METAVISUAL ACTIVITY INVOLVING A CHEMICAL REACTION: CHALLENGES FACED BY STUDENTS AT THE REPRESENTATIONAL LEVELS
Atividade metavisual envolvendo uma reação química: dificuldades de estudantes nos níveis representacionais
DOI:
https://doi.org/10.1590/Palavras-chave:
níveis representacionais, reação química, metavisualizaçãoResumo
O objetivo desta pesquisa qualitativa foi analisar as dificuldades conceituais relacionadas aos níveis representacionais de três graduandos durante uma atividade metavisual de cinética química. A atividade proposta envolveu a exploração dos três níveis, na qual os alunos conduziram testes experimentais (macro), elaboraram representações simbólicas (simbólico) e pictóricas (submicro) e, posteriormente, as avaliaram a partir de uma estratégia metavisual. As discussões dos alunos foram gravadas, transcritas e organizadas em unidades de análise, sendo categorizadas de acordo com o acesso/transição do nível representacional. Os resultados indicaram que, quando os estudantes têm dificuldade em entender um nível de um determinado conceito, consequentemente, parecem não compreender os demais níveis, evidenciando a importância de se transitar nos três níveis para a compreensão do fenômeno químico. Houve uma prevalência de transições submicrosimbólicas na atividade, porém elas ocorreram de forma conflituosa, demonstrando diversas dificuldades conceituais de Química Geral dos alunos.
Referências
Araújo Neto, W. (2009). N. Formas de uso da representação estrutural no ensino superior de química (Tese de doutorado). Universidade de São Paulo, Faculdade de Educação, São Paulo. 2009.
Autor 1 & Autor 2. (2023). Informações omitidas para submissão anônima.
Cakmakci, G. (2010). Identifying alternative conceptions of chemical kinetics among secondary school and undergraduate students in Turkey. Journal of Chemical Education, 87(4), 449–455. https://doi.org/10.1021/ed8001336
Cakmakci, G., Leach, J., & Donnelly, J. (2006). Students' ideas about reaction rate and its relationship with concentration or pressure. International Journal of Science Education, 28(15), 1795–1815. https://doi.org/10.1080/09500690600823490
Cedran, D. P., Cedran, J. C., & Kiouranis, N. M. M. (2018). A importância da simbologia no ensino de Química e suas correlações com os aspectos macroscópicos e moleculares. Revista de Ensino de Ciências e Matemática, 9(4), 38–57.
Chandrasegaran, A. L., Treagust, D. F., & Mocerino, M. (2007). The development of a two-tier multiple-choice diagnostic instrument for evaluating secondary school students’ ability to describe and explain chemical reactions using multiple levels of representation. Chemistry Education Research and Practice, 8(3), 293–307. https://doi.org/10.1039/B7RP90006F
Chang, H. Y. (2022). Science teachers’ and students’ metavisualization in scientific modeling. Science Education, 106(2), 448–475. https://doi.org/10.1002/sce.21693
Chittleborough, G., & Treagust, D. (2008). Correct interpretation of chemical diagrams requires transforming from one level of representation to another. Research in Science Education, 38, 463–482. https://doi.org/10.1007/s11165-007-9059-4
Fernandes, B. G., & Locatelli, S. W. (2021). Acesso e Transição nos Níveis Representacionais durante a Construção de Modelos Explicativos acerca de Interações Intermoleculares. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, 21, 1–29. https://doi.org/10.28976/1984
Ferreira, P. M., & Justi, R. (2008). Modelagem e o “fazer ciência”. Química Nova na Escola, 28, 32–36.
Flick, U. (2009). Desenho da pesquisa qualitativa. Porto Alegre: Artmed/Bookman.
Gibin, G. B., & Ferreira, L. H. (2010). A formação inicial em química baseada em conceitos representados por meio de modelos mentais. Química Nova, 33(8), 1809–1814. https://doi.org/10.1590/S0100-40422010000800033
Gilbert, J. K. (2005). Visualization: A metacognitive skill in science and science education. In J. K. Gilbert (Ed.), Visualization in science education (pp. 9–27). Dordrecht: Springer. https://doi.org/10.1007/1-4020-3613-2_2
Gilbert, J. K., & Treagust, D. (2009). Macro, submicro and symbolic representations and the relationship between them: Key models in chemical education. In J. Gilbert & D. Treagust (Eds.), Multiple representations in chemical education (pp. 1–8). Dordrecht: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8872-8_1
Gkitzia, V., Salta, K., & Tzougraki, C. (2020). Students’ competence in translating between different types of chemical representations. Chemistry Education Research and Practice, 21(1), 307–330. https://doi.org/10.1039/C8RP00301G
Habiddin, H., & Page, E. M. (2019). Development and validation of a four-tier diagnostic instrument for chemical kinetics (FTDICK). Indonesian Journal of Chemistry, 19(3), 720–736. https://doi.org/10.22146/ijc.39218
Habiddin, H., & Page, E. M. (2021). Examining students’ ability to solve algorithmic and pictorial style questions in chemical kinetics. International Journal of Science and Mathematics Education, 19, 65–85. https://doi.org/10.1007/s10763-019-10037-w
Jaber, L. Z., & Boujaoude, S. (2012). A macro–micro–symbolic teaching to promote relational understanding of chemical reactions. International Journal of Science Education, 34(7), 973–998. https://doi.org/10.1080/09500693.2011.569959
Johnstone, A. H. (1993). The development of chemistry teaching: A changing response to a changing demand. Journal of Chemical Education, 70(9), 701–705. https://doi.org/10.1021/ed070p701
Johnstone, A. H. (2000). Teaching of chemistry - Logical or psychological? Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 1(1), 9–15.https://doi.org/10.1039/A9RP90001B
Junqueira, M., & Maximiano, F. (2020). Interações intermoleculares e o fenômeno da solubilidade: Explicações de graduandos em química. Química Nova, 43(1), 106–117. https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170449
Justi, R., & Gilbert, J. (2002). Models and modeling in chemical education. In J. Gilbert, O. de Jong, R. Justi, D. Treagust, & J. Van Driel (Eds.), Chemical education: Towards research-based practice (pp. 47–68). Dordrecht: Springer. https://doi.org/10.1007/0-306-47977-X_3
Keiner, L., & Graulich, N. (2020). Transitions between representational levels: Characterization of organic chemistry students’ mechanistic features when reasoning about laboratory work-up procedures. Chemistry Education Research and Practice, 21(1), 469–482. https://doi.org/10.1039/C9RP00241C
Kill, K. B. (2009). Caracterização de imagens em livros didáticos e suas contribuições para o processo de significação do conceito de equilíbrio químico (Tese de Doutorado). Universidade Federal de São Carlos.
Labarca, M. (2009). Acerca de la naturaleza de la química: Algunos comentarios. Educación en la Química - Revista de la Asociación de Docentes en la Enseñanza de la Química de la República Argentina, 15(2).
Locatelli, S. W., & Arroio, A. (2017). Dificuldades na transição entre os níveis simbólico e submicro - repensar o macro pode auxiliar a compreender reações químicas? Enseñanza de las Ciencias, n.o extraordinário, 4239–4244.
Mahaffy, P. (2004). The future shape of chemistry education. Chemistry Education Research and Practice, 5(3), 229–245. DOI https://doi.org/10.1039/B4RP90026J
Marani, P. F., Oliveira, T. A. L. de, & Sá, M. B. Z. (2017). Concepções sobre Cinética Química: A influência da Temperatura e da Superfície de Contato. ACTIO, 2(1), 321–341.
McLure, F., Won, M., & Treagust, D. F. (2022). Analysis of students’ diagrams explaining scientific phenomena. Research in Science Education, 52, 1225–1241. https://doi.org/10.1007/s11165-021-10004-y
Meneses, F. M. G., & Nunez, I. B. (2018). Errors and difficulties of high school students' learning in the interpretation of the chemical reaction as a complex system. Ciência & Educação, 24(1), 175–190. https://doi.org/10.1590/1516-731320180010012
Mortimer, E. F., Machado, A. H., & Romanelli, L. I. (2000). A proposta curricular de química do estado de Minas Gerais: Fundamentos e pressupostos. Química Nova, 23(2), 273–283.
Nkomo, S., & Bly, A. (2024). Developing a Threshold Concept Assessment Rubric: Using the Johnstone’s Triangle Framework for Understanding Intermolecular Forces. Journal of Chemical Education, 101(11), 4694–4703. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.4c00236
Petillion, R. J., & McNeil, W. S. (2020). Johnstone’s triangle as a pedagogical framework for flipped-class instructional videos in introductory chemistry. Journal of Chemical Education, 97(6), 1536–1542. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b01105
Puggian, C., & Lopes, C. V. N. B. (2012). Ensino de reações químicas em laboratório: Articulando teoria e prática na formação e ação docente. Investigações em Ensino de Ciências, 17(3), 697–708.
Rodrigues, M. G., & Machado, J. (2023). A Natureza da representação a partir do referencial de Bas van Fraassen e a atribuição de sentido ao conhecimento químico escolar. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências (Belo Horizonte), 25, 1–15. https://doi.org/10.1590/1983-21172022240154
Silverstein, T. P. (2014). The Aqueous Proton Is Hydrated by More Than One Water Molecule: Is the Hydronium Ion a Useful Conceit? Journal of Chemical Education, 91(4), 608–610. https://doi.org/10.1021/ed400559t
Stake, R. E. (2011). Qualitative research: Studying how things work. New York: Guilford.
Taber, K. S. (2002). Chemical misconceptions: Prevention, diagnosis and cure. London: Royal Society of Chemistry.
Taber, K. S. (2009). Learning at the symbolic level. In J. Gilbert & D. Treagust (Eds.), Multiple representations in chemical education (pp. 75–105). Dordrecht: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8872-8_5
Talanquer, V. (2010). Macro, Submicro, and Symbolic: the many faces of the chemistry triplet. International Journal of Science Education, 33(2), 179–195. https://doi.org/10.1080/09500690903386435
Wu, H. K., & Shah, P. (2004). Exploring visuospatial thinking in chemistry learning. Science Education, 88(3), 465–492. https://doi.org/10.1002/sce.10126
