Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Community ecology from the perspective of classic and Bayesian statistics Ekologie společenstev z hlediska klasické a Bayesovské statistiky Řešitel: Adam Klimeš Vedoucí práce: Mgr. Petr Keil, Ph.D. Abstract Quantitative evaluation of evidence through statistics is a central part of present-day science. Bayesian approach represents an emerging but rapidly developing enrichment of statistical analysis. The approach differs in its foundations from the classic methods. These differences, such as the different interpretation of probability, are often seen as obstacles for acceptance of Bayesian approach. In this thesis I outline ways to deal with the assumptions of Bayesian approach, and I address the main objections against it. I present Bayesian approach as a new way to handle data to answer scientific questions. I do this from a standpoint of community ecology: I illustrate the novelty that Bayesian approach brings to data analysis of typical community ecology data, specifically, the analysis of multivariate datasets. I focus on principal component analysis, one of the typical and frequently used analytical techniques. I execute Bayesian analyses that are analogical to the classic principal components analysis, I report the advantages of the Bayesian version, such as the possibility of working with...

Nas últimas décadas, investigações têm destacado o papel da história e filosofia da ciência (HFC) na educação científica. O reconhecimento da pluralidade e complexidade da ciência tem originado estudos, os quais apontam que o ensino sobre ciências deve levar em conta as diferenças entre as disciplinas científicas. Assim, tem-se discutido a importância da consideração de elementos da história e da filosofia da química no aprimoramento do processo de ensino e aprendizagem dessa ciência. Apesar disso, investigações têm constatado que pouco ou nada se discute acerca desses assuntos nas aulas de ciências. Diante disso, esta dissertação tem como intuito investigar a concepção de professores de química sobre a inclusão de elementos da HFC no ensino, com foco nas características inerentes às práticas e aos conhecimentos químicos. Foram investigadas as concepções de cinco professores de química, que atuam em diferentes escolas públicas da região metropolitana de São Paulo, acerca de cinco temas, elaborados com base em estudos da área de ensino de ciências e em diretrizes curriculares oficiais: relações com a sociedade, modelos e modelagem, experimentação, desenvolvimento histórico e reducionismo. Por meio da análise qualitativa dos dados, as concepções docentes, para cada tema, foram classificadas em dois subeixos temáticos: prática docente e relevância. Ademais, foram identificados fatores externos e internos que influenciam as práticas e concepções dos sujeitos concernentes a considerações filosóficas, históricas e sociológicas sobre a química. Os resultados evidenciam que, de modo geral, os sujeitos consideram relevantes determinados assuntos relacionados à natureza da química e, em certa medida, buscam inseri-los em suas práticas cotidianas. Contudo, mostraram também que os motivos pelos quais os docentes conferem importância a algumas discussões, e o modo como as desenvolvem, podem limitar a compreensão dos estudantes sobre a complexidade da construção do conhecimento científico. Além disso, foram raras as referências a aspectos específicos da química, à importância de evidenciar e discutir esses aspectos com os estudantes, assim como à preparação de situações didáticas próximas à prática química autêntica. / In recent decades, research has highlighted the role of history and philosophy of science (HFC) in science education. The recognition of the plurality and complexity of science originated studies showing that the teaching of science must take into account the differences between scientific disciplines. Thus, the importance of considering elements of the history and philosophy of chemistry in the improvement of science education has been the subject of discussions. Nevertheless, research has found that little or nothing is discussed about these issues in science classes. Therefore, this work aims at investigating chemistry teachers\' conceptions on the inclusion of HFC elements in education, focusing on the characteristics of chemical knowledge and practices. Five chemistry teachers, working in different public schools in the metropolitan region of São Paulo, were interviewed about five themes related to research findings in the area of science education and to current curriculum guidelines: science and society relations, models and modeling, experimentation, historical development, and reductionism. By means of qualitative analysis, teachers\' conceptions for each subject were classified into two subthemes: teaching practice and relevance. Furthermore, external and internal factors influencing practices and conceptions of the interviewees concerning philosophical, historical and sociological aspects of chemistry were identified. Results showed that, in general, the teachers considered some aspects of the nature of chemistry as being relevant and, to some extent, they seek to introduce such aspects into their classroom practices. However, results also showed that the reasons given by the teachers to justify some discussions, and the way they deal with such subjects in the classroom, may limit the students\' understanding of the complexity of the construction of scientific knowledge. Also, the teachers made few references to peculiar aspects of chemistry, to the importance of showing and discussing such aspects with the students, as well as to the preparation of didactic situations close to the real practice of chemistry.

Neste trabalho investigamos, teoricamente e empiricamente, quais são os possíveis aspectos da natureza da ciência, relacionados ao debate realismo e antirrealismo científicos, que emergem da história e filosofia da teoria da relatividade especial e têm potencial para promover debates no ensino de física. Para tal, primeiramente reconhecemos a importância da aproximação histórico-filosófica ao ensino de ciências, assim como a relevância dos aspectos consensuais e não consensuais da natureza da ciência. Argumentamos, em especial, que estes aspectos controversos e não consensuais podem trazer uma visão ainda mais rica e realista da ciência. Fazemos uma exposição sintética sobre algumas das principais características do debate realismo e antirrealismo científicos, suas principais vertentes, categorias e argumentos correntes. Fazemos também um estudo teórico histórico e filosófico sobre a teoria da relatividade, no qual enfatizamos a capacidade do formalismo matemático da teoria ser filosoficamente interpretável. Quatro interpretações históricas da teoria, a de Lorentz (1904), a de Einstein (1905), a de Poincaré (1906) e a de Minkowski (1907) são discutidas e caracterizadas com base no estudo sobre o debate realismo e antirrealismo científicos. Descrevemos em seguida uma pesquisa de campo realizada no primeiro semestre de 2013 aplicada a estudantes de física, de licenciatura e bacharelado, da Universidade de São Paulo. Seus objetivos foram investigar as concepções filosóficas dos estudantes sobre o debate realismo e antirrealismo científicos no contexto da teoria da relatividade especial e mostrar como ele pode trazer ricas discussões no ensino de ciências . A pesquisa foi dividida em três etapas: aplicação de questionário específico sobre o tema filosófico; análise de resenhas entregues pelos estudantes, e; realização de grupo focal. O resultado da análise e triangulação dos dados sugere que o debate mostra-se, também entre os estudantes, de uma forma não consensual e filosoficamente rica. / In this work we investigate theoretically and empirically some possible aspects of the nature of science, related to scientific realism and anti-realism debate emerging from the history and philosophy of the special theory of relativity which can potentially encourage related discussions in physics education. For such, first we acknowledge the importance of historical-philosophical approach to teaching science, as well the educational relevance of the consensual and nonconsensual aspects of nature of science. We argue, particularly, that these controversial and non-consensual aspects can provide an even richer and more realistic view of science. We make a summary of some of the main features of scientific realism and anti-realism debate, its main categories and current arguments. We also make a historical and philosophical theoretical study on the special theory of relativity, wherein we emphasize the capacity of its mathematical formalism be philosophically interpretable. Four historical interpretations of the theory, Lorentz\'s (1904), Einstein\'s (1905), Poincaré\'s (1906) Minkowski\'s (1907), are discussed and characterized based on earlier study on scientific realism and anti-realism debate. We report then a field research conducted in the first semester of 2013 applied to undergraduated physics students at the University of São Paulo. Its objectives went to investigate the philosophical conceptions of students about scientific realism and anti-realism debate under the special theory of relativity and its subjects, and to show how rich can it be for science education. This research was divided into three stages: the application of a specific questionnaire on the philosophical subject; the analysis of papers submitted by students, and; the performing of a focus group. The outcome of data triangulation suggests that the debate reveals itself also among students, in a non-consensual and philosophically rich way.

Nos últimos anos, a presença das disciplinas científicas nos currículos escolares tem sido justificada em termos da participação democrática dos indivíduos numa sociedade cada vez mais permeada por questões nas quais a ciência e tecnologia desempenham um papel fundamental. Argumentamos, no entanto, que na pesquisa em educação em ciências as análises das relações entre os processos individuais de ensino-aprendizagem e os processos de participação na coletividade são fundamentalmente dualistas, consequência das perspectivas cognitivistas-individualistas que naturalizam os processos humanos e esperam daí derivar um modelo de aplicação do conhecimento e de atuação política. A superação deste dualismo somente é possível, neste momento histórico, a partir de uma alternativa concreta aos modelos cognitivistas-individualistas que expresse, no nível ontológico-epistemológico, a unidade entre desenvolvimento humano, produção/consumo do conhecimento e manutenção do status quo/transformação da realidade. Dedicamo-nos, então, neste trabalho, a discutir o processo de desenvolvimento humano numa perspectiva histórica, numa articulação construída a partir das complementariedades e convergências da Teoria da Atividade e da perspectiva freireana, a qual chamaremos de Atividade Potencial, que, por meio de três categorias - Problema-em-si; Problema-para-si; e Ontologia do ser mais - captam a dimensão objetiva das problemáticas humanas e a possibilidade de que tais problemas sejam apropriados, de maneira que a individualidade e a coletividade humanas sejam construídas de maneira consciente. Assim, dentro desta perspectiva teórica, a questão acerca da relevância do ensino de ciências e do papel de um conjunto específico de conhecimentos (o conhecimento científico) no desenvolvimento humano pode ser concretamente posta. / In recent years the existence of scientific disciplines in the school curricula has been justified in terms of democratic participation of individuals in a society increasingly permeated by issues in which science and technology play a pivotal role. We argue, however, that in the Research in Science Education field the relationships between individual teaching-learning processes and the participation in the collectivity are analyzed under dualistic perspectives, due to cognitive-individualistic perspectives of human development that naturalize human processes and expect to derive from that a model of knowledge application and political action. Overcoming this dualism is only possible, at this historical moment, from a concrete alternative to those cognitive-individualistic perspectives, which express, in the ontological-epistemological level, the unity between human development, production/consumption of knowledge and maintenance of the status quo/ transformation of the reality. We aim to discuss human development under a historical perspective. We build on the convergences and complementarities between Activity Theory and Freirean perspective to give rise to a set of categories (Problem-in-itself; Problem-for-itself; and Ontology of being fully human), which we call Potential Activity. Those categories are able to express the objective dimension of human problems and the possibility to appropriate such problems in order to build human individuality and the human collectivity consciously. Thus, within this theoretical perspective, the issue about the relevance of science education and the role of a specific set of knowledge (scientific one) on human development can be concretely posed.

A abordagem da natureza da ciência e sua relação com a história e a filosofia da ciência, têm sido reconhecida tanto no âmbito nacional, como é possível encontra-la nos PCNs ( Parâmetros Currriculares Nacionais ), e também no contexto internacional como apresenta o Projeto 2061 produzido pela AAAS ( Associação Americana para o Progresso da Ciência ). Além destas, o tema é constante em diversas pesquisas, demonstrando assim sua relevância. Esta pesquisa procurou compreender como os professores interpretariam esta temática. O resultado demonstrou problemas com esta compreensão, ou seja, os professores não teriam estas questões bem compreendidas e, portanto as mesmas poderiam ser abordadas de formas inadequadas ou simplesmente não seriam abordadas. Há também um outro fator, pois diferentemente de outras questões relacionadas ao Ensino de Ciência como Sexualidade e Meio Ambiente, cujas mesmas são relatadas pelos professores. A temática sobre a natureza da ciência e sua conexão com a história e a filosofia da ciência, além de mal compreendidas, não haveria ainda uma clara consciência sobre a importância do assunto. Assim caberia aos cursos de formação de professores tratar a questão em duas frentes, ou seja, conscientizando e contextualizando estas visões da ciência na sociedade e as implicações no ensino. Foram analisados neste trabalho os relatos de professores de Ciências do município de São Paulo A metodologia utilizada foi à pesquisa qualitativa com entrevistas semi-estruturadas. O objetivo buscou compreender como os professores endentem e qual o uso que fazem da natureza da ciência e sua conexão com a da história e filosofia da Ciência. Os problemas identificados estão basicamente relacionados à formação do professor além da utilização dos materiais didáticos para abordar o tema, estes segundo pesquisadores também poderiam reproduzir problemas principalmente com relação às questões da história da ciência. / The approach of the nature of science and its relationship to history and philosophy of science, has been recognized both nationally, as you can find it in the PCN (Parâmetros Curriculares Nacionais), and also in the international context as shown in the Project 2061 produced the AAAS (American Association for the Advancement of Science). Besides these, the theme is constant in many studies, which demonstrate its relevance. This research sought to understand how teachers interpret this theme. The results showed problems with this understanding, that is, teachers would not have understood these issues and therefore they could be dealt with using inadequate or simply not be addressed. There is also another factor, because unlike other issues related to the Teaching of Science as Sexuality and the Environment, which they are reported by teachers. The theme about the nature of science and its connection with the history and philosophy of science, and poorly understood, there would have a clear awareness of the importance of the subject. So it would be up to training courses for teachers to address the issue on two fronts, namely, educating and contextualizing these visions of science in society and the implications for teaching. Were evaluated considering the reports of science teachers in São Paulo the methodology used was qualitative research with semi-structured interviews. The objective sought to understand how teachers understand and how they use the nature of science and its connection to the history and philosophy of science. The problems identified are primarily related to teacher training than the use of materials to address the issue, these researchers said problems could also play mainly on the issues of history of science.

O presente trabalho baseia-se no levantamento histórico sobre a proteção dos direitos humanos da criança e do adolescente, na análise de referências teóricas sobre comunidades epistêmicas e movimentos sociais, e em entrevistas com pessoas envolvidas na criação do Estatuto da Criança e do Adolescente (ECA) - Lei Federal n.º 8.069/90. Identifica cinco comunidades epistêmicas (internacional, estatal, militante, religiosa e jurídica), presentes no Movimento de Defesa dos Direitos da Criança e do Adolescente dos anos 80. Ao identificar essas comunidades, cujas influências técnicas e políticas foram essenciais para a elaboração coletiva do ECA, procuramos evidenciar teorias que geraram consenso à época e orientaram a formulação da norma jurídica. As duas principais são: Teologia da Libertação e Pedagogia do Oprimido. O reconhecimento dessas teorias fundantes pode inspirar o desenvolvimento de indicadores que auxiliariam na avaliação da implementação do Estatuto em trabalhos futuros. A pesquisa, para os fins desta dissertação, é descritiva e documental, com dimensão histórica e processo interdisciplinar. Situa-se no campo das ciências sociais aplicadas, e baseia-se em entrevistas semiestruturadas, documentação oficial e textos científicos com suporte bibliográfico, que reúnem trabalhos de natureza jurídica, política, sociológica, teológica e filosófica / The present work is based on a historical survey of the protection of the human rights of children and adolescents (both in Brazil and across the world), an analysis of theoretical references on epistemic communities and social movements, and interviews with people involved in the formulation of the Child and Adolescent Statute (CAS) - Federal Law n.º 8.069/90. It identifies five epistemic communities (international; state; militant; religious; legal) presents in the Social Movement to Defend the Rights of Children and Adolescents in the 1980s. In identifying these communities, whose technical and political influences contributed to the formulation of the CAS, we can highlight which scientific theories generated consensus at the time and founded the legal norm, such as Liberation Theology and Pedagogy of the Oppressed. The principles of those theories also reveal indicators for evaluating the implementation of the Statute in future work. The research carried out for the purposes of this dissertation is descriptive and documentary with historical dimension and interdisciplinary process. It is situated in the field of applied social sciences, and is based on semi-structured interviews, official documentation and scientific texts with bibliographic support, which bring together works of a juridical, political, sociological, theological and philosophical nature

Este trabalho discute a introdução de tópicos de História e Filosofia da Ciência no ensino de Física para o segundo grau. Procurou-se dar embasamento teórico para atividades com tal temática, tanto no que diz respeito a questões metodológicas, com a análise de resultados de pesquisas em Didática das Ciências, como, também, quanto aos conteúdos histórico e filosófico. Tomando-se como tema o episódio de aperfeiçoamento da luneta no século XVII, foram elaboradas duas atividades de ensino que têm como finalidades a discussão das relações entre Ciência e Tecnologia e o papel dos referentes teóricos dos cientistas na observação e interpretação de dados. As atividades foram introduzidas em sala de aula e analisadas através de seu registro em vídeo. / The introduction of topics on history and philosophy of science in high school physics curriculum is discussed. Theoretical basis for the design of activities is presented concerning both methodological aspects, with the analysis of research on the teaching of science as, also, historical and philosophical content. Within the episode of the improvement of the telescope in the 17th century, two activities were developed, having the discussion of the relationship between science and technology and the influence of theoretical references of scientists on data observation and interpretation as themes. The activities were tried out in classroom and analysed through videotape records.

Este ensaio inicia-se com um sucinto painel a respeito de uma pesquisa bibliográfica sobre Medicina Legal que começa com Ambroise Paré em 1532 e chega ao ano de 2008; pesquisa esta que muito nos ajudou no planejamento desta Tese. É preciso que se diga que o conceito de Medicina Legal só aparece em 1621 com Paolo Zacchia (Quaestiones Medico Legales...). Nosso objetivo neste trabalho envolve diferentes aspectos teóricos dessa ciência. O primeiro é o de demonstrar que a Medicina Legal pode ser a ciência de uma classe no sentido da Lógica e que ela não seria, portanto, a exemplo da Medicina Clínica, uma ciência do indivíduo, como diz Gilles Granger em sua obra sobre Epistemologia já tornada célebre. O segundo aspecto teórico seria o de propor a Medicina Legal como uma ciência do freqüente aristotélico (hòs epì tò polú ws epi to polu - termo cunhado pelo helenista Porchat Pereira, enquanto conceito filosófico) graças ao qual situamos nossa ciência entre o acidental e o necessário e universal do pensamento lógico-matemático. Em terceiro lugar discorreremos sobre o fato de que os laudos médico-legais estão normalmente restritos a constatação empírica e, então, iremos demonstrar a também indispensável consideração das condições a priori da possibilidade de se estabelecer o visum et repertum, ou seja, a consideração do papel do encéfalo na leitura da experiência possível ao ser humano, numa linguagem atual. No que diz respeito à prática, realizamos uma pesquisa na qual analisamos 996 laudos médico-legais, no Brasil, cujos problemas nos remeteram à questão do Método. Sobre o Método, consideramos as teorias de Aristóteles, Descartes, Kant, Popper, Piaget e Granger, deixando de lado os grandes empiristas como Francis Bacon, David Hume, Stuart Mill, na medida em que suas teorias, devido às crenças embutidas no próprio Empirismo, não há lugar para o cérebro como condição primeira de qualquer tipo de leitura da experiência no mundo sensível. Ora, muitos biólogos, inclusive no Brasil, a partir do Prêmio Nobel em Fisiologia ou Medicina, Konrad Lorenz, consideram que o a priori kantiano pode ser interpretado hoje, como o aspecto endógeno, orgânico, da possibilidade humana de conhecer o mundo (o encéfalo) necessário a toda e qualquer leitura da experiência vivida, sobretudo quando houver a necessidade de explicá-la e reportá-la a terceiros. No caso da Medicina Legal, reportá-la à Justiça, com muitíssimas implicações psico-sociais. Nós proporemos então, à Medicina Legal, um Método Dialético, procurando demonstrar suas vantagens teóricas e práticas. / This essay begins with an overview of a bibliographic research on Forensic Medicine, from its early onset with Ambroise Paré, in 1532, up to the present. This research played an important role on the planning of this thesis (it is important to emphasize that the proper concept of Forensic Medicine, however, appears only in 1621 with Paolo Zacchia,-Quaestiones-Medico-Legales...). Our purpose in this work includes many theoretical aspects of this science, first of all, to show that Forensic Medicine should be considered a science of a class in the sense of Logic, instead of, as in Clinical Medicine, \"a science of the individual\", as stated by Gilles Granger in his already classical work on epistemology. The second theoretical objective will be to propose Forensic Medicine as a science of the \"Aristotelian frequent (hòs epì tò polú term coined by the Hellenist Porchat Pereira as a philosophical concept), through which such science should find its place between the realm of the mere accidental, and that of the necessary and universal, proper to the logic-mathematical reasoning. Thirdly, we also address the problem that the forensic reports are usually limited to empirical observations, and, then, we will also demonstrate the necessity to take into account a priori conditions of the possibility of the making of Visum et repertum, that means, we aim to consider the role of the brain in the framing of the human beings accessible experience, through a contemporary approach. On the empirical side, we conducted an extensive research, analyzing 996 Brazilian forensic reports, whose problems led us to questioning the generally used method. On the method, we discussed the theories of Aristotle, Descartes, Kant, Popper, Piaget and Granger, leaving aside the great empiricists such as Francis Bacon, David Hume, Stuart Mill, as in their theories, due to the embedded beliefs of empiricism, there is no room for the brain as the first condition of the possibility of any kind of sensory experience of the world. However, many biologists worldwide (Brazil included), since the work of Konrad Lorenz (Nobel Prize, Physiology or Medicine, 1973) has begun to circulate amid the scientific community, moved to consider that the Kantian a priori can be interpreted as the endogenous aspect (organic) of the human ability to apprehend the world, necessary to any construction of actual experience, especially when there is an intent to explain and report it to others. In the case of Forensic Medicine, it means reporting the findings to the Judicial System, which entails many psycho-social effects. Finally, we propose to Forensic Medicine a dialectical method, aiming to demonstrate its theoretical and practical advantages.

O objetivo deste trabalho foi delinear uma proposta possível de síntese entre análise do comportamento e neurociências a partir do exame de seus fundamentos teóricofilosóficos. Para tanto, o primeiro passo da pesquisa consistiu na análise do posicionamento de Skinner acerca das explicações fisiológicas do comportamento. Essa análise foi realizada tendo em vista quatro questões centrais: (a) Quais são os argumentos apresentados pelo autor para justificar a autonomia da análise do comportamento perante as neurociências? (b) Quais são as suas críticas às explicações fisiológicas? (c) Quais são os interlocutores de Skinner em suas críticas? (d) Qual é, para Skinner, a real função das neurociências na explicação do comportamento? Após a realização desse estágio, procedemos à análise dos fundamentos teórico-filosóficos das neurociências, que teve como fio condutor duas metateorias presentes na área: a metateoria cognitivista, normalmente associada à neurociência cognitiva, e a metateoria mecanicista, ligada às neurociências celular e molecular. Concluímos que, ao contrário da metateoria cognitivista, que é plenamente incompatível com o behaviorismo radical, a metateoria mecanicista apresenta estratégias de pesquisa semelhantes às da análise do comportamento. Por fim, visando contribuir para o estabelecimento de um núcleo teórico-filosófico comum à análise do comportamento e às neurociências, encerramos o trabalho com reflexões acerca de tópicos pertinentes ao tema, estando entre eles a aproximação entre o behaviorismo radical e a metateoria mecanicista; a abordagem integrativa e descentralizadora denominada sistema comportamental; o operacionismo skinneriano e o significado dos termos psicológicos; e a importância da síntese entre análise do comportamento e neurociências / The aim of this work was to propose a possible synthesis between behavior analysis and neuroscience through the exam of its theoretical and philosophical foundations. To do so, we started by providing answers to the following questions regarding Skinners ideas about neuroscience: (a) What arguments did Skinner present in order to justify the independence of behavior analysis from physiology? (b) What were his criticisms against physiological explanations of behavior? (c) Who were the main targets of Skinners criticism? (d) What was for him the real function of neuroscience in the explanation of behavior? We proceeded then to the analysis of neurosciences theoretical and philosophical foundations. This analysis was based upon two main metatheories associated to the field: the cognitive metatheory, related to cognitive neuroscience, and the mechanistic metatheory, related to cellular and molecular neuroscience. We concluded that while cognitive metatheory is incompatible with behavior analysis, there are relevant similarities between the mechanistic thinking and radical behaviorism. The final chapter was dedicated to the discussion of some topics related to this matter, among which were the similarities between radical behaviorism and mechanistic metatheory; the integrative and decentralized approach called behavioral system; Skinners operationism and the meaning of psychological terms; and the very importance of the synthesis between behavior analysis and neuroscience to the explanation of behavior