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The assumption of the present study is that teachers should possess an adequate understanding of the nature of science and scientific method and hence this aspect was investigated. The empirical research carried out with Secondary School teacher trainees at Botswana colleges of education showed the following: Subjects possess an adequate understanding of some aspects of the nature of science and several aspects of the scientific method. They however do not have an adequate understanding on certain aspects of the nature of science. An association was found between the nature of science, type of educational institution attended, years of study and majoring in science. A positive association was found between scientific method and years spent studying. The present study recommended the inclusion of history, philosophy and sociology of science in the curriculum of teacher education. / Educational Studies / M. Ed. (with specialisation in Natural Science Education)

Cette recherche a eu pour objectif d’explorer les postures d’animateurs et d’animatrices scientifiques quant au dialogue « sciences en/et société » et les moyens qu’ils utilisent pour assurer ce dialogue à travers leurs interventions pédagogiques dans le cadre d’ateliers scientifiques hors scolaires. Six animateurs scientifiques ont été interviewés. Ces entretiens ont permis de recueillir des données riches sur leur compréhension de la nature des sciences, leurs postures pédagogiques en tant que transmetteur, guide ou médiateur du développement de l’alphabétisation scientifique chez les jeunes dans les espaces hors scolaires, ainsi que sur la manière dont ils perçoivent le rôle de leurs interventions pédagogiques dans le cadre du développement de l’alphabétisation scientifique chez les jeunes et de la compréhension qu’ils ont des sciences comme outil d’action sociopolitique, tel qu’entendu dans le dialogue « sciences en/et société ». Les postures épistémologiques, pédagogiques et sociales identifiées sont d’une grande diversité et révèlent des tendances qui s’inscrivent dans des spectres allant de l’empirisme au constructivisme, du divertissement à l’empowerment et de la valorisation de la place des sciences en société à la critique de sa primauté. Plusieurs animateurs scientifiques de notre échantillon ont ainsi eu des postures hybrides et parfois conflictuelles, ce qui met en évidence la valeur potentielle d’interventions éducatives qui donnent aux animateurs scientifiques l’occasion de questionner et de réexaminer de manière critique leurs pratiques. / The purpose of this study was to explore informal science educators’ position on the “science in/and society” dialogue and the means whereby they ensure that dialogue through their pedagogical interventions in out-of-school settings. Six informal science educators were interviewed, leading to rich data in terms of their understanding of the nature of science, their pedagogical positions as transmitters, constructors and mediators of children’s development of science literacy in out-of-school settings, and the manner they perceive the role of their pedagogical interventions in children’s science literacy development and understanding of science as a tool for socio-political action, as called for by a science in/and society dialogue. The epistemic, pedagogical and social positions identified range from empiricism to constructivism, from entertainment to empowerment, and from recognition of the value of science in society to a critique of its pre-eminence, suggesting great diversity among the educators studied. Many of the sampled educators held hybrid and at times conflicting positions, suggesting the potential value of educational interventions that offer a means for informal science educators to question and critically re-examine their current practices.

This dissertation examines the nature, scope, and significance of a new pedagogical approach to teaching of views on nature of science (VNOS) to high school students. Educational approaches based on teaching ‘correct’ VNOS continue to be dominated by the epistemology of logical empiricism and, as I will point out, these approaches are inadequate to address the issues of VNOS. I assert and the findings presented in this dissertation offer evidence that students’ VNOS are dynamic and context-based. In this research I used filmmaking to explore students’ VNOS. High school students, supported by a professional filmmaking crew, completed a short film entitled, The Shadows of Hope; this film explores the use of scientific knowledge in understanding everyday life problems. The filmmaking environment introduced simultaneously a number of contexts in which students’ VNOS were concurrently collected using mixed methods methodology. The results show that contexts sway students’ VNOS and generate a variety of the VNOS for each student. Evidence shows that there is a common, theme-based pattern to individual students’ set of VNOS. The variety of expressed VNOS seemed natural to the students, with no registered discomfort. However, in this study a contrast between students’ VNOS and their ‘school-based’ understanding of science also became apparent. This is evidence that cognitive dissonance is not sufficient to explain the full spectrum of ways in which students learn, deepen knowledge and arrive to conceptual change. I assert that including cognitive contextual expansion in our understanding of conceptual change is essential to provide a framework that allows to integrate cognitive diversity into the theory of learning, reflecting a perhaps more natural way human mind works. The project’s findings offer evidence that students’ VNOS deepened and expanded through filmmaking; students arrived to a more examined and mature VNOS while enjoying the activity of making a film. There is evidence that cooperation with a professional team provided students with a feeling of respect and pride. Filmmaking offers a robust way of learning, based on collaborative work that enlivens a large number of learning-enhancing activities. Additional resources and a Brief Guide For Teachers are added to this text to support teachers in adopting filmmaking as a unique pedagogical method. / Graduate / 0714 / 0900 / 0533 / akottova@uvic.ca

Cette recherche a eu pour objectif d’explorer les postures d’animateurs et d’animatrices scientifiques quant au dialogue « sciences en/et société » et les moyens qu’ils utilisent pour assurer ce dialogue à travers leurs interventions pédagogiques dans le cadre d’ateliers scientifiques hors scolaires. Six animateurs scientifiques ont été interviewés. Ces entretiens ont permis de recueillir des données riches sur leur compréhension de la nature des sciences, leurs postures pédagogiques en tant que transmetteur, guide ou médiateur du développement de l’alphabétisation scientifique chez les jeunes dans les espaces hors scolaires, ainsi que sur la manière dont ils perçoivent le rôle de leurs interventions pédagogiques dans le cadre du développement de l’alphabétisation scientifique chez les jeunes et de la compréhension qu’ils ont des sciences comme outil d’action sociopolitique, tel qu’entendu dans le dialogue « sciences en/et société ». Les postures épistémologiques, pédagogiques et sociales identifiées sont d’une grande diversité et révèlent des tendances qui s’inscrivent dans des spectres allant de l’empirisme au constructivisme, du divertissement à l’empowerment et de la valorisation de la place des sciences en société à la critique de sa primauté. Plusieurs animateurs scientifiques de notre échantillon ont ainsi eu des postures hybrides et parfois conflictuelles, ce qui met en évidence la valeur potentielle d’interventions éducatives qui donnent aux animateurs scientifiques l’occasion de questionner et de réexaminer de manière critique leurs pratiques. / The purpose of this study was to explore informal science educators’ position on the “science in/and society” dialogue and the means whereby they ensure that dialogue through their pedagogical interventions in out-of-school settings. Six informal science educators were interviewed, leading to rich data in terms of their understanding of the nature of science, their pedagogical positions as transmitters, constructors and mediators of children’s development of science literacy in out-of-school settings, and the manner they perceive the role of their pedagogical interventions in children’s science literacy development and understanding of science as a tool for socio-political action, as called for by a science in/and society dialogue. The epistemic, pedagogical and social positions identified range from empiricism to constructivism, from entertainment to empowerment, and from recognition of the value of science in society to a critique of its pre-eminence, suggesting great diversity among the educators studied. Many of the sampled educators held hybrid and at times conflicting positions, suggesting the potential value of educational interventions that offer a means for informal science educators to question and critically re-examine their current practices.

Die Gestaltung berufsorientierender Lehr- und Lernprozesse für Naturwissenschaft und Technik besitzt insbesondere vor dem immer wieder diskutierten Fachkräftemangel in diesem Bereich eine zentrale Bedeutung. In diesem Sinne soll Berufsorientierung für Naturwissenschaft und Technik dazu beitragen, dass Lernende naturwissenschaftsbezogene Berufe als Option für die Gestaltung der eigenen Ausbildungs- und Berufsbiographie wahrnehmen. Um diese Funktion zu realisieren, sind Maßnahmen notwendig, die auf eine Veränderung der für die Berufswahl relevanten Schüler-merkmale fokussieren. Im ersten Teil der Arbeit wurde daher zunächst der Stand der Forschung zu Modellen der Berufswahl sowie empirischen Studien hinsichtlich der für die Berufsentscheidung bedeutsamen Schülermerkmale analysiert. Als Handlungskonsequenzen für die Gestaltung schulischer Berufsorientierungsprozesse hat sich ergeben, dass zum einen Interesse und Fähigkeitsselbstkonzept gefördert werden müssen, um die Entscheidung für ein naturwissenschaftlich-technisches Studium zu begünstigen. Über die Förderung von Interesse und Fähigkeitsselbstkonzept hinaus bedarf es zum anderen im Sinne einer nachhaltigen Berufsorientierung der Ausbildung naturwissenschaftlich-technischer Kompetenzen hinreichender Qualität sowie wahrscheinlich der Entwicklung eines realistischen Berufskonzepts. Die ebenfalls im theoretischen Teil der Arbeit vorgenommene Analyse von best-practice-Beispielen an explizit berufsorientierenden Maßnahmen hat gezeigt, dass insbesondere eine in den Fachunterricht integrierte Berufsorientierung besonders wirksam ist. Jedoch gibt es hierfür bisher keine tragfähigen Ansätze, die alle genannten Aspekte miteinander verknüpfen. Es bedarf somit einer konkreten konzeptionellen Grundlage. Da im Rahmen einer in den Fachunterricht integrierten Berufsorientierung die Arbeit von Natur- und Ingenieurwissenschaftlern neben den natur- und ingenieurwissenschaftlichen Fachinhalten zu einem expliziten Aneignungsgegenstand wird, ist eine valide Beschreibung dieser notwendige Voraussetzung für die konzeptionelle Umsetzung. Diese stellt jedoch ebenso wie der Gestaltungsansatz eine Lücke der Forschung und Entwicklung im Bereich der Berufsorientierung bzw. Naturwissenschaftsdidaktik dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher zunächst die Arbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren beschrieben und strukturiert. Um dann auf dieser Basis ein Ansatz zur Gestaltung integrierter Berufsorientierung zu entwickeln. Darüber hinaus wurden im Sinne einer passfähigen Berufsorientierung die Kenntnisse von Lernenden über die Arbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren und der Zusammenhang zwischen einem realistischen Berufskonzept und der Ausbildung natur- und ingenieurwissenschaftlicher Berufserwartungen untersucht. Denn obwohl stets die Bedeutung von Berufskenntnissen betont wird, kann diese nur normativ begründet werden, da belastbare Forschungsergebnisse fehlen. In den Teilen II bis IV der Arbeit wurden somit folgende Problemfelder nacheinander bearbeitet: - die Beschreibung und Strukturierung der Arbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren (= Teil II); - die Ermittlung der Kenntnisse von Lernenden über die Arbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren sowie deren Einfluss auf die Ausbildung naturwissenschaftlicher bzw. technischer Berufserwartungen (= Teil III); - die Entwicklung eines Ansatzes für die Gestaltung berufsorientierender Konzepte im Rahmen des Naturwissenschaftsunterrichts (= Teil IV). Für die Charakterisierung der Arbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren konnte nicht auf bestehende Erkenntnisse zurückgegriffen werden. Denn in anderen Forschungsgebieten wie z. B. der Arbeits- und Organisationspsychologie oder der berufswissenschaftlichen Forschung, werden lediglich Ausschnitte natur- und ingenieurwissenschaftliche Arbeit unter jeweils wissen-schaftsspezifischen Fragestellungen analysiert. Eine systematische für berufsorientierende Lehr- und Lernprozesse geeignete Aufarbeitung fehlt bisher. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher in der ersten empirischen Studie auf Basis berufswissenschaftlicher Arbeitsanalysen in Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen zentrale Initiierungskontexte und Arbeitsaufträge naturwissenschaftlicher bzw. ingenieurwissenschaftlicher Arbeit bestimmt. Die Arbeitsanalyse stellt eine Kombination verschiedener qualitativer Befragungs- und Beobachtungsmethoden zur Erfassung der Arbeitswelt dar. Die ermittelten Daten wurden mittels eines in Anlehnung an die strukturierende Inhaltsanalyse von Mayring entwickelten Auswertungssystems analysiert. Hierdurch konnte ein Überblick zu den typischen Initiierungskontexten und Arbeitsaufträgen sowie den jeweils zugehörigen Arbeitsaufgaben natur- und ingenieurwissenschaftlicher Arbeit ermittelt werden. Für die berufsspezifische Beschreibung wurde ein Perspektivwechsel von einer auftragsbezogenen zu einer berufsbezogenen Betrachtung vorgenommen. Dies bedeutet, dass die innerhalb eines Arbeitsauftrags anfallenden Arbeitsaufgaben bzw. Arbeitsaufgabenkomplexe dem Beruf des Naturwissenschaftlers oder Ingenieurs zugeordnet und kategorisiert worden sind. Ergebnis dieses Prozesses war, dass die von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren übernommene Arbeit mittels berufsspezifischen Kernarbeitsaufträge und -aufgaben sowie berufsübergreifenden Managementaufgaben und Transferaufgaben beschrieben werden können. Diese Kategorisierung natur- bzw. ingenieurwissenschaftlicher Arbeit war Grundlage für die Erfassung der Berufskenntnisse. Ziel der zweiten Studie war, das bei den Lernenden bestehende Konzept über die Arbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren zu charakterisieren sowie dessen Bedeutsamkeit für die Ausbildung natur- bzw. ingenieurwissenschaftlicher Berufserwartungen zu bestimmen. Hierfür wurden Gymnasiasten der 10. und 11. Klasse (N = 450) ein Testinstrument zur Erhebung der Berufskenntnisse sowie ein Fragebogen zur Erfassung der Berufswünsche und weiterer berufswahlrelevanter Merkmale vorgelegt. Für die Auswertung der erhobenen Daten wurden zur Beschreibung des Berufskonzepts deskriptive Methoden eingesetzt und für die Bestimmung der Bedeutsamkeit von Berufskenntnissen logistische Regressionsmodelle spezifiziert sowie Mediationseffekte mittels Bootstrapping geprüft. Hinsichtlich der Kenntnis natur- und ingenieurwissenschaftlicher Arbeit wurde deutlich, dass Lernende bereits einen guten Überblick über die zentralen Arbeitsaufträge von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren besitzen, jedoch die bei der Bearbeitung auftretenden Arbeitsaufgaben kaum kennen sowie natur- und ingenieurwissenschaftlicher Arbeit nur un-genügend zu entsprechender Facharbeit abgrenzen können. Bezogen auf die Bedeutsamkeit von Berufskenntnissen konnte gezeigt werden, dass lediglich ausgewählte Aspekte in einem Zusammenhang mit natur- bzw. ingenieurwissenschaftlichen Berufserwartungen stehen. Für die Ausbildung von naturwissenschaftlichen Berufswünschen sind dies die Kenntnis der Transferaufgaben sowie die Abgrenzung von natur- zu ingenieurwissenschaftlicher Arbeit. Für die Ausbildung von ingenieurwissenschaftlichen Berufswünschen sind dies hingegen die Kenntnis der Kernarbeitsaufträge sowie die Abgrenzung von ingenieurwissenschaftlicher zu betriebswirtschaftlicher Arbeit. Die Ergebnisse verweisen darauf, dass berufsorientierende Lehr- und Lernprozesse neben naturwissenschaftlich-technischen Interessen und Fähigkeiten auch die Ausbildung eines realistischen Berufskonzeptes fördern müssen. In Bezug zu den Ergebnissen beider empirischer Studien wurden abschließend Kriterien und Ziele berufsorientierender Lehr- und Lernprozesse differenziert sowie ein konkreter Gestaltungsansatz entwickelt und hinsichtlich einer projektorientierten Umsetzung untersetzt Im Rahmen der Arbeit wurde weiterhin ein Ansatz zur Gestaltung von in den naturwissenschaftlichen Fachunterricht inte-grierten Berufsorientierungsprojekten unter Rückgriff auf kontextorientierte bzw. berufsbildende Ansätze entworfen. Grundlegendes Prinzip des Konzepts ist die Konfrontation der Lernenden mit didaktisch-aufbereiteten beruflichen Arbeitsaufträgen des Naturwissenschaftlers bzw. Ingenieurs. Zur Bearbeitung des Auftrags sind die damit verbundenen Arbeitsaufgaben auszuführen. Hierbei wird von den Lernenden das erforderliche naturwissenschaftliche Know-how angewendet bzw. angeeignet. Weiterhin erschließen sich die Lernenden die Arbeitswelt von Ingenieuren bzw. Naturwissenschaftlern aktiv. Perspektivisch ist dieser Ansatz weiterzuentwickeln und hinsichtlich seiner Wirksamkeit zu evaluieren. Hierbei eröffnen sich Potentiale an die Evaluation berufsorientierender Konzepte weiterführende Forschungsfragen hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen von Berufskenntnissen und Berufserwartungen zu koppeln.

本研究的主要目的在幫助學生發展更主動與建構取向的科學本質觀。以42位修習「自然科學概論」通識課程的大學生為對象，採用「知識論壇」(Knowledge Forum, KF)的線上學習帄台，透過集體共構與分享知識讓學生學習自然科學，並在線上進行知識翻新（knowledge-building）。 研究資料主要來自(1)帄台上的貼文--以此分析學生知識建構與合作分享的情形；(2)「科學本質問卷」--以此分析學生在期初與期末對自然科學本質概念的轉變；(3)科學理論開放問卷--以此探討學生在期初與期末對科學理論概念的差異；以及(4)學生自我反思--藉此了解學生科學觀點轉變的過程。資料分析主要為推論統計之單因子變異數分析及質性的內容分析法。根據分析結果，本研究提出以下四點結論： 一、相較於傳統課堂，學生表現出比較多的同儕互動，特別是在知識論壇帄台中的活動。透過分享與想法的連結(每人帄均貼文14.5篇，貼文連結度達26.9％)，帄台中呈現出密切的知識建構與互動學習。而隨著時間的增長，同儕之間的互動密集度亦呈現逐步增加的趨勢(期初10.1％，期末16.6％)。此外，除了互動學習，學生也在課室中扮演科學史的探索者，透過自身與同儕資訊分享的力量，建構對科學理論發展的認知。根據研究結果，在知識論壇中的活動顯示出學生合作學習與互動頻繁，並能透過多元的學習模式進行知識翻新。 二、學生的科學本質觀產生轉變。在科學本質中的「暫時性」、「理論蘊涵」、「多元化」、「發明觀」、「想像力使用」、「科學知識檢證」與「主觀性」等陎向，期末呈現顯著的轉變，從比較實證的觀點轉變為比較建構的取向。此結果顯示出學生對於科學本質逐漸具備較多元的 看法，認為科學是多元發展的。 三、學生對科學理論的認識也漸趨「建構取向」。針對科學理論在「科學理論知識」、「科學理論探究方法」、「科學理論來源」、「科學理論與科學事業發展」以及「科學理論價值性」等五個陎向，期末時學生對於科學理論的認識逐漸呈現多元與建構的觀點。研究結果顯示，學生認為科學理論是可以從不同角度去進行探究，藉由不同觀點的研究方法或程序，它是可以被不斷翻新與修正的；每個人也都可以透過集體合作、討論、發想來形成新的科學理論概念。 四、從期末反思中發現學生的科學態度亦產生變化。學生了解到理論與想法的進步是需要經過不斷的修改與翻新。再者，學生也認知到理論與理論之間關係緊密，科學家、科學理論之間的不斷互動是促進科學理論演化的動力；最後，學生也瞭解到科學學習應秉持質疑、創新的態度，適時批判權威理論而不照單全收，並且應培養主動學習、勇敢懷疑的態度，以及應能提出自己的想法與他人激盪等，如此方能真正認識科學理論的本質，並有助於推動科學的進步。 本研究根據研究結果及發現，在科學教學與學習方陎提出下列六點建議：(1)擺脫記憶、背誦的科學學習方式；(2)儘量不給標準答案，強調學習者間腦力激盪；(3)建構式科學學習，融入科學史，讓學習者自我建構並認知科學知識；(4)創造互動與合作的知識建構環境；(5)教師應多引導想法的討論與激盪，刺激學生以多元觀點進行對話與知識翻新；(6)脫離制式、標準的教學程序，營建開放的學習環境並促進多元想法。 / The purpose of this study was to help college students develop more informed and sophisticated scientific epistemological beliefs. Forty-two undergraduates who took a college course titled ―Introduction to Natural Sciences‖ participated in the study. An online collaborative knowledge building environment, enabled by a software program called Knowledge Forum, was provided for students’ knowledge work. Data primarily came from (1) Students’ online discourse: which was posted in the form of notes, recorded in a Knowledge Forum database, and was used to analyze students’ collaborative learning and knowledge building. (2) A questionnaire—View on Science and Education Questionnaire (VOSE): which was originally designed and validated by Chen (2006) and it was used to analyze the differences of students’ view of nature of science between the beginning and the end of the course. (3) A open-ended survey with regard to the nature of scientific theory: which was employed to triangulate the findings derived from the VOSE and was administered in the beginning and at the end of the course. (4) Students’ self-reflection on what they learned from this course. To analyze, quantitative statistics (e.g., ANOVA) was employed to explore students’ online activities. Additionally, an open-coding procedure was adapted to content-analyze students’ notes. There were four main findings as follows: (1) Students shared ideas constantly, developed connections among ideas, and worked collaboratively and closely with knowledge in Knowledge Forum (with mean number of notes posted being 14.5 and percentage of notes linked being 26.9％). Furthermore, there was an gradual increase in students’ online discourse as reflected by the density of network interaction (10.1 % in the beginning of the course vs. 16.6% at the end of the course). In addition, students served as explorers by reconstructing stories of natural science history in Knowledge Forum, in order to develop a deeper understanding of the process of scientific theory development. The findings suggest that students worked closely together in collaborative learning and interaction, and were able to build knowledge using multiple methods in Knowledge Forum. (2) Students also changed their view of nature of science. It was found that there were significant pre-post change between their view in the beginning and that at the end of the course, in terms of the following seven dimensions: ―tentativeness‖, ―nature of observations‖, ―scientific methods‖, ―theories and laws‖, ―use of imagination‖, ―validation of scientific knowledge‖, and ―subjectivity and objectivity‖. Overall, students’ view shifted from more positivism-oriented to more constructivism-oriented. It was found that towards the end of the course, students started to possess more multiplistic view of nature of science. Students thought that science is advanced by means of multiplistic ways with no standardized methods. (3) In terms of students’ view of scientific theory, it became more ―constructivism-oriented‖ and more multiplistic towards the end of semester, in terms of the following five dimensions: ―knowledge about scientific theory-building‖, ―method of scientific theory-building‖, ―source of scientific theory‖, ―scientific theory and science as an enterprise‖ and ―value of scientific theory‖. It was found that student thought that scientific theory is developed through inquisition from many perspectives. Scientific theory is falsifiable, rather than fixed knowledge entity, and it should not be associated with pre-determined research procedure and standardized answers. Scientific theory can be improved by collaboration discussion and use of imagination. (4) In terms of students’ self-reflection on what they learned from this course, it was found that students demonstrated better understanding that theories are improvable, and that it is important to relate one theory to another for the purpose of creating new knowledge. Moreover, students also realized that it is important to possess critical and creative attitude towards studying science. Building on the above results, this study made the following six suggestions: (1) science learning must go beyond memorization and rote learning; (2) science learning should avoid the pursuit of standardized answers and encourage idea brainstorming; (3) science teachers should promote more constructive way of science learning, try to integrate history of science into science teaching, and help learners construct their own understanding of science; (4) it is important to cultivate a more creative and collaborative learning environment; (5) science teachers should also help students learn how to work with ideas, discuss together, and solve conflicting views; and (6) science teachers should help create an open environment to promote multiple scientific views.

The assumption of the present study is that teachers should possess an adequate understanding of the nature of science and scientific method and hence this aspect was investigated. The empirical research carried out with Secondary School teacher trainees at Botswana colleges of education showed the following: Subjects possess an adequate understanding of some aspects of the nature of science and several aspects of the scientific method. They however do not have an adequate understanding on certain aspects of the nature of science. An association was found between the nature of science, type of educational institution attended, years of study and majoring in science. A positive association was found between scientific method and years spent studying. The present study recommended the inclusion of history, philosophy and sociology of science in the curriculum of teacher education. / Educational Studies / M. Ed. (with specialisation in Natural Science Education)

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GiovanninniLFB_DISSERT_pag_1_a_118.pdf: 7226413 bytes, checksum: dc94a6ed83c5371cec55bbc2522ef23a (MD5) Previous issue date: 2014-05-26 / The use of the History and the Philosophy of Science (HPS) for the teaching of science and scientific subjects has been advocated in recent decades. It has been pointed out that the History of Science could make for a deeper learning of scientific concepts, since it would promote a contact with the problems which that knowledge has set out to solve. Furthermore, historical episodes would serve to put the discussions about the nature of scientific knowledge into context. With a view to explore those potentialities, the literature in the field has sought to identify the challenges and obstacles for the didactic transposition of subjects from the History of Science. Amongst many aspects, the deficiencies in the training of teachers, so that they can work with the insertion of HPS in the classroom have been highlighted. Another aspect that has been mentioned to be a challenge has to do with the didactic transposition of the Primary Sources, that is, of the original texts on the History of Science. The Primary Sources have significant potentialities: making a connection possible between scientists and concepts, showing the difficulties faced during scientific endeavors, perceiving the role of mistakes as obstacles to be surpassed, not as defeat, etc. On the other hand, there has been little exploration of these concepts in an educational context, due to their own peculiarities. The original texts are often hard to understand and their interpretation demands knowledge of the historical and scientific context in which they were written, as well as skills pertaining to the conduction of research in the field of the History of Science. With this scenario in mind, the research towards this Professional MSc degree starts from the challenge of elaborating and discussing proposals which could enable the didactical transposition of the Primary Sources. We have worked specifically with Primary Sources on the History of the Vacuum and of the Atmospheric Pressure, because of the insertion of these subjects in the Brazilian High School curriculum, in connection with the didactical textbooks. "Historic Journals" were made up from clippings of the original historical texts, as was a Didactical Unit, which takes the usual textbooks as a basis and contemplates using the Journals and the entire Primary Sources in High School. At last, we have elaborated and implemented a course designed for the preparation of teachers and for being an opportunity for the discussion of the feasibility of putting these kinds of proposal into practice / Tem-se advogado nas ?ltimas d?cadas a respeito da utiliza??o da Hist?ria e Filosofia da Ci?ncia para o ensino de conte?dos cient?ficos e sobre a ci?ncia. Aponta-se que a Hist?ria da Ci?ncia poderia possibilitar um aprendizado mais aprofundado dos conceitos cient?ficos, uma vez que permitiria o contato com os problemas a que esses conhecimentos buscaram resolver. Os epis?dios hist?ricos serviriam, ainda, como contextualiza??o para discuss?es a respeito da natureza do conhecimento cient?fico. Tendo em vista o interesse em explorar essas potencialidades, a literatura da ?rea tem buscado identificar os desafios e obst?culos da transposi??o did?tica da Hist?ria da Ci?ncia. Dentre muitos aspectos, as lacunas na forma??o dos professores para atuar na inser??o da HFC no Ensino t?m sido apontadas. Outro aspecto citado como desafio diz respeito ? dificuldade da transposi??o did?tica das Fontes Prim?rias, isto ?, dos textos originais da Hist?ria da Ci?ncia. As Fontes Prim?rias teriam potencialidades significativas: viabiliza??o da conex?o dos conceitos com os cientistas, visualiza??o do caminho ?rduo do empreendimento cient?fico, percep??o do o papel do erro como obst?culo a ser superado e n?o como derrota, etc. Por outro lado, esses recursos seriam ainda pouco explorados no contexto educacional devido ?s suas pr?prias peculiaridades. Os textos originais costumam ser de dif?cil leitura e sua interpreta??o requer conhecimentos a respeito do contexto hist?rico e cient?fico em que foram elaborados, bem como habilidades inerentes ? pesquisa em Hist?ria da Ci?ncia. Frente a esse cen?rio, o presente Trabalho de Conclus?o deste Mestrado Profissional parte do desafio de atuar na elabora??o e discuss?o de propostas visando a transposi??o did?tica de Fontes Prim?rias. Especificamente, trabalhou-se com Fontes Prim?rias da Hist?ria do V?cuo e da Press?o Atmosf?rica tendo em vista a sua inser??o no Ensino M?dio de forma articulada aos livros did?ticos. Foram elaborados Jornais Hist?ricos a partir de recortes dos textos hist?ricos originais, bem como uma Unidade Did?tica, que parte do material did?tico usual e contempla a utiliza??o dos Jornais e Fontes Prim?rias completas no Ensino M?dio. Elaborou-se e implementou-se, por fim, um curso voltado ? instrumenta??o de professores como espa?o de discuss?o sobre a utiliza??o desse tipo de proposta

Le mémoire vise à proposer une épistémologie pragmatique de la science scolaire à l’école primaire. Un défaut de compréhension de la nature de la science pourrait en effet justifier en partie les difficultés de l'enseignement des sciences par démarche d'investigation. Une étude des représentations de la science chez les enseignants et futurs enseignants confirme qu’ils n‘en ont pour la plupart qu‘une vision assez floue, relevant majoritairement d'une forme d'empirisme naïf. Un jeu opératoire de critères de scientificité adapté au contexte de l’école est développé dans une approche "bottom-up" partant des pratiques de classe effectives. Sa capacité à discriminer pratiques scientifiques et non scientifiques est discutée, de même que les implications didactiques et épistémologiques de son utilisation. Il est en particulier possible d‘en déduire des définitions évolutives d‘une science scolaire normative mais subsidiaire par rapport à la “science des scientifiques”. Cet outil épistémologique s’avère bien reçu par les enseignants auxquels il a été présenté. Le test en situation de différentes stratégies pédagogiques fait apparaître que les plus efficaces pour l'appropriation de critères de scientificité ajoutent à la démarche d’investigation une composante épistémologique explicite. Certains éléments de méthode scientifique peuvent être travaillés dès la Grande Section de maternelle (5-6 ans) : des élèves ayant vécu des démarches d’investigation s’avèrent capables de revendiquer la primauté de l’expérience, mais aussi de mettre en œuvre des tests relatifs à plusieurs critères de scientificité et de s‘approprier les rudiments de la modélisation scientifique. / The purpose of this thesis is to propose a pragmatic epistemology of school science in primary school. Indeed, some of the difficulties encountered by inquiry-based science education may be attributed to a lack of understanding of the very nature of science. A survey on the perception of science by incumbent teachers and teachers in training confirms that most of them have a relatively vague vision grounded in a form of naive empiricism. A practical set of criteria of scientificity adapted to the school context is developed through a “bottom-up” approach based on actual classroom practices. Its efficiency at discriminating scientific and non-scientific practices is discussed, as well as the didactical and epistemological implications of its use. It is thus possible to deduce evolutive definitions of a school science that is normative yet subordinated to the “science of scientists”. Teachers responded positively to this epistemological tool when it was presented to them. Among the different teaching strategies tested in a classroom, the most efficient for the acquisition of criteria of scientificity were those which supplemented the inquiry process with an explicit epistemological component. Some elements of scientific method can be introduced as early as kindergarten (5-6 y.o) : after experimenting with inquiry processes, pupils have proved able not only to claim the primacy of experiment but also to run tests related to different criteria of scientificity and acquire the basics of scientific modeling.