An analysis of the elements provided by high school physics textbooks for understanding the reality of the photon
DOI:
https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2021v26n2p234Keywords:
Photon, Reality, Textbooks, PNLDAbstract
This paper presents an investigation of high school physics textbooks, specifically about the elements provided by them for an understanding of the reality of the photon. It is our assumption that the role of physics education is to provide tools for a comprehending of scientific unobservable entities and the ways in which reality is attributed to them. Three physics textbook collections were investigated, namely the three most distributed by the PNLD 2018 (Brazilian National Textbook Program). We selected excerpts from books with references to the researched entity, which were categorized, described, and analyzed. We identified that in the didactic materials the main way in which the photon is taken as real is through abductive inferences, but in a little explicit and little explained way. There are also references to the proof or experimental verification of the corpuscular character of light, or to the existence of other evidence of its quantization, again without further clarification. Thus, even though the PNLD 2018 rules indicate the need for books to have spaces for discussions in which epistemological elements are present, the specific question of the photon reality is not effectively discussed, nor are clear subsidies given for its understanding.References
Artuso, A. R., Martino, L. H., Costa, H. V., & Lima, L. (2019). Livro didático de física – quais características os estudantes mais valorizam? Revista Brasileira de Ensino de Física, 41(4), e20180292. http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2018-0292
Barra, E. S. O. (1998). A realidade do mundo da ciência: um desafio para a história, a filosofia e a educação científica. Revista Ciência e Educação, 5(1), 15-26. http://dx.doi.org/10.1590/S1516-73131998000100003
Barreto Filho, B., & Silva, C. X. (2016a). Física aula por aula: mecânica, 1º ano (3a ed.). São Paulo, SP: FTD, 3v.
Barreto Filho, B., & Silva, C. X. (2016b). Física aula por aula: termologia, óptica, ondulatória, 2º ano (3a ed.). São Paulo, SP: FTD, 3v.
Barreto Filho, B., & Silva, C. X. (2016c). Física aula por aula: eletromagnetismo, física moderna, 3º ano (3a ed.). São Paulo, SP: FTD, 3v.
Berger, P., & Luckmann, T. (2005). A construção social da realidade: tratado de sociologia do conhecimento (25a ed.). Petrópolis, RJ: Vozes.
Bonjorno, A. A., Ramos, C. M., Prado, E. P., Bonjorno, V., Bonjorno, M. A., Casemiro, R., & Bonjorno, R. F. S. A. (2016a). Física: mecânica, 1º ano (3a ed.). São Paulo, SP: FTD, 3v.
Bonjorno, A. A., Ramos, C. M., Prado, E. P., Bonjorno, V., Bonjorno, M. A., Casemiro, R., & Bonjorno, R. F. S. A. (2016b). Física: termologia, óptica, ondulatória, 2º ano (3a ed.). São Paulo, SP: FTD, 3v.
Bonjorno, A. A., Ramos, C. M., Prado, E. P., Bonjorno, V., Bonjorno, M. A., Casemiro, R., & Bonjorno, R. F. S. A. (2016c). Física: eletromagnetismo, física moderna, 3º ano (3a ed.). São Paulo, SP: FTD, 3v.
Cachapuz, A., Gil-Pérez, D., Carvalho, A. M. P., Praia, J. & Vilches, A. (2005). Superação das visões deformadas da ciência e da tecnologia: um requisito essencial para a renovação da educação científica. In A. Cachapuz, D. Gil-Pérez, A. M. P. Carvalho, J. Praia, & A. Vilches (Orgs.). A necessária renovação do ensino das ciências (pp. 37-70). São Paulo, SP: Cortez.
CBL – Câmara Brasileiro do Livro; SNEL – Sindicato Nacional dos Produtores de Livros. (2020). Produção e vendas do setor editorial brasileiro – ano base 2019. 2020. Recuperado de https://snel.org.br/wp/wp-content/uploads/2020/06/Produ%C3%A7%C3%A3o_e_Vendas_2019_imprensa_.pdf
Chibeni, S. S. (1996). A inferência abdutiva e o realismo científico. Cadernos de História e Filosofia da Ciência, 6(1), 45-73. Recuperado de http://www.unicamp.br/~chibeni/public/abdrea.pdf
Choppin, A. (2004). História dos livros e das edições didáticas: sobre o estado da arte. Educação e Pesquisa, São Paulo, 30(3), 549-566. http://dx.doi.org/10.1590/S1517-97022004000300012
Cleminson, A. (1990). Establishing an epistemological base for science teaching in the light of contemporary notions of the nature of science and of how children learn Science. Journal of Research in Science Teaching, 27(5), 429-445. https://doi.org/10.1002/tea.3660270504
Cobern, W. W., & Loving, C. C. (2008). An essay for educators: epistemological realism really is common sense. Science & Education, 17(4), 425-447. https://doi.org/10.1007/s11191-007-9095-5
Dion, S. M., & Loures, M. V. R. (2013). Debate realismo/antirrealismo em situações de ensino de física, à luz da interface entre história e filosofia da ciência. In C. C. Silva, & M. E. B. Prestes (Orgs.). Aprendendo ciência e sobre sua natureza: abordagens históricas e filosóficas (pp. 197-209). São Carlos, SP: Tipografia Editora Expressa.
Dutra, L. H. A. (1998). Introdução à teoria da ciência. Florianópolis, SC: Editora da UFSC.
FNDE, Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação. (2018). Programas do livro, dados estatísticos, PNLD 2018. Recuperado de https://www.fnde.gov.br/index.php/programas/programas-do-livro/pnld/dados-estatisticos
Forato, T. C. M., Pietrocola, M., & Martins, R. A. (2011). Historiografia e natureza da ciência na sala de aula. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 28(1), 27-59. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2011v28n1p27
Fukui, A., Molina, M. M., & Venê. (2016). Ser Protagonista: física, 1º ano: ensino médio (3a ed.). São Paulo, SP: SM, 3v.
Gilbert, J. K., Pietrocola, M., Zylbersztajn, A., & Franco, C. (2000). Science and education: notions of reality, theory and model. In J. Gilbert & C. Boulter (Eds.). Developing models in science education (pp. 19-40). Amsterdam, Netherlands: Springer Netherlands.
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2009a). Fundamentos de física, vol. 1: mecânica (8a ed.). Rio de Janeiro, RJ: LTC, 4v.
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2009b). Fundamentos de física, vol. 2: gravitação, ondas e termodinâmica (8a ed.). Rio de Janeiro, RJ: LTC, 4v.
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2009c). Fundamentos de física, vol. 3: eletromagnetismo (8a ed.). Rio de Janeiro, RJ: LTC, 4v.
Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2009d). Fundamentos de física, vol. 4: óptica e física moderna (8a ed.). Rio de Janeiro, RJ: LTC, 4v.
Kopp, F. A., & Almeida, V. (2019). Analogias e metáforas no ensino de Física Moderna apresentadas nos livros didáticos aprovados pelo PNLD 2018. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 36(1), 69-98. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2019v36n1p69
Kragh, H. (1992). A sense of history: history of science and the teaching of introductory quantum theory. Science & Education, 1(4), 349-363. Recuperado de https://link.springer.com/article/10.1007/BF00430962
Kragh, H. (2014). The names of physics: plasma, fission, photon. The European Physical Journal H, 39, 263-281. https://doi.org/10.1140/epjh/e2014-50007-7
Kidd, R., Ardini, J., & Anton, A. (1989). Evolution of the modern photon. American Journal of Physics, 57(1), 27-35. Recuperado de http://people.reed.edu/~wieting/mathematics547/PhotonHistory.pdf
Kuhn, T. (2005). A Estrutura das revoluções científicas (9a ed.). São Paulo, SP: Perspectiva.
Lei n. 9.394, de 20 de dezembro de 1996. (1996, 23 de dezembro). Estabelece as diretrizes e bases da educação nacional. Diário Oficial de União. Brasília, DF: Diário Oficial da República Federativa do Brasil. Recuperado de http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l9394.htm
Lima, N. W., Souza, B. B., Ostermann, F., & Cavalcanti, C. J. H. (2018). Um estudo metalinguístico sobre as interpretações do fóton nos livros didáticos de física aprovados no PNLDEM 2015: elementos para uma sociologia simétrica da educação em ciências. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, 18(1), 331-364. https://doi.org/10.28976/1984-2686rbpec2018181331
Marineli, F., & Pietrocola, M. (2018). Uma análise sobre a realidade das entidades científicas em um livro de física do ensino superior. Investigações em Ensino de Ciências, 23(3), 232-257. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2018v23n3p232
Martins, A. A., & Garcia, N. M. D. (2019). Artefato da cultura escolar e mercadoria: a escolha do livro didático de física em análise. Educar em Revista (Curitiba), 35(74), 173-192. https://doi.org/10.1590/0104-4060.59291
Matthews, M. R. (1994). Science Teaching: The role of history and philosophy of science. New York, United States of America: Routledge.
Matthews, M. R. (1995). História, filosofia e ensino de ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 12(3), 164-214. https://doi.org/10.5007/%25x
McComas, W. F., Clough, M. P., & Almazroa, H. (1998). The role and character of the nature of science in science education. In E. F. McComas (Ed.). The nature of science in science education: rationales and strategies (pp. 3-39). Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers.
MEC – Ministério da Educação (2006). Orientações curriculares para o ensino médio: ciências da natureza, matemática e suas tecnologias. Secretaria de Educação Básica. Brasília, DF: MEC/SEB. Recuperado de http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/book_volume_02_internet.pdf
MEC – Ministério da Educação (2015). Edital de convocação 04/2015 – CGPLI: Edital de Convocação para o processo de inscrição e avaliação de obras didáticas para o programa nacional do livro didático PNLD 2018. Secretaria de Educação Básica. Brasília, DF: MEC/SEB. Recuperado de https://www.fnde.gov.br/index.php/centrais-de-conteudos/publicacoes/category/165-editais?download=10516:edital-consolidado-3a-alteracao-pnld-2018
Mehra, J., & Rechenberg, H. (1982). The historical development of quantum theory. New York, United States of America: Spinger-Verlag, v.1.
Moraes, R. (1999). Análise de conteúdo. Revista Educação (Porto Alegre), 22(37), 7-32. Recuperado de http://cliente.argo.com.br/~mgos/analise_de_conteudo_moraes.html
Moreira, M. A. (2000). Ensino de física no Brasil: retrospectiva e perspectivas. Revista Brasileira de Ensino de Física, 22(1), 94-99. Recuperado de http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v22a13.pdf
Noronha, A. B. (2014). Interpretando a relatividade especial: discutindo o debate realismo e antirrealismo científicos no ensino de ciências. (Dissertação de mestrado). Programa de pós-graduação em Ensino de Ciências. Universidade de São Paulo, São Paulo, SP.
Ogborn, J., & Martins, I. (1996). Metaphorical understanding and scientific ideas. International Journal of Science Education, 18(6), 631-652. https://doi.org/10.1080/0950069960180601
Pereira, F. P. C., & Gurgel, I. (2020). 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, 37(3), 1278-1319. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n3p1278
Pereira, W. H. S., & Londero, L. (2019). A Física produzida no Brasil nas coleções didáticas do Programa Nacional do Livro Didático (2018-2020). Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, 21, e12583. https://doi.org/10.1590/1983-21172019210121
Pietrocola, M. (1999). Construção e realidade: o realismo científico de Mário Bunge e o ensino de ciências através de modelos. Investigações em ensino de ciências, 4(3), 213-227. Recuperado de https://www.if.ufrgs.br/cref/ojs/index.php/ienci/article/view/604
Rosa, C. T. W., Biazus, M. O., & Darroz, L. M. (2020). Estudo envolvendo a função das imagens associadas a tópicos de física moderna nos livros didáticos do ensino médio. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 37(1), 27-50. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n1p27
Rosa, M. D., & Megid Neto, J. (2016). Livro didático de ciências, Programa Nacional do Livro Didático e indústria cultural: alguns elementos para reflexão. Revista da SBEnBIO, 9, 1346-1357. Recuperado de https://sbenbio.org.br/publicacoes/anais/VI_Enebio/VI_Enebio_completo.pdf
Rosa, P. S. (2004). Louis de Broglie e as ondas de matéria. (Dissertação de mestrado). Programa de pós-graduação em Física. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP. Recuperado de http://www.ghtc.usp.br/server/Teses/Pedro-Sergio-Rosa.pdf
Santos, C. A. (2018). Millikan e a questão do potencial de contato no experimento do efeito fotoelétrico. Revista Brasileira de Ensino de Física, 40(3), e3602. http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0321
Schutz, A. (1962). On multiple realities. In A. Schutz. Collected papers I. The problem of social reality (pp. 207-259). The Hague, Netherlands: Martinus Nijhoff.
Silva, M. R. (1998). Realismo e anti-realismo na ciência: aspectos introdutórios de uma discussão sobre a natureza das teorias. Ciência & Educação (Bauru), 5(1), 7-13. http://dx.doi.org/10.1590/S1516-73131998000100002
Silva, M. R. (2013). Ensino de ciências: realismo, antirrealismo e a construção do conceito de oxigênio. História, Ciências, Saúde – Manguinhos, 20(2), 481-497. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-59702013005000006
Tiercelin, C. (1999). Verbete “Realisme”. In D. Lecourt. (Org.). Dictionnaire d’histoire et philosophie des sciences. Paris, France: Puf.
Válio, A. B. M., Fukui, A., Ferdinian, B., Molina, M. M., & Venê. (2016). Ser protagonista: física, 2º ano: ensino médio (3a ed.). São Paulo, SP: SM, 3v.
Válio, A. B. M., Fukui, A., Ferdinian, B., Oliveira, G. A., Molina, M. M., & Venê. (2016). Ser protagonista: física, 3º ano: ensino médio (3a ed.) São Paulo, SP: SM, 3v.
Whitaker, M. A. B. (1979). History and quasi-history in physics education: part I. Physics Education, 14(2), 108-112. Recuperado de https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0031-9120/14/2/009/pdf
Zambon, L. B., & Terrazan, E. A. (2017). Livros didáticos de física e sua (sub)utilização no ensino médio. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, 19, e2668. https://doi.org/10.1590/1983-21172017190114
Zwiebel, C. (2012). The Undergraduate introductory physics textbook and the future. 2012 AHS Capstone Projects. Paper 22. Recuperado de http://digitalcommons.olin.edu/ahs_capstone_2012/22
Downloads
Published
Issue
Section
License
IENCI is an Open Access journal, which does not have to pay any charges either for the submission or processing of articles. The journal has adopted the definition of the Budapest Open Access Initiative (BOAI), which states that the users have the right to read, write down, copy, distribute, print, conduct searches and make direct links with the complete texts of the published articles.
The author responsible for the submission represents all the authors of the work and when the article is sent to the journal, guarantees that he has the permission of his/her co-authors to do so. In the same way, he/she provides an assurance that the article does not infringe authors´ rights and that there are no signs of plagiarism in the work. The journal is not responsible for any opinions that are expressed.
All the articles are published with a Creative Commons License Attribution Non-commercial 4.0 International. The authors hold the copyright of their works and must be contacted directly if there is any commercial interest in the use of their works.