Complexification of “Scientific Proof” in a Science Teacher Trainee Program

Authors

  • João Otavio Garcia Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica (PPGECT) https://orcid.org/0000-0003-0087-9046
  • Juliano Camillo Departamento de Ensino e Práticas Culturais da Faculdade de Educação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) https://orcid.org/0000-0002-3169-0572

DOI:

https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci/2025v30n1p138

Keywords:

demarcation problem, scientific poof, nature of science, history and philosophy of science, activity theory

Abstract

We discuss the complexification of the object "scientific proof" in the development of activities in a master's research in Land Education (Natural Sciences and Mathematics). To deal with this, we point out some contradictions present in the perspective of teaching in and about sciences, especially in their relations with the consensual view of the Nature of Science and how these relations, by not dealing with the contradictory nature with which consensus is built, end up reinforcing and propagating a consensualist tendency. This consensualist tendency can manifest itself in several ways, one of them being through the reduction of the discussion about "scientific proof" to the "problem of demarcation", which configures a reductionism only to the purely epistemic dimension of this problem. For the development of complexification of "scientific proof", relying on the Activity Theory, we used five texts articulated in the intervention activities in the context of teacher training in land schools, allowed us to analyze how the dynamics of these activities with the students promoted this complexification, as well as discussing the importance of this in overcoming the consensualist tendency and in the development of Science Education as a tool for the development of concrete possibilities of human emancipation.

Author Biographies

  • João Otavio Garcia, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica (PPGECT)
    Doutorando no Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica (PPGECT) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) na linha de pesquisa Ensino e Aprendizagem das Ciências. Sou Mestre (2020) pelo mesmo programa e Licenciado em Ciências da Natureza com Habilitação em Física (2016) pelo Instituto Federal de Ciência, Educação e Tecnologia de Santa Catarina (IFSC), Câmpus Jaraguá do Sul - Centro. Membro do Grupo de Pesquisa Interdisciplinar CEUCI (CNPq) do Centro de Ciências da Educação (CED/UFSC) nas linhas de pesquisa de Epistemologias e Educação e Filosofias e Ciências e do Grupo de Estudos de Práticas Curriculares, Narrativas e Agência Docentes (GEPraNA) da Faculdade de Educação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Atualmente atuo como editor assistente do periódico Outlines Critical Practice Studies (Copenhagen). Áreas de pesquisa: Teoria da Atividade Cultural-Histórica, Pedagogia Freireana, Perspectiva Bakhtiniana, História e Filosofia da Ciência, Natureza da Ciência e Filosofia do Ensino de Física
  • Juliano Camillo, Departamento de Ensino e Práticas Culturais da Faculdade de Educação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
    Atualmente sou professor do Departamento de Ensino e Práticas Culturais da Faculdade de Educação da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). De jun/2015 a mar/2023 fui professor do Departamento de Metodologia de Ensino do Centro de Ciências da Educação da Universidade Federal de Santa Catarina (MEN/CED/UFSC). Atuo também no Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica (PPGECT/UFSC). Entre 2018 e 2020 fui coordenador do Núcleo de Pesquisa e Avaliação do Laboratório de Novas Tecnologias (LANTEC/CED/UFSC) e entre 2020 e 2022 fui coordenador do Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica (PPGECT/UFSC). Atuo como editor adjunto dos periódicos Caderno Brasileiro de Ensino de Ensino de Física e Outlines Critical Practice Studies. Além disso, tenho servido como parecerista de diversos periódicos nacionais e internacionais. Tenho Licenciatura em Física pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e sou mestre e doutor pelo Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências - Modalidade Física da Universidade de São Paulo (USP). Áreas de pesquisa: Linguagem e Cognição, Teoria da Atividade, Educação em Ciências e Desenvolvimento Humano e Filosofia da Educação em Ciências

References

Allchin, D. (2017). Beyond the Consensus View: Whole Science. Canadian Journal of Science, Mathematics and Technology Education, 17(1), 18–26. https://doi.org/10.1080/14926156.2016.1271921

Apple, M. W. (2002). Ideology and curriculum. Routledge.

Arthury, L. H. M. (2016). O ensino de Natureza da Ciência na escola por meio de um material didático sobre a gravitação. [Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Universidade Federal de Santa Catarina]. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/172563

Arthury, L. H. M., & Terrazzan, E. A. (2018). A Natureza da Ciência na escola por meio de um material didático sobre a Gravitação. Revista Brasileira de Ensino de Física, 40(3), e3403. http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0233

Auler, D. (2011). Novos caminhos para a educação CTS: ampliando a participação. In W. L. P. Santos, & D. Auler, D. (Orgs.). CTS e educação científica: Desafios, tendências e resultados de pesquisa (pp. 73–97). Editora Universidade de Brasília.

Azeri, S. (2013). Conceptual Cognitive Organs: Toward an Historical-Materialist Theory of Scientific Knowledge. Philosophia, 41(4), 1095–1123. https://doi.org/10.1007/s11406-013-9460-3

Azeri, S. (2017). The historical possibility and necessity of (Ilyenkov’s) anti-innatism. Theory & Psychology, 27(5), 1-20. https://doi.org/10.1177/0959354317714339

Bagdonas, A., Zanetic, J., & Gurgel, I. (2012). Críticas à visão consensual da Natureza da Ciência e a ausência de controvérsias na Educação Científica: o que é ciência, afinal? In: Atas XIV Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (pp. 1). Maresias, SP, Brasil.

Bagdonas, A., Zanetic, J., & Gurgel, I. (2014). 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, 7(2), 242-260. https://doi.org/10.53727/rbhc.v7i2.199

Bakhtin, M. (2016). Os gêneros do discurso. Editora 34.

Bakhurst, D. (1991). Consciousness and revolution in soviet philosophy: from the Bolsheviks to Evald Ilyenkov. Cambridge University Press.

Baptista, G. C. S. (2010). Importância da demarcação de saberes no ensino de Ciências para sociedades tradicionais. Ciência & Educação (Bauru), 16(3), 679–694. https://doi.org/10.1590/S1516-73132010000300012

Bazzul , J. (2020). A Educação em Ciências precisa de manifestos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 37(3), 1020–1040. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n3p1020

Camillo, J. (2011). Experiências em contexto: A experimentação numa perspectiva sócio-cultural-histórica. [Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências, Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo]. https://doi.org/10.11606/D.81.2011.tde-31052012-104321

Camillo, J. (2015). Contribuições iniciais para uma filosofia da educação em ciências. [Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ensino de Ciências, Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo]. https://doi.org/10.11606/T.81.2015.tde-25112015-144311

Camillo, J., & Garcia, J. O. (2021). Bring along the other: dialogue, togetherness, and possibilities in Science Education. Cultural Studies of Science Education, 16, 1097-1104. https://doi.org/10.1007/s11422-021-10025-z

Cofré, H., Núñez, P., Santibáñez, D., Pavez, J. M., Valencia, M., & Vergara, C. (2019). A Critical Review of Students’ and Teachers’ Understandings of Nature of Science. Science & Education 28, 205-248. https://doi.org/10.1007/s11191-019-00051-3

Engeström, Y. (1991). Non scolae sed vitae discimus: Toward overcoming the encapsulation of school learning. Learning and Instruction, 1(3), 243–259. http://doi.org/10.1016/0959-4752(91)90006-T

Engeström, Y. (2001). Expansive Learning at Work: Toward an activity theoretical reconceptualization. Journal of Education and Work, 14(1), 133–156. https://doi.org/10.1080/13639080020028747

Engeström, Y. (2014). Learning by Expanding: An Activity-Theoretical Approach to Developmental Research. Cambridge University Press.

Erduran, S. (2014). Revisiting the Nature of Science in science education: Towards a holistic account of science in science teaching and learning. In: Proceedings of the Frontiers in Mathematics and Science Education Research Conference (pp. 14-25), Famagusta, North Cyprus.

Erduran, S., Dagher, Z. R., & McDonald, C. V. (2019). Contributions of the Family Resemblance Approach to Nature of Science in Science Education. Science & Education 28, 311–328. https://doi.org/10.1007/s11191-019-00052-2

Erduran, S., Kaya, E., & Dagher, Z. R. (2018). From lists in pieces to coherent wholes: Nature of Science, scientific practices, and science teacher education. In J. Yeo, T. W. Teo, & K.-S. Tang (Orgs.). Science Education Research and Practice in Asia-Pacific and Beyond (pp. 3-24). Springer Nature, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-94-017-9057-4

Fernández, I., Gil-Pérez, D., Carrascosa, J., Cachapuz, A., & Praia, J. (2002). Visiones deformadas de la ciencia transmitidas por la enseñanza. Ensenãnza de Las Ciências, 20(3), 477-488.

Gandolfi, H. E. (2019). In defence of non-epistemic aspects of nature of science: insights from an intercultural approach to history of science. Cultural Studies of Science Education, 14, 557–567. https://doi.org/10.1007/s11422-018-9879-8

Garcia, J. O. (2020). Discussões sobre ciência na formação de professores: articulações entre Natureza da Ciência e Teoria da Atividade Cultural-Histórica. [Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis]. https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/216434

Garcia, J. O., & Camillo, J. (2021a). Contribuições para o debate em torno dos aspectos consensuais em Natureza da Ciência a partir da Teoria da Atividade Cultural-Histórica. Alexandria, 14(2), 225-243. https://doi.org/10.5007/1982-5153.2021.e75663

Garcia, J. O., & Camillo, J. (2021b). Ondas gravitacionais em desenvolvimento: reflexões sobre ciência na educação em ciências. Ciência & Educação (Bauru), 27, 1-15. https://doi.org/10.1590/1516-731320210051

García-Carmona, A. (2024). The non-epistemic dimension, at last a key component in mainstream theoretical approaches to teaching the nature of science. Science & Education. https://doi.org/10.1007/s11191-024-00495-2

Gil-Pérez, D., Montoro, I. F., Alís, J. C., Cachapuz, A., & Praia, J. (2001). Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação (Bauru), 7(2), 125-153. https://doi.org/10.1590/S1516-73132001000200001

Guerra, A., Moura, C. B., & Gurgel, I. (2020). Sobre Educação em Ciências, Rupturas e Futuros (Im)possíveis. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 37(3), 1010–1019. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2020v37n3p1010

Guerra, A., & Moura, C. B. (2022). História da Ciência no ensino em uma perspectiva cultural: revisitando alguns princípios a partir de olhares do sul global. Ciência & Educação (Bauru), 28, 1-20. https://doi.org/10.1590/1516-731320220018

Ilyenkov, E. V. (2009). The Ideal in Human Activity. Marxist Internet Archive.

Irzik, G., & Nola, R. (2011). A Family Resemblance Approach to the Nature of Science for Science Education. Science & Education, 20, 591–607. https://doi.org/10.1007/s11191-010-9293-4

Irzik, G., & Nola, R. (2014). New Directions for Nature of Science Research. In M. Matthews (Org.). International Handbook of Research in History, Philosophy and Science Teaching (pp. 999-1021). Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7654-8_30

Kaya, E., & Erduran, S. (2016). From FRA to RFN, or How the Family Resemblance Approach Can Be Transformed for Science Curriculum Analysis on Nature of Science. Science & Education, 25, 1115–1133. https://doi.org/10.1007/s11191-016-9861-3

Kaya, E., Erduran, S., Aksoz, B., & Akgun, S. (2018). Reconceptualised family resemblance approach to nature of science in pre-service science teacher education. International Journal of Science Education, 41, 21-47. https://doi.org/10.1080/09500693.2018.1529447

Kincheloe, J. L., & Tobin, K. (2009). The much exaggerated death of positivism. Cultural Studies of Science Education, 4, 513–528. https://doi.org/10.1007/s11422-009-9178-5

Lago, L. G., Ortega, J. L. N. A., & Mattos, C. R. (2019). A investigação científica-cultural como forma de superar o encapsulamento escolar: uma intervenção com base na Teoria da Atividade para o caso do ensino das fases da lua. Investigações em Ensino de Ciências, 24(1), 239–260. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2019v24n1p239

Lederman, N. G. (1992). Students’ and teachers’ conceptions of the nature of science: A review of the research. Journal of Research in Science Teaching, 29(4), 331–359. https://doi.org/10.1002/tea.3660290404

Martins, A. F. P. (2015). Natureza da Ciência no ensino de ciências: Uma proposta baseada em “temas” e “questões”. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 32(3), 703-737. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2015v32n3p703

Matthews, M. (1995). História, filosofia e ensino de ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 12(3), 164–214. https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/7084

Matthews, M. R. (2012). Changing the Focus: From Nature of Science (NOS) to Features of Science (FOS). In M. S. Khine (Org.). Advances in Nature of Science Research (pp. 3–26). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-007-2457-0_1

Mattos, C. R. (2019). Edital 49/2019 - Concurso para Livre Docência. [Tese de Livre Docência, Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo].

Mazzarella, A,; Schiffer, H., & Guerra, A. (2024). Educação em Ciências para a justiça social: discutindo atores invisibilizados no processo de construção da ciência. Ensaio - Pesquisa em Educação em Ciências (Belo Horizonte), 26, e48289. http://dx.doi.org/10.1590/1983-21172022240182

McComas, W. F. (2008). Seeking historical examples to illustrate key aspects of the nature of science. Science & Education, 17, 249–263. https://doi.org/10.1007/s11191-007-9081-y

McComas, W. F., Almazroa, H., & Clough, M. P. (1998). The Nature of Science in Science Education: An Introduction. Science & Education, 7, 511–532. https://doi.org/10.1023/A:1008642510402

Milani, I. G., & Arthury, L. H. M. (2019). A introdução de temas em aulas de física: utilização das concepções prévias nos modelos de mudança conceitual e perfil conceitual. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 36(2), 414–430. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2019v36n2p414

Moura, B. A. (2012). Formação crítico-transformadora de professores de Física: uma proposta a partir da História da Ciência. [Tese de Doutorado, Universidade de São Paulo, Faculdade de Educação]. https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/81/81131/tde-28092012-143219/pt-br.php

Moura, B. A. (2014). O que é natureza da Ciência e qual sua relação com a História e Filosofia da Ciência? Revista Brasileira de História da Ciência, 7(1), 32–46. https://doi.org/10.53727/rbhc.v7i1.237

Pazello, F. P., Camillo, J., & Mattos, C. R. (2011). Por um olhar dialético-complexo sobre o processo de ensino-aprendizagem de Física. Anais do XIII Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (pp 1-3). Foz do Iguaçu, PR, Brasil. http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/enf/2011/sys/resumos/T0905-1.pdf

Peduzzi, L. O. Q. (1998). As concepções espontâneas, a solução de problemas e a história e filosofia da ciência em um curso de mecânica. [Tese de Doutorado, Centro de Ciências da Educação, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis]. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/77998

Peduzzi, L. O. Q., & Raicik, A. C. (2020). Sobre a Natureza da Ciência: asserções comentadas para uma articulação com a história da ciência. Investigações Em Ensino de Ciências, 25(2), 19–55. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2020v25n2p19

Roth, W.-M., & Lee, Y.-J. (2007). ‘Vygotsky’s Neglected Legacy’: Cultural-Historical Activity Theory. Review of Educational Research, 77(2), 186–232. http://doi.org/10.3102/0034654306298273

Salem, S. (2012). Perfil, evolução e perspectivas da pesquisa em ensino de física no Brasil. [Tese de Doutorado, Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo]. https://doi.org/10.11606/T.81.2012.tde-13082012-110821

Sannino, A. (2022). Transformative agency as warping: How collectives accomplish change amidst uncertainty. Pedagogy, Culture & Society, 30(1), 9–33. https://doi.org/10.1080/14681366.2020.1805493

Sannino, A., & Engeström, Y. (2018). Cultural-historical activity theory: founding insights and new challenges. Cultural-Historical Psychology, 14(3), 43-56. https://doi.org/10.17759/chp.2018140304

Silveira, F. L. (1989). A filosofia de Karl Popper e suas implicações no ensino da ciência. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 6(2), 148–162.

Silveira, F. L. (1996a). A filosofia da ciência de Karl Popper: o racionalismo crítico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 13(3), 197–218.

Silveira, F. L. (1996b). A metodologia dos programas de pesquisa: a epistemologia de Imre Lakatos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 13(3), 219–230.

Silveira, F. L., & Peduzzi, L. O. Q. (2006). Três episódios de descoberta científica: da caricatura empirista a uma outra história. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 23(1), 27–55.

Stetsenko, A. (2008). From relational ontology to transformative activist stance on development and learning: Expanding Vygotsky’s (CHAT) project. Cultural Studies of Science Education, 3(2), 471–491. https://doi.org/10.1007/s11422-008-9111-3

Stetsenko, A. (2016). The transformative mind: Expanding Vygotsky’s approach to development and education. Cambridge University Press.

Taber, K. S. (2017). Knowledge, beliefs and pedagogy: how the nature of science should inform the aims of science education (and not just when teaching evolution). Cultural Studies of Science Education, 12, 81-91. https://doi.org/10.1007/s11422-016-9750-8

Valero, R., Júnior, C. S. L., Massi, S., & Gomes, L. M. B. (2022). Análise marxista de elementos da concepção de ciência nos principais filósofos abordados na Educação em Ciências: aspectos ontológicos e epistemológicos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 39(3), 828–858. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2022.e86571

Wu, J-Y., & Erduran, S. (2024). Investigating Scientists’ Views of the Family Resemblance Approach to Nature of Science in Science Education. Science & Education, 33, 73–102. https://doi.org/10.1007/s11191-021-00313-z

Yacoubian, H. A., & Hansson, L. (Orgs.). (2020). Nature of Science for Social Justice. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-47260-3

Published

2025-05-01

How to Cite

Garcia, J. O., & Camillo, J. (2025). Complexification of “Scientific Proof” in a Science Teacher Trainee Program. Investigations in Science Education, 30(1), 138-167. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci/2025v30n1p138