The role of cultural identity as a learning factor in physics: a discussion through the role of science in Brazil

Abstract

In recent decades, changes in society have deeply affected the internal organization and the main goals of schools. These changes are particularly important in science education because science is one of the major sources of change in peoples’ lives. This research provided the opportunity to investigate how these changes affect the way teachers develop their classroom activities. In this work, we focus on science as part of the cultural identity of a society and how this identity affects the process of teaching and learning inside the classroom. Other works have shown that certain social characteristics such as gender, race, religion, etc., can create a cultural barrier to learning science. This results in an obstacle between those particular students and the science that is taught, hindering their learning process. We first aim to present the notion of identity in education and in other related fields such as social psychology and sociology. Our main purpose is to focus on identity in a school setting and how that identity affects the relationship students have with the science content. Next, we present and analyze an intervention in the subject of Modern and Contemporary Physics composed by a sequence of activities in a private school in the region of Sao Paulo State, Brazil. This intervention serves to illustrate how scientific topics may be explored while considering aspects of cultural differences as an obstacle. The intervention was completed in two steps: first, in the classroom with a discussion concerning scientific works and nationality of scientists, with one being a Brazilian physicist; second, taking students to visit a particle collider at the University of São Paulo. One of the results of our research was realizing that students do not perceive science as something representative of the Brazilian cultural identity. At the same time, the activity gave the students the opportunity to make the connection between doing physical sciences at an international level and the national level in Brazil. The findings of this study suggest that it is possible to reshape the cultural identity of Brazilian students.

Resumo Executivo

As mudanças sociais características das últimas décadas tem afetado profundamente o ambiente escolar. Isso tem feito com que pesquisadores em ensino questionem como estas mudanças afetam o próprio desenvolvimento de atividades didáticas em sala de aula. Dentro deste universo de pesquisas, um conceito que muito recentemente tem ganhado destaque na literatura é a noção de identidade como uma construção histórico-cultural. A questão de base é saber como professores e alunos constroem sua identidade fora do ambiente escolar e como a mesma afeta seu papel em sala de aula. Os primeiros resultados têm mostrado que determinados grupos sociais, definidos por seu gênero, raça, religião etc., muitas vezes criam uma incompatibilidade cultural que os leva a um processo de exclusão em relação ao aprendizado em ciências. Isso faz com que uma barreira se forme entre as possibilidades de interação em professores e alunos, impossibilitando o processo de ensino. Com objetivo de contribuir para esta problemática, este artigo busca, em um primeiro momento, discutir a noção de identidade em estudos em ensino e em áreas correlatas, como a Psicologia Social e a Sociologia, buscando esclarecer como se formam os processos identitários e como estes afetam a relação dos alunos com o aprendizado das ciências. Em seguida apresentaremos uma sequência de atividades que complementam o ensino de tópicos de Física Moderna e Contemporânea, mais especificamente Física Nuclear e Física das Radiações, buscando exemplificar como é possível trabalhar tópicos científicos ao mesmo tempo que se considera a questão das diferenças culturais como um obstáculo à aprendizagem. A intervenção foi realizada em duas turmas, totalizando a participação de 46 alunos. Ela consistiu, como detalharemos em seguida, em quatro atividades que foram inseridas ao longo do estudo de Física Nuclear e Partículas. A primeira atividade consistiu de um levantamento inicial, com o objetivo principal de identificar de maneira objetiva se os alunos reconhecem o papel da ciência no Brasil. Para isso, foi utilizado questionários fechados, em que as respostas foram tratadas estatisticamente. Em seguida, houve a leitura de um texto jornalístico em sala de aula sobre uma descoberta feita por um brasileiro, César Lattes, que contribuiu para a Física Nuclear, tema estudado pelos alunos. A mesma foi complementada com uma atividade de campo em que os alunos visitaram um laboratório de pesquisa no Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Por fim, foi trabalhado a escrita de um texto sobre o papel da ciência no Brasil. A avaliação destas últimas atividades foi realizada com base nos trabalhos escritos pelos alunos. Através da análise textual discursiva buscamos inferir se os alunos passavam a reconhecer as pesquisas em Físicas feitos no Brasil como parte de sua cultura.

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References

  1. Brickhouse, N. (1994). Bring in the outsiders. Journal of Curriculum Studies, 26, 410–416. doi:10.1080/0022027940260404.

    Article  Google Scholar 

  2. Brickhouse, N., & Potter, J. (2001). Young women’s scientific identity formation in an urban context. Journal of Research in Science Teaching, 38, 965–980. doi:10.1002/tea.1041.

    Article  Google Scholar 

  3. Calabrese Barton, A. (1998). Teaching science with homeless children. Journal of Research in Science Teaching, 35, 379–394. doi:10.1002/(SICI)1098-2736(199804)35:4<379::AID-TEA8>3.0.CO;2-N

  4. Calabrese Barton, A., Tan, E., & Rivet, A. (2008). Creating hybrid spaces for engaging school science among urban middle school girls. American Educational Research Journal, 45, 68–103. doi:10.3102/0002831207308641.

    Article  Google Scholar 

  5. Deschamps, J. C., & Moliner, P. (2009). A identidade em psicologia social. Petrópolis: Vozes.

    Google Scholar 

  6. Geertz, C. (1978). A interpretação das culturas. Rio de Janeiro: Zahar.

    Google Scholar 

  7. Giddens, A. (2002). Identidade e modernidade. Rio de Janeiro: Zahar.

    Google Scholar 

  8. Hall, S. A. (2001). Identidade cultural na pós-modernidade. Rio de Janeiro: DPA.

    Google Scholar 

  9. Moraes, R. (2003). Uma tempestade de Luz: A compreensão possibilitada pela análise textual discursiva. Ciência e Educação, 9(2), 191–211. doi:10.1590/S1516-73132003000200004.

    Article  Google Scholar 

  10. Moraes, R., & Galiazzi, M. C. (2007). Análise textual discursiva. Ijuí: UNIJUÍ.

    Google Scholar 

  11. Olitsky, S. (2006). Structure, agency and development of students’ identities. Cultural Studies of Science Education, 1, 745–766. doi:10.1007/s11422-006-9033-x.

    Article  Google Scholar 

  12. Rahm, J. (2007). Youth’s and scientists authoring and positioning within science and scientists’ work. Cultural Studies of Science Education, 1, 517–544. doi:10.1007/s11422-006-9020-2.

    Article  Google Scholar 

  13. Shanahan, M. C. (2009). Identity in science learning: Exploring the attention given to agency and structure in studies of identity. Studies in Science Education, 45, 43–64. doi:10.1080/03057260802681847.

    Article  Google Scholar 

  14. Tobin, K., & Ritchie, S. (2012). Multi-method, multi-theoretical, multi-level research in the learning sciences. The Asia-Pacific Education Researcher, 21, 1–13.

    Google Scholar 

  15. Watanabe, G., & Gurgel, I. (2011) Redescobrindo a Ciência Nacional através de uma visita ao acelerador de particular Pelletron. Ciência em Tela, 4(1), 1–9. Retrieved March 19, 2013 from http://www.cienciaemtela.nutes.ufrj.br/artigos/0111_watanabe.pdf.

  16. Whitaker, D. C. A. & Bezzon, L.C. (2006). A cultura e o ecossistema. Campinas: Ed. Alínea.

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Acknowledgments

Maurício Pietrocola thanks the support of FAPESP and CNPq. The authors would like to thank LaToya Strong and Katelin Corbett for the carefully revision and suggestions on the first manuscript.

Author information

Affiliations

Authors

Corresponding authors

Correspondence to Ivã Gurgel or Mauricio Pietrocola or Graciella Watanabe.

Additional information

Lead Editor: K. Tobin

Appendices

Appendix 1

See Table 1.

Appendix 2

Correio Paulistano: São PauloWednesday, March 10, 1948.

Title: —

The evening press publishes with great prestige the news from the United States about the discovery by a Brazilian scientist, Cesar Lattes, from São Paulo and now officially announced in the United States. This is about the production of meson, binding the atomic disintegration, up to this time only seen in a cosmic ray. César is a young 23-year-old scientist from the University of São Paulo. He is an assistant professor of nuclear physics of that University and specialized for 2 years in Physics in England at the Laboratory of Physics, University of Bristol. He was then invited to work in California with professor Lawrence and other American scientists, in a large cyclotron of 4 000 tonnes. He has just accomplished his sensational discovery on the production of meson, up to then only found in cosmic rays. The “meson” is the intermediate element between the proton and electron, which has great importance as a nuclear component. These two elements had already been produced artificially, but only now the “meson,” thanks to the work of this pioneer scientist.

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Gurgel, I., Pietrocola, M. & Watanabe, G. The role of cultural identity as a learning factor in physics: a discussion through the role of science in Brazil. Cult Stud of Sci Educ 11, 349–370 (2016). https://doi.org/10.1007/s11422-014-9580-5

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Keywords

  • Identity
  • Culture
  • Nuclear physics
  • Physics in Brazil
  • Social groups