formas de outras estruturas culturais. Foram desenvolvidos três estudos, com análises fundamentadas em metodologias qualitativas. No primeiro, investigamos critérios usados por licenciandos em física para definir a realidade de entidades da ciência e de entes relacionados a outros domínios; no segundo, analisamos formas pelas quais certas entidades científicas são caracterizadas e tomadas como reais em uma coleção de livros didáticos de física do ensino superior; e, por fim, o terceiro consistiu na construção e utilização de um heurístico, com o objetivo de proporcionar reflexões acerca de questões relacionadas ao conhecimento científico e a elementos de outras estruturas culturais e foram analisadas as entrevistas de quatro estudantes de licenciatura sobre o uso desse instrumento. Os resultados obtidos parecem mostrar que há influência de elementos vindos de fora da ciência nos critérios utilizados por estudantes para a definição da realidade das entidades. Além disso, mostram que esse tema não é comumente trazido à reflexão dos alunos, o que não contribui para a reelaboração dos critérios de realidade já trazidos por eles de outros campos que não o científico. O heurístico utilizado no terceiro estudo serviu para trazer à tona as bases do pensamento dos estudantes e lhes indicar certos elementos para reflexão; existiram diferenças nos tipos de reflexão suscitados pelo instrumento, o que consideramos ser uma espécie de \"contextualização cultural\" na maneira de compreender as questões trazidas por ele. O desenvolvimento dos três estudos nos permitiu compreender alguns aspectos relevantes sobre os modos de entendimento das entidades da ciência e pensar sobre suas formas de tratamento em um curso de física.The goal of this thesis is to approach the problem of reality of scientific entities within the education of physics teachers. The literature in the field of Science Education highlights the relevance of the teachers\' understanding of aspects of the nature of science. Among these aspects, we explore the problem of the reality of non-observable entities described by scientific theories. We particularly address criteria used for characterizing such reality by undergraduate physics students as well as possible influences on the constitution of such criteria. We consider that a physics teacher, throughout the teacher\'s professional career, will have to address the problem of reality of entities that are not perceivable through the senses, which leads to the possibility that the teacher may have to explain the basis of the proposition of the existence of such entities. During the development of this research, we have brought some elements of a discussion within the philosophical sphere about scientific realism as well as theoretical elaborations that address the matter of reality in everyday use and common sense. As a general reference, we utilize an approach of culture that points out the influence of several cultural structures in the understanding of the world and allows conceiving science as one of these structures. Among other things, learning science would involve comprehending its specific ways of assigning reality as opposed to the ways of other cultural structures. We have conducted three studies whose analysis is based on qualitative methods. In the first study, we investigate which criteria pre-service physics teachers use for defining the reality of scientific entities and of entities related to other spheres. In the second study, we analyze ways in which certain scientific entities are characterized and taken as real in a collection of didactic books of physics for higher education. The third study, at last, consists of the construction and use of a heuristic, which aims to induce reflections about matters related to scientific knowledge and to elements of other cultural structures, and of the analysis of interviews with four pre-service physics teachers about the use of this instrument. The results obtained seem to show that there is an influence of elements from outside the scientific field on the criteria used by students to define the reality of entities. Furthermore, they reveal that this issue is not commonly addressed to students, which does not contribute to the re-elaboration of such reality criteria that are brought by them from other fields apart from the scientific field. The heuristic used in the third study has revealed the basis of the students\' thoughts as well as served to give them certain reflection elements; there were differences in the types of reflection aroused by the instrument, which we consider a sort of \"cultural contextualization\" in the way of understanding the problems that it points out. The development of the three studies has allowed us to perceive some relevant aspects of the way of understanding scientific entities and to consider means to approach them within an undergraduate course of physics