Estratégia Para Identificar Erros Conceituais de Química: Incompreensões em Torno da Aprendizagem de Geometria Molecular

Autores

DOI:

https://doi.org/10.28976/1984-2686rbpec2023u579599

Palavras-chave:

moléculas em 3D, múltiplas representações, percepção espacial, visualização

Resumo

Estudos acerca de erros conceituais de geometria molecular foram majoritariamente realizados no âmbito internacional e revelaram concepções errôneas importantes para a compreensão das dificuldades de aprendizagem. No entanto, não há pesquisas explorando erros conceituais associados à percepção espacial das moléculas no estudo da geometria molecular. O objetivo desta pesquisa foi identificar e avaliar erros conceituais associados à aprendizagem de geometria molecular por meio da elaboração e aplicação de um teste diagnóstico de dois níveis. Utilizou-se uma metodologia mista para a categorização e análise dos dados coletados de 55 estudantes ingressantes no nível superior (graduação em biotecnologia) de uma universidade pública. O estudo revelou erros importantes acerca das noções de geometria molecular e nos convidam a refletir sobre estratégias didáticas para os diferentes níveis de ensino (médio e superior). Verificou-se que estudantes possuem dificuldades para entender diferentes aspectos de múltiplas representações, afetando negativamente a compreensão da transição entre uma representação bidimensional e tridimensional. As duas primeiras questões do teste diagnóstico de dois níveis permitiram identificar cinco erros conceituais associados com a percepção tridimensional das moléculas, evidenciando que estudantes possuem concepções equivocadas acerca da relação entre a disposição espacial e os princípios que a fundamenta.

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Biografia do Autor

Kleyfton Soares da Silva, Universidade de São Paulo

Doutorando em Ensino de Ciências (Química) na Universidade de São Paulo (USP), Professor de Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Alagoas (Campus Penedo), Mestre em Ensino de Ciências e Matemática pela Universidade Federal de Sergipe (UFS), Licenciado em Química pelo Instituto Federal de Alagoas (IFAL) com período sanduíche no Institute of Technology Sligo (IT Sligo, Irlanda). É membro do grupo de pesquisa Mapas Conceituais (USP) e atualmente conduz pesquisas em Ensino de Química na perspectiva teórica da Psicologia Educacional e Neurociência Cognitiva.

Paulo Rogério Miranda Correia, Universidade de São Paulo

Contratado em 2005 como professor doutor da Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH/USP Leste), sua atuação docente ocorre junto ao curso de Licenciatura em Ciências da Natureza. Em 2020, tornou-se professor associado após aprovação no concurso de livre docência na área de Didática. Coordena o Grupo de Pesquisa Mapas Conceituais, que conta com alunos de iniciação científica e de pós-graduação. É orientador credenciado no Programa de Pós-graduação Interunidades em Ensino de Ciências da USP desde 2005. Foi o presidente da Sexta Conferência Internacional sobre Mapeamento Conceitual (CMC-2014), organizado em parceria com o Institute for Human and Machine Cognition (IHMC). Atualmente, sua linha de pesquisa está relacionada com o uso do mapeamento conceitual como ferramenta para a gestão da informação e do conhecimento.

Referências

Akkuzu, N., & Uyulgan, M. A. (2016). An epistemological inquiry into organic chemistry education: exploration of undergraduate students’ conceptual understanding of functional groups. Chemistry Education Research and Practice, 17(1), 36–57. https://doi.org/10.1039/C5RP00128E

Bent, H. A. (1961). An appraisal of valence-bond structures and hybridization in compounds of the first-row elements. Chemical Reviews, 61(3), 275–311. https://doi.org/10.1021/cr60211a005

Birk, J. P., & Kurtz, M. J. (1999). Effect of experience on retention and elimination of misconceptions about molecular structure and bonding. Journal of Chemical Education, 76(1), 124–128. https://doi.org/10.1021/ed076p124

Clauss, A. D., Nelsen, S. F., Ayoub, M., Moore, J. W., Landis, C. R., & Weinhold, F. (2014). Rabbit-ears hybrids, VSEPR sterics, and other orbital anachronisms. Chemistry Education Research and Practice, 15(4), 417–434. https://doi.org/10.1039/C4RP00057A

Cooper, M. M., Grove, N., & Underwood, S. M. (2010). Lost in Lewis structures: An investigation of student difficulties in developing representational competence. Journal of Chemical Education, 87(8), 869–874. https://doi.org/10.1021/ed900004y

Ferk, V., Vrtacnik, M., Blejec, A., & Gril, A. (2003). Students’ understanding of molecular structure representations. International Journal of Science Education, 25(10), 1227–1245. https://doi.org/10.1080/0950069022000038231

Hewson, P. W. (1992, June). Conceptual change in science teaching and teacher education [Paper presentation]. National Center for Educational Research, Documentation, and Assessment, Madrid, Spain.

Karonen, M., Murtonen, M., Sodervik, I., Manninen, M., & Salomaki, M. (2021). Heuristics hindering the development of understanding of molecular structures in university level chemistry education: the Lewis structure as an example. Education Sciences, 11(6), 258. https://doi.org/10.3390/educsci11060258

Kind, V. (2004). Beyond appearances Students’ misconceptions about basic chemical ideas (2nd ed.). Durham Durham University.

Landis, J. R., & Koch, G. G. (1977). The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics, 33(1), 159–174. https://doi.org/10.2307/2529310

Martina, A. R. (2017). Supporting student’s learning with multiple visual representations. In J. C. Horvath, J. M. Lodge, & J. Hattie (Eds), From the laboratory to the classroom: translating science of learning for teachers. Routledge.

Métioui, A., & Trudel, L. (2021). Two-tier multiple-choice questionnaires to detect the students’ misconceptions about heat and temperature. European Journal of Mathematics and Science Education, 6(1), 23–34. https://doi.org/10.12973/ejmse.2.1.23

Mutlu, A., & Sesen, B. A. (2015). Development of a two-tier diagnostic test to assess undergraduates’ understanding of some chemistry concepts. Procedia — Social and Behavioral Sciences, 174, 629–635. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.01.593

Özmen, H., Demircioğlu, H., & Demircioğlu, G. (2008). The effects of conceptual change texts accompanied with animations on overcoming 11th grade students’ alternative conceptions of chemical bonding. Computers & Education, 52(3), 681–695. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2008.11.017

Peterson, R. F., & Treagust, D. F. (1989). Grade-12 students’ misconceptions of covalent bonding and structure. Journal of Chemical Education, 66(6), 459–460. https://doi.org/10.1021/ed066p459

Peterson, R. F., Treagust, D. F., & Garnett, P. J. (1986). Identification of secondary students’ misconceptions of covalent bonding and structure concepts using a diagnostic instrument. Research in Science Education, 16, 40–48. http://dx.doi.org/10.1007/BF02356816

Peterson, R. F., Treagust, D. F., & Garnett, P. J. (1989). Development and application of a diagnostic instrument to evaluate grade-11 and -12students’ concepts of covalent bonding and structure following a course of instruction. Journal of Research in Science Teaching, 26(4), 301–314. https://doi.org/10.1002/tea.3660260404

Reber, A. S. (1993). Implicit learning and tacit knowledge: An essay on the cognitive unconscious. Oxford University Press.

Sampieri, R. H., Collado, C. F., & Lucio, M. P. B. (2013). Metodologia de pesquisa (5ª ed.). Penso.

Silva, K. S. (2018). A neurociência cognitiva como base da aprendizagem de geometria molecular: um estudo sobre atributos do funcionamento cerebral relacionados à memória de longo prazo (Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, Sergipe). Repositório Institucional da Universidade Federal de Sergipe. https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/8229

Silva, K. S., & Fonseca, L. S. (2021). Neurociência e educação: estratégias multissensoriais para a aprendizagem de geometria molecular. Investigações em Ensino de Ciências, 26(1), 1–26. https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2021v26n1p01

Soeharto, S., Csapó, B., Sarimanah, E., Dewi, F. I., & Sabri, T. (2019). Review of students’ common misconceptions in science and their diagnostic assessment tools. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 8(2), 247–266. http://dx.doi.org/10.15294/jpii.v8i2.18649

Stowe, R. L., Herrington, D. G., Mckay, R. L., & Cooper, M. M. (2019). The impact of core-idea centered instruction on high school students’ understanding of structure−property relationships. Journal of Chemical Education, 96(7), 1327–1340. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00111

Suri, N. A., & Azhar, M. (2020). Description of senior high school students’ understanding categories about chemical bonds using two-tier multiple choice diagnostic instrument. International Journal of Progressive Sciences and Technologies, 21(1), 26–34. https://ijpsat.org/index.php/ijpsat/article/view/1847

Uyulgan, M. A., Akkuzu, N., & Alpat, S. (2014). Assessing the students' understanding related to molecular geometry using a two-tier diagnostic test. Journal of Baltic Science Education, 13(6), 839–855. http://www.scientiasocialis.lt/jbse/files/pdf/vol13/839-855.Uyulgan_JBSE_Vol.13_No.6.pdf

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Publicado

2023-06-29

Como Citar

Silva, K. S. da, & Correia, P. R. M. (2023). Estratégia Para Identificar Erros Conceituais de Química: Incompreensões em Torno da Aprendizagem de Geometria Molecular. Revista Brasileira De Pesquisa Em Educação Em Ciências, e42082, 1–21. https://doi.org/10.28976/1984-2686rbpec2023u579599

Edição

v. 23 (2023): Janeiro-Dezembro

Seção

Artigos

Licença

Copyright (c) 2023 Kleyfton Soares da Silva, Paulo Rogério Miranda Correia

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